高中物理选修3-52.3 玻尔的原子模型 规范训练(鲁科版选修3-5)

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1、第第 3 节节 玻尔的原子模型玻尔的原子模型(时间:60 分钟)难度及题号难度及题号 考查知识点及角度考查知识点及角度 基础基础中档中档稍难稍难对玻尔理论的理解对玻尔理论的理解1、2、3、4氢原子能级及跃迁氢原子能级及跃迁56、7、8、9、10综合提升综合提升11、12、13知识点一知识点一 对玻尔理论的理解对玻尔理论的理解1根据玻尔理论,某原子从能量为根据玻尔理论,某原子从能量为 E 的轨道跃迁到能量为的轨道跃迁到能量为 E的轨道,辐射出的轨道,辐射出波长为波长为 的光以的光以 h 表示普朗克常量,表示普朗克常量,c 表示真空中的光速,表示真空中的光速,E等于等于 ( )AEh BEh c

2、c c cCEh DEhc c c c 解析解析 释放的光子能量为释放的光子能量为 hh ,所以,所以 EEhEh .cc答案答案 C2大量氢原子从大量氢原子从 n5 的激发态,向低能级跃迁时,产生的光谱线条数是的激发态,向低能级跃迁时,产生的光谱线条数是( )A4 条条 B6 条条 C8 条条 D10 条条解析解析 由题意可知,当大量氢原子从由题意可知,当大量氢原子从 n5 能级跃迁时,有能级跃迁时,有 C5210 条光谱条光谱线线产生产生答案答案 D3下列对玻尔原子理论的评价正确的是下列对玻尔原子理论的评价正确的是 ( )A玻尔原子理论成功解释了氢原子光谱规律,为量子力学的建立奠定了基玻尔

3、原子理论成功解释了氢原子光谱规律,为量子力学的建立奠定了基础础B玻尔原子理论的成功之处是引入了量子概念玻尔原子理论的成功之处是引入了量子概念C玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点玻尔原子理论的成功之处是它保留了经典理论中的一些观点D玻尔原子理论与原子的核式结构是完全对立的玻尔原子理论与原子的核式结构是完全对立的答案答案 ABC4一群氢原子处于同一较高的激发态,它们向较低激发态或基态跃迁的过程中一群氢原子处于同一较高的激发态,它们向较低激发态或基态跃迁的过程中( )A可能吸收一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条暗线可能吸收一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条暗线B可能发出

4、一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条亮线可能发出一系列频率不同的光子,形成光谱中的若干条亮线C只吸收频率一定的光子,形成光谱中的一条暗线只吸收频率一定的光子,形成光谱中的一条暗线D只发出频率一定的光子,形成光谱中的一条亮线只发出频率一定的光子,形成光谱中的一条亮线解析解析 当原子由高能级向低能级跃迁时,原子将发出光子,由于不只是两个当原子由高能级向低能级跃迁时,原子将发出光子,由于不只是两个特定能级之间的跃迁,所以它可以发出一系列频率的光子,形成光谱中的若特定能级之间的跃迁,所以它可以发出一系列频率的光子,形成光谱中的若干条亮线干条亮线答案答案 B知识点二知识点二 氢原子能级及跃迁氢原子能

5、级及跃迁5光子的发射和吸收过程是光子的发射和吸收过程是 ( )A原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、原子从基态跃迁到激发态要放出光子,放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差末两个能级的能量差B原子不能从低能级向高能级跃迁原子不能从低能级向高能级跃迁C原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级,放出光子后从较高能级跃迁到较低能级较低能级D原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒原子无论是吸收光子还是放出光子,吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值等于始、末两个能级的能

6、量差值答案答案 CD6氢原子的能级图如图氢原子的能级图如图 236 所示欲使一处于基态的氢原子释放出一个电所示欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子,则该氢原子需要吸收的能量至少是子而变成氢离子,则该氢原子需要吸收的能量至少是 ( )图 236A13.60 eV B10.20 eV C0.54 eV D27.20 eV解析解析 要使氢原子变成氢离子,是使氢原子由低能级向高能级跃迁,需要吸要使氢原子变成氢离子,是使氢原子由低能级向高能级跃迁,需要吸收的能量大于等于收的能量大于等于 EEnE10(13.60) eV13.60 eV,选项,选项 A 满足满足题题意意答案答案 A7根据玻尔理

7、论,下列关于氢原子的论述正确的是根据玻尔理论,下列关于氢原子的论述正确的是 ( )A若氢原子由能量为若氢原子由能量为 En的定态向低能级跃迁,则氢原子要辐射的光子能的定态向低能级跃迁,则氢原子要辐射的光子能量量为为 hEnB电子沿某一轨道绕核运动,若圆周运动的频率为电子沿某一轨道绕核运动,若圆周运动的频率为 ,则其发光的频率也,则其发光的频率也是是C一个氢原子中的电子从一个半径为一个氢原子中的电子从一个半径为 ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径的轨道自发地直接跃迁到另一半径为为 rb的轨道,已知的轨道,已知 rarb,则此过程原子要辐射某一频率的光子,则此过程原子要辐射某一频率的光子D氢原子吸

8、收光子后,将从高能级向低能级跃迁氢原子吸收光子后,将从高能级向低能级跃迁解析解析 原子由能量为原子由能量为 En的定态向低能级跃迁时,辐射的光子能量等于能级的定态向低能级跃迁时,辐射的光子能量等于能级差,与差,与 En无关,故无关,故 A 错;电子沿某一轨道绕核运动,处于某一定态,不向错;电子沿某一轨道绕核运动,处于某一定态,不向外外辐射能量,故辐射能量,故 B 错;电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道,能级降低,错;电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道,能级降低,因而要辐射某一频率的光子,故因而要辐射某一频率的光子,故 C 正确;原子吸收光子后能量增加,能级正确;原子吸收光子后能量增加,能级

9、升升高,故高,故 D 错错答案答案 C8(2010重庆重庆)氢原子部分能级的示意图如图氢原子部分能级的示意图如图 237 所示,不同色光的光子能所示,不同色光的光子能量如下表所示:量如下表所示:图 237色光色光红红橙橙黄黄绿绿蓝蓝靛靛紫紫光子能量光子能量范围范围(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条,其颜色条,其颜色分别为分别为 ( )A红、蓝红、蓝靛靛 B黄、绿黄、绿C红、紫红、紫 D蓝蓝靛、紫靛、紫解析解析

10、本题意在考查考生对氢原子能级的理解,并能正确结合电磁波谱解决本题意在考查考生对氢原子能级的理解,并能正确结合电磁波谱解决氢原子跃迁的能级问题由七种色光的光子的不同能量可知,可见光光子的氢原子跃迁的能级问题由七种色光的光子的不同能量可知,可见光光子的能量范围在能量范围在 1.613.10 eV,故可能是由第,故可能是由第 4 能级向第能级向第 2 能级跃迁过程中所能级跃迁过程中所辐辐射的光子,射的光子,E10.85(3.40)2.55 eV,即蓝,即蓝靛光;也可能是氢原子靛光;也可能是氢原子由由第第 3 能级向第能级向第 2 能级跃迁过程中所辐射的光子,能级跃迁过程中所辐射的光子,E21.51(

11、3.40)1.89 eV,即红光,即红光答案答案 A9(2010新课标全国卷新课标全国卷)用频率为用频率为 0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到的频率分别为射的光谱中仅能观测到的频率分别为 1、2、3的三条谱线,且的三条谱线,且321,则,则( )A01 B321C0123 D.1 1 1 11 1 2 21 1 3 3解析解析 大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱,这说明氢原子受激发跃迁到大量氢原子跃迁时只有三种频率的光谱,这说明氢原子受激发跃迁到n3 的激发态,然后从的激发态,然后从 n3 能级向低能级跃迁,产生三种频率的光谱,根能级

12、向低能级跃迁,产生三种频率的光谱,根据跃迁规律有:据跃迁规律有:h0h3h2h1,解得:,解得:0321,故选项,故选项 B 正正确确答案答案 B10如图如图 238 所示为氢原子最低的四个能级,所示为氢原子最低的四个能级,当氢原子在这些能级间跃迁时,当氢原子在这些能级间跃迁时,(1)有可能放出几种能量的光子?有可能放出几种能量的光子?(2)在哪两个能级间跃迁时,所发出的光子波在哪两个能级间跃迁时,所发出的光子波长长最长?波长是多少?最长?波长是多少?解析解析 (1)由由 NCn2,可得,可得 NC426 种;种;(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子能量最氢原子由第四

13、能级向第三能级跃迁时,能级差最小,辐射的光子能量最小,小,图 238波长最长,根据波长最长,根据 hE4E30.85(1.51) eV0.66 eV,hcE4E3m1.88106 m.6.63 1034 3 1080.66 1.6 1019答案答案 (1)6 (2)第四能级向第三能级第四能级向第三能级 1.88106 m11关于氢原子能级跃迁,下列叙述中正确的是关于氢原子能级跃迁,下列叙述中正确的是 ( )A用波长为用波长为 60 nm 的的 X 射线照射,可使处于基态的氢原子电离出自由电射线照射,可使处于基态的氢原子电离出自由电子子B用能量为用能量为 10.2 eV 的光子照射,可使处于基态

14、的氢原子跃迁到激发态的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为用能量为 11.0 eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D用能量为用能量为 12.5 eV 的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态的光子照射,可使处于基态的氢原子跃迁到激发态解析解析 波长为波长为 60 nm 的的 X 射线能量射线能量 Eh 6.631034 Jc3 10860 1093.321018 J20.75 eV,氢原子的电离能,氢原子的电离能E0(13.6) eV13.6eVE20.75 eV所以可使氢原子电离,所以可使氢原子电离,A 正确由正确由 hEmE 得得Em1hE10.2(13.6)eV3.4 eVEm211.0(13.6)eV2.6 eVEm312.5(13.6)eV1.1 eV由由 E得,只有得,只有 Em13.4 eV 对应于对应于 n2 的状态由于原子发生跃迁的状态由于原子发生跃迁E1n2时时吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子,所以只有吸收光子只能吸收恰好为两能级差能量的光子,所以只有 B 可使氢原子从可使氢原子从基基态跃迁到激发态态跃迁到激发态答案答案 AB12汞

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