1、學年高中物理第十八章原子結構課時提高作業十一.玻爾的原子模型新人教版選修學年高中物理第十八章原子結構課時提高作業十一.玻爾的原子模型新人教版選修PAGE學年高中物理第十八章原子結構課時提高作業十一.玻爾的原子模型新人教版選修課時提高作業十一玻爾的原子模型(15分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題,每題7分,共35分)1.(多項選擇)關于玻爾的原子模型,以下說法中正確的有()A.它圓滿地否定了盧瑟福的核式結構學說B.它發展了盧瑟福的核式結構學說C.它圓滿拋棄了經典的電磁理論D.它引入了普朗克的量子理論【分析】選B、D。玻爾的原子模型在核式結構的前提下提出軌道量子化、能量量子化及能級躍遷,應選項A

2、錯誤,B正確;它的成功在于引入了量子化理論,缺點是過多地引入經典力學,應選項C錯,D正確。2.下面關于玻爾理論的講解中,不正確的說法是()A.原子只利處于一系列不連續的狀態中,每個狀態都對應必然的能量B.原子中,誠然核外電子不斷做變速運動,但只要能量狀態不改變,就不會向外輻射能量C.原子從一種定態躍遷到另一種定態時,必然要輻射必然頻率的光子D.原子的每一個能量狀態都對應一個電子軌道,并且這些軌道是不連續的【分析】選C。依照玻爾的原子理論,原子從高能級向低能級躍遷時要輻射必然頻率的光子,而從低能級向高能級躍遷時要吸取必然頻率的光子,C錯誤。3.一個氫原子從n=3能級躍遷到n=2能級。該氫原子()

3、A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量減少C.吸取光子,能量增加D.吸取光子,能量減少【分析】選B。依照玻爾理論,氫原子能級越高對應的能量越大,當氫原子從較高能級向較低能級躍遷時放出光子,能量減少,B對,A、C、D錯。【補償訓練】(多項選擇)設氫原子由n=3的狀態向n=2的狀態躍遷時放出能量為E、頻率為的光子。則氫原子()A.躍遷時能夠放出或吸取能量為任意值的光子B.由n=2的狀態向n=1的狀態躍遷時放出光子的能量大于EC.由n=2的狀態向n=3的狀態躍遷時吸取光子的能量等于ED.由n=4的狀態向n=3的狀態躍遷時放出光子的頻率大于【分析】選B、C。原子躍遷時能夠放出或吸取能量為特定值的光子

4、,A錯;由n=2的狀態向n=1的狀態躍遷時,能量比由n=3的狀態向n=2的狀態躍遷時要大,所以放出光子的能量大于E,B項正確;由n=2的狀態向n=3的狀態躍遷時吸取光子的能量等于由n=3的狀態向n=2的狀態躍遷時放出光子的能量E,C項正確;由n=4的狀態向n=3的狀態躍遷時放出光子的能量較小,所以頻率小于,D項錯。4.(2016北京高考)處于n=3能級的大量氫原子,向低能級躍遷時,輻射光的頻率有()A.1種B.2種C.3種D.4種【解題指南】解答本題應掌握以下兩點:(1)原子從某必然態躍遷到另必然態時,吸取或輻射必然頻率的光子能量。(2)原子躍遷時,可能的情況可依照公式進行計算。【分析】選C。

5、大量氫原子從n=3能級向低能級躍遷時,由可得有3種可能,C正確。【補償訓練】已知處于某一能級n上的一群氫原子向低能級躍遷時,能夠發出10種不一樣樣頻率的光,以下能表示輻射光波長最長的那種躍遷的表示圖是()【分析】選A。依照玻爾理論,波長最長的躍遷對應著頻率最小的躍遷,依照氫原子能級圖,頻率最小的躍遷對應的是從5到4的躍遷,選項A正確。5.(多項選擇)如圖為氫原子能級表示圖的一部分,則氫原子()A.從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長B.處于不一樣樣能級時,核外電子在各處出現的概率是相同的C.從高能級向低能級躍遷時,氫原子必然向外放出能量D.處于n=5能

6、級的一群原子躍遷時,最多能夠發出6種不一樣樣頻率的光子【分析】選A、C。依照E=h,=,可知=,從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級放出能量小,所以從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長,選項A正確;處于不一樣樣能級時,核外電子在各處出現的概率不一樣樣,B錯誤;從高能級向低能級躍遷時,氫原子必然向外放出能量,C正確;處于n=5能級的一群原子躍遷時,最多能夠發出10種不一樣樣頻率的光子,D項錯誤。二、非選擇題(15分。需寫出規范的解題步驟)6.能量為Ei的光子照射基態氫原子,恰巧可使該原子中的電子成為自由電子。這一能量Ei稱為氫的電離

7、能。現用一頻率為的光子從基態氫原子中擊出了一電子,求該電子在遠離核今后速度的大小。(用光子頻率、電子質量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)【分析】由能量守恒定律得:mv2=h-Ei。解得電子速度為:v=。答案:【補償訓練】氦原子被電離一個核外電子,形成類氫結構的氦離子。已知基態的氦離子能量為E1=-54.4eV,氦離子能級的表示圖以以下列圖,用一群處于第4能級的氦離子發出的光照射處于基態的氫氣。求:(1)氦離子發出的光子中,有幾種能使氫原子發生光電效應?(2)發生光電效應時,光電子的最大初動能是多少?【分析】(1)一群氦離子躍遷時,一共發出N=6種光子由頻率條件h=Em-En知6種光子

8、的能量分別是由n=4到n=3h1=E4-E3=2.6eV由n=4到n=2h2=E4-E2=10.2eV由n=4到n=1h3=E4-E1=51.0eV由n=3到n=2h4=E3-E2=7.6eV由n=3到n=1h5=E3-E1=48.4eV由n=2到n=1h6=E2-E1=40.8eV由發生光電效應的條件知,h3、h5、h63種光子可使處于基態的氫原子發生光電效應。(2)由光電效應方程Ek=h-W0知,能量為51.0eV的光子使氫原子逸出的光電子最大初動能最大,將W0=13.6eV代入Ek=h-W0得Ek=37.4eV。答案:(1)3種(2)37.4eV(25分鐘50分)一、選擇題(本題共4小題

9、,每題7分,共28分)1.(多項選擇)氫原子核外電子由一個軌道向另一軌道躍遷時,可能發生的情況是()A.原子吸取光子,電子的動能增大,原子的電勢能增大,原子的能量增大B.原子放出光子,電子的動能減少,原子的電勢能減少,原子的能量減少C.原子吸取光子,電子的動能減少,原子的電勢能增大,原子的能量增大D.原子放出光子,電子的動能增大,原子的電勢能減少,原子的能量減少【分析】選C、D。依照玻爾假設,在氫原子中,電子繞核做圓周運動的向心力由原子核對電子的吸引力(靜電引力)供應,即k=m。可見,原子由高能級躍遷到低能級時,電子軌道半徑減小,動能增加,氫原子核外電子由一個軌道躍遷到另一個軌道,可能有兩種情

10、況:一是由較高能級向較低能級躍遷,即原子的電子由距核較遠處躍遷到較近處,要放出光子。原子的電勢能要減少(電場力做正功),原子的能量(電子和原子核共有的電勢能與電子動能之和)要減少;二是由較低能級向較高能級躍遷,與上述相反。綜上所述,C、D正確。2.(多項選擇)已知氫原子的能級圖以以下列圖,現用光子能量介于1012.9eV范圍內的光去照射一群處于基態的氫原子,則以下說法中正確的選項是()A.在照射光中可能被吸取的光子能量有無數種B.在照射光中可能被吸取的光子能量只有3種C.照射后可能察看到氫原子發射不一樣樣波長的光有6種D.照射后可能察看到氫原子發射不一樣樣波長的光有3種【分析】選B、C。依照躍

11、遷規律h=Em-En和能級圖,可知A錯,B對;氫原子吸取光子后能躍遷到最高為n=4的能級,能發射的光子的波長有=6種,故C對,D錯。【總結提高】氫原子躍遷的兩個要點點(1)氫原子只能吸取和能級差相同的能量的光子而發生躍遷,即光子的能量大于能級差和小于能級差都不能夠被氫原子吸取而躍遷。(2)氫原子從較高能級向低能級躍遷時有多種可能,故能夠發出多種不一樣樣波長的光,發光的種數能夠用計算。3.(多項選擇)用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態的氫原子,發現該容器內的氫能夠釋放出三種不一樣樣頻率的光子,它們的頻率由低到高依次為1、2、3,由此可知,開始用來照射容器的單色光的光子能量能夠表示為()A.

12、h1B.h3C.h1+h2D.h1+h2+h3【分析】選B、C。氫原子吸取光子能向外輻射三種不一樣樣頻率的光子,說明其吸取光子后從基態躍遷到第三能級,在第三能級不牢固,又向較低能級躍遷,放出光子。其中從第三能級躍遷到基態的光子能量最大為h3,所以氫原子吸取的光子能量應為E=h3,且關系式h3=h1+h2成立,故正確選項為B、C。4.原子從a能級狀態躍遷到b能級狀態時發射波長為1的光子;原子從b能級狀態躍遷到c能級狀態時吸取波長為2的光子,已知12。那么原子從a能級狀態躍遷到c能級狀態時將要()A.發出波長為1-2的光子B.發出波長為的光子C.吸取波長為1-2的光子D.吸取波長為的光子【分析】選

13、D。依照題意畫出能級圖以以下列圖,則Ea-Eb=hEc-Eb=h由得Ec-Ea=h-h設由a到c吸取光子的波長為則h-h=h,可知=,A、B、C錯,D正確。二、非選擇題(本題共2小題,共22分。需寫出規范的解題步驟)5.(10分)用電磁波照射氫原子,使它從能量為E1的基態躍遷到能量為E5的激發態,則該電磁波的頻率等于_;處在n=5能級的大量的氫原子向低能級躍遷所輻射的光子的頻率最多有_種。【分析】由玻爾理論可得,該電磁波的頻率為=;處在n=5能級的大量的氫原子向低能級躍遷所輻射的光子的頻率最多有N=種=10種。答案:106.(12分)1914年,富蘭克林和赫茲在實驗中用電子碰撞靜止的原子的方法,使原子從基態躍遷到激發態,來證明玻爾提出的原子能級存在的假設,設電子的質量為m,原子質量為m0,基態和激發態的能量差為E,試求入射的電子的最小動能。【解題指南】解答本題需要注意以下兩點:(1)電子與原子碰撞滿足動量守恒定律。(2)依