2019届高中物理第十八章原子结构课时跟踪检测三十玻尔的原子模型含解析选修 3页

玻尔的原子模型一、单项选择题1．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是(　　)A．原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量B．原子中，虽然核外电子不断做变速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量C．原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子D．原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的解析：选C　根据玻尔的原子理论，易知A、B、D正确；原子从高能级向低能级跃迁时要辐射一定频率的光子，而从低能级向高能级跃迁时要吸收一定频率的光子，C错误。2．根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后(　　)A．氢原子所在的能级下降B．氢原子的电势能增加C．电子绕核运动的半径减小D．电子绕核运动的动能增加解析：选B　根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后，氢原子的能级上升，电子绕核运动的半径增大，A、C错误；电子与原子核间的距离增大，库仑力做负功，电势能增大，B正确；电子围绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，有＝，可得Ek＝mv2＝，半径增大，动能减小，故D错误。3．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是(　　)A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的解析：选D　光谱中的亮线对应不同频率的光子，“分离的不连续的亮线”对应着不同频率的光子，B、C错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，并且满足ε＝hν。能量不同，相应光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误，D正确。4．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2。已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则(　　)A．吸收光子的能量为hν1＋hν2B．辐射光子的能量为hν1＋hν2nC．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：选D　由跃迁假设及题意可知，hν1＝Em－En，hν2＝Ek－En，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错误；hν3＝Ek－Em，解得：hν3＝hν2－hν1，B项错误，D项正确。5．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法。一是用能量为13.6eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6eV的光子照射氢原子，则(　　)A．两种方法都可能使氢原子电离B．两种方法都不可能使氢原子电离C．前者可使氢原子电离D．后者可使氢原子电离解析：选D　电子是有质量的，撞击氢原子时发生弹性碰撞。由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把13.6eV的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收使其电离，故D对。二、多项选择题6．原子的能量量子化现象是指(　　)A．原子的能量是不可改变的B．原子的能量与电子的轨道无关C．原子的能量状态是不连续的D．原子具有分立的能级解析：选CD　由玻尔理论知电子绕核运动的轨道半径是不连续的，与之对应的原子的能量是不连续的，只能取一系列不连续的特定值，故C、D正确。7．欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是(　　)A．用10.2eV的光子照射B．用11eV的光子照射C．用14eV的光子照射D．用10eV的光子照射解析：选AC　由氢原子能级图算出只有10.2eV为第2能级与基态之间的能级差，而大于13.6eV的光子能使氢原子电离。A、C正确。8.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是(　　)A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB．用波长为825nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线nD．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解析：选CD　根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长一定小于656nm，同理，从n＝1能级跃迁到n＝2的能级时，需要吸收的光的波长一定小于825nm，因此A、B选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知D选项正确；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种谱线，所以C选项正确。三、非选择题9．氢原子第n能级的能量为En＝，其中E1是基态能量，而n＝1,2，…。若一氢原子辐射能量为－E1的光子后处于比基态能量高出－E1的激发态，则氢原子辐射光子前后分别处于第几能级？解析：设氢原子辐射光子前后分别处于第l与第m能级，则依题意有－＝－E1，－E1＝－E1由以上两式可以解得m＝2，l＝4。答案：氢原子辐射光子前后分别处于第4与第2能级10．已知氢原子的基态能量为－13.6eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m，电子质量me＝9.1×10－31kg，电荷量为1.6×10－19C，则电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各为多大？解析：电子跃迁到第三轨道时，氢原子能量E3＝E1≈－1.51eV电子在第三轨道时半径为r3＝n2r1＝32r1＝9r1①电子绕核做圆周运动的向心力由库仑力提供，所以＝②由①②可得电子动能为Ek3＝mev32＝＝eV≈1.51eV由于E3＝Ek3＋Ep3，故电子电势能为Ep3＝E3－Ek3＝－1.51eV－1.51eV＝－3.02eV。答案：－1.51eV　1.51eV　－3.02eV