2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 4 玻爾的原子模型課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第十八章 原子結(jié)構(gòu) 4 玻爾的原子模型課后訓(xùn)練 新人教版選修3-5 基礎(chǔ)鞏固 1.關(guān)于玻爾的原子模型理論,下列說法正確的是( ) A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B.原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的 C.原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動(dòng)一定向外輻射能量 D.原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的 2.用紫外線照射一些物質(zhì)時(shí),會(huì)發(fā)生熒光效應(yīng),即物質(zhì)發(fā)出可見光。這些物質(zhì)中的原子先后發(fā)生兩次躍遷,其能量變化分別為ΔE1和ΔE2。下列關(guān)于原子這兩次躍遷的說法中正確的是( ) A.先向高能級(jí)躍遷,再向低能級(jí)躍遷,且|ΔE1|<|ΔE2| B.先向高能級(jí)躍遷,再向低能級(jí)躍遷,且|ΔE1|>|ΔE2| C.兩次均向高能級(jí)躍遷,且|ΔE1|>|ΔE2| D.兩次均向低能級(jí)躍遷,且|ΔE1|<|ΔE2| 3.氫原子處于量子數(shù)n=3的狀態(tài)時(shí),要使它的核外電子成為自由電子,吸收的光子能量應(yīng)是( ) A.13.6 eV B.3.5 eV C.1.51 eV D.0.54 eV 4.用波長為λ的電磁波照射氫原子,恰能使處于基態(tài)的氫原子電離,若改用波長為2λ的電磁波照射氫原子,那么( ) A.仍能使基態(tài)氫原子電離 B.不能使基態(tài)氫原子電離 C.可能使基態(tài)氫原子電離 D.以上說法都不正確 5.氫原子的能級(jí)圖如圖所示,一群氫原子處在n=4的能級(jí)上,向低能級(jí)躍遷時(shí),一共輻射出________種光子;用這些光子照射逸出功為W0=4.54 eV的金屬鎢時(shí),能使其發(fā)生光電效應(yīng)的有________種光子。 能力提升 6.氫原子輻射出一個(gè)光子后,則( ) A.電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大 B.電子的動(dòng)能增大 C.氫原子電勢能增大 D.原子的能級(jí)值增大 7.氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過程中( ) A.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢能增大,原子的能量增大 B.原子要放出光子,電子的動(dòng)能減小,原子的電勢能減小,原子的能量也減小 C.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢能減小,原子的能量增大 D.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能減小,原子的電勢能增大,原子的能量增大 8.用能量為12.6 eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,受光子的照射后,下列關(guān)于這群氫原子的躍遷的說法正確的是( ) A.原子能躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)上 B.原子能躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上 C.原子能躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)上 D.原子不能躍遷 9.原子的能級(jí)圖如圖所示,現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)的汞原子上,汞原子只發(fā)出三種不同頻率的單色光。那么,關(guān)于入射光的能量,下列說法正確的是( ) A.可能大于或等于7.7 eV B.可能大于或等于8.8 eV C.一定等于7.7 eV D.包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三種 10.氫原子的能級(jí)如圖所示,已知可見光的光子能量范圍約為1.62~3.11 eV。下列說法錯(cuò)誤的是( ) A.處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)生電離 B.大量氫原子從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng) C.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)出2種不同頻率的可見光 D.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)出3種不同頻率的可見光 11.氫原子中核外電子從第2能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí),輻射的光照射到某金屬上時(shí)能產(chǎn)生光電效應(yīng)。那么,處于第3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),輻射出各種頻率的光可能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的至少有( ) A.1種 B.2種 C.3種 D.4種 12.如圖所示,氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),輻射出能量為2.55 eV的光子。問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子?請(qǐng)?jiān)趫D中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。 參考答案 1. 答案:B 點(diǎn)撥:玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在原子結(jié)構(gòu)問題上遇到的困難,引入量子化觀念建立了新的原子模型理論,主要內(nèi)容為:電子軌道是量子化的,原子的能量是量子化的,處在定態(tài)的原子不向外輻射能量。由此可知B正確。 2. 答案:B 點(diǎn)撥:物質(zhì)原子吸收紫外線,由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷,處于高能級(jí)的原子再向低能級(jí)躍遷,發(fā)出可見光,因紫外線光子能量大于可見光的光子能量,故|ΔE1|>|ΔE2|,B正確。 3. 答案:ABC 點(diǎn)撥:只要被吸收的光子能量大于或等于n=3激發(fā)態(tài)所需的電離能1.51 eV即可,多余能量作為電離后自由電子的動(dòng)能。 4. 答案:B 點(diǎn)撥:使基態(tài)氫原子電離需要的能量至少為,改用2λ的電磁波,其電磁波能量為,故不能使基態(tài)氫原子電離,選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。 5. 答案:6 3 點(diǎn)撥:處在n=4能級(jí)上的氫原子一共輻射出N=種=6種光子,能量大于4.54 eV的光子有4→1、3→1、2→1的三種光子。 6. 答案:B 點(diǎn)撥:由玻爾理論可知,氫原子輻射光子后,應(yīng)從離核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道,在此躍遷過程中,電場力對(duì)電子做了正功,因而電勢能應(yīng)減小。另由經(jīng)典電磁理論,電子繞核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即為氫核對(duì)電子的庫侖力:,所以Ek=??梢?,電子運(yùn)動(dòng)半徑越大,其動(dòng)能越大,再結(jié)合能量轉(zhuǎn)化與守恒定律,氫原子放出光子,輻射出一定的能量,所以原子的總能量減少,只有B選項(xiàng)正確。 7. 答案:D 點(diǎn)撥:本題考查對(duì)玻爾理論、庫侖定律、圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律及電場力做功的性質(zhì)和綜合運(yùn)用的能力。 根據(jù)玻爾理論,氫原子核外電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),其能量越大,由能量公式En=可知,電子從低軌道(量子數(shù)n小)向高軌道(n值較大)躍遷時(shí),要吸收一定能量的光子,故選項(xiàng)B可排除; 氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng),其向心力由原子核對(duì)電子的庫侖引力提供,即,電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek=,由此可知:電子離核越遠(yuǎn),r越大時(shí),電子的動(dòng)能就越小,故選項(xiàng)A、C均可排除;由于原子核帶正電荷,電子帶負(fù)電荷,事實(shí)上異性電荷遠(yuǎn)離過程中需克服庫侖引力做功,即庫侖力對(duì)電子做負(fù)功,則原子系統(tǒng)的電勢能將增加,系統(tǒng)的總能量增加,故選項(xiàng)D正確。 8. 答案:D 點(diǎn)撥:用光子照射使原子發(fā)生躍遷,就必須使光子的能量等于兩定態(tài)的能級(jí)差,即ΔE=|Ek-En|(k>n),光子的能量大于或小于這個(gè)值,就不能使原子躍遷,題中光子的能量E=12.6 eV,氫原子基態(tài)的能量為-13.6 eV,其他各激發(fā)態(tài)的能量為E2=-3.4 eV,E3=-1.5 eV,E4=-0.85 eV,所以E>E2-E1=10.2 eV,E>E3-E1=12.09 eV,E<E4-E1=12.75 eV,故本題正解選項(xiàng)為D。 9. 答案:C 點(diǎn)撥:由玻爾理論可知,軌道是量子化的,能級(jí)是不連續(xù)的,只能發(fā)射不連續(xù)的單色光,于是要發(fā)出三種不同頻率的光,只有從基態(tài)躍遷到n=3的激發(fā)態(tài)上,其能級(jí)差ΔE=E3-E1=7.7 eV,選項(xiàng)C正確,A、B、D錯(cuò)誤。 10. 答案:D 點(diǎn)撥:紫外線的頻率比可見光的高,因此紫外線光子的能量應(yīng)大于3.11 eV,而處于n=3能級(jí)的氫原子其電離能僅為1.51 eV<3.11 eV,所以處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)生電離;大量氫原子從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光子的能量1.51 eV<1.62 eV,即所發(fā)出的光子為有顯著熱效應(yīng)的紅外光子;大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可以輻射出的光子的種類為N==6種,其中有2種不同頻率的可見光。故選項(xiàng)D符合題意,應(yīng)選D。 11. 答案:B 點(diǎn)撥:發(fā)生光電效應(yīng)的條件是照射光的頻率要大于該金屬的極限頻率。本題未知該金屬的極限頻率,但可以用比較的辦法來確定一定能發(fā)生光電效應(yīng)的頻率。 氫原子由第3能級(jí)向低能級(jí)躍遷的可能情形為3→1,3→2,2→1,共3種。其中3→1發(fā)出的光子頻率大于2→1發(fā)出光子的頻率,3→2發(fā)出的光子頻率小于2→1發(fā)出的光子頻率,已知2→1發(fā)出的光子能發(fā)生光電效應(yīng),則3→1發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng),而3→2發(fā)出的光子無法判定是否能發(fā)生光電效應(yīng)。因此輻射出的3種頻率的光能使此金屬發(fā)生光電效應(yīng)的至少有2種。 12. 答案:見點(diǎn)撥 點(diǎn)撥:根據(jù)公式hν=Em-En,可確定Em的能量,由能級(jí)公式En=判斷其量子數(shù),然后確定處于基態(tài)的氫原子躍遷到該狀態(tài)需要吸收的能量;對(duì)于輻射躍遷圖,可根據(jù)凡是處于高能量狀態(tài)原子均可向各種低能量狀態(tài)躍遷而輻射出若干頻率的光子。 氫原子從n>2的某一能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí),滿足:hν=En-E2=2.55 eV, En=hν+E2=-0.85 eV。 所以n=4。 基態(tài)氫原子要躍遷到n=4的能級(jí),應(yīng)提供: ΔE=E4-E1=12.75 eV。 躍遷圖如上圖所示。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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