《2019年高中物理 重难点强化练（二）玻尔理论和氢原子能级结构（含解析）鲁科版选修3-5》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019年高中物理 重难点强化练（二）玻尔理论和氢原子能级结构（含解析）鲁科版选修3-5（5页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、玻尔理论和氢原子能级结构一、选择题1多选根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是()A若氢原子由能量为En的定态向能量为Em的低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量hEnEmB电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为，则其发光的频率也是C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为rb的轨道，已知rarb，则此过程原子要辐射某一频率的光子D氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁解析：选AC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差，A正确；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，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，
2、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，能级升高，故D错。2已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En，其中n2,3，用h表示谱朗克常量，c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为() A BC D解析：选C第一激发态是能量最低的激发态n2，依题意可知第一激发态能量为E2；电离是氢原子从第一激发态跃迁到最高能级n(n)的过程，需要吸收的最小光子能量为E0E2，由E得：，所以能使氢原子从第一激发态电离的光子最大波长为，故C选项正确。3多选欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是()A用10.2 eV的光子照射 B用11 eV的光子照射C用14 e
3、V的光子照射 D用10 eV的光子照射解析：选AC由氢原子的能级图可求得E2E13.40 eV(13.6) eV10.2 eV，即10.2 eV是第二能级与基态之间的能量差，处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后将跃迁到第二能级态，可使处于基态的氢原子激发，A对；EmE111 eV，即不满足玻尔理论关于跃迁的条件，B错；要使处于基态的氢原子电离，照射光的能量须13.6 eV，而14 eV13.6 eV，故14 eV的光子可使基态的氢原子电离，C对；EmE110 eV，既不满足玻尔理论关于跃迁的条件，也不能使氢原子电离，D错。4.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长
4、的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是()解析：选C根据Eh，可知，能级差越大，波长越小，所以a的波长最小，b的波长最大，答案选C。5子与氢原子核(质子)构成的原子称为氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图为氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为1、2、3、4、5和6的光子，且频率依次增大，则E等于()Ah(31) Bh(31)Ch6 Dh(64)解析：选D氢原子吸收光子后，能发出六种频率的光，说明氢原子是从n4能级向低能级跃迁，则吸收的光子的能量为EE4E2h(64)。6氢原子部分
5、能级示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示：色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310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，其颜色分别为()A红、蓝靛 B黄、绿C红、紫 D蓝靛、紫解析：选A如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV的光子属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV
6、、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光光子的能量范围，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝靛光，A正确。7.多选已知氢原子的能级图如图所示，现用光子能量介于1012.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是()A在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D照射后观测到氢原子发射的光中波长最长的光是由n4向n3跃迁时发出的解析：选BCD根据跃迁规律hEmEn和能级图，可知A错，B对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为
7、n4的能级，能发射的光子的波长有C426种，故C对；氢原子由n4的能级跃迁到n3的能级发射出的光的频率最小，波长最长，故D正确。8.多选如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()A从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长B从n5能级跃迁到n1能级比从n5能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的D处于n5能级的一群原子跃迁时，最多可以发出6种不同频率的光子解析：选AC根据Eh，可知，从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级放出能量小，所以从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长
8、长，选项A正确；电磁波的速度是光速，与电磁波的波长、频率无关，选项B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率不相同，C正确；处于n5能级的一群原子跃迁时，最多可以发出10种不同频率的光子，D项错误。二、非选择题9大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV。跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_ eV(基态能量为13.6 eV)。解析：大量氢原子跃迁发出三种不同能量的光子，跃迁情况为n3的激发态到n2的激发态，n3的激发态直接到n1的基态，n2的激发态到n1的基态，所以跃迁发生
9、前这些原子分布在2个激发态能级上，最高能量值满足E13.6 eV12.09 eV，即E为1.51 eV。答案：21.5110有一群氢原子处于量子数n3的激发态，当它们跃迁时：(1)有可能放出几种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子的波长最长？波长是多少？解析：(1)由n3的激发态向低能级跃迁的路径为n3n2n1或n3n1，故能放出3种能量的光子。(2)上述三种跃迁辐射中，由n3n2的跃迁能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长。由氢原子能级图知E23.4 eV，E31.51 eV。hE3E2，由可得 m6.58107 m。答案：(1)3(2)n3n2的跃迁6.58107 m11
10、已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m，量子数为n的能级值为En eV。(1)求电子在基态轨道上运动时的动能；(2)有一群氢原子处于量子数n3的激发态。画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线；(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长。(其中静电力常量k9.0109 Nm2/C2，电子电荷量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)解析：(1)设电子的质量为m，电子在基态轨道上的速率为v1，根据牛顿第二定律和库仑定律有m，所以Ekmv12 J2.181018 J13.6 eV。(2)当氢原子从量子数n3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线，如图所示。(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3E1。 m1.03107 m。答案：(1)13.6 eV(2)见解析(3)1.03107 m1
