2021版高中物理 18.4 玻尔的原子模型知能巩固提升 新人教版选修3-5.doc

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1、-1-20132013 版高中物理版高中物理 18.418.4 玻尔的原子模型知能巩固提升玻尔的原子模型知能巩固提升 新人教版选修新人教版选修 3-53-5【课堂训练】【课堂训练】1.(2012北京高考)一个氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级.该氢原子()A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少2.一群处于 n=4 激发态的氢原子，当它们自发跃迁到较低能级时()A.从 n=4 跃迁到 n=3 时，辐射的光子波长最短B.从 n=4 直接跃迁到 n=1 时，辐射的光子的波长最短C.从 n=4 直接跃迁到 n=1 时，辐射的光子的波长最长D.从

2、 n=4 直接跃迁到 n=2 时，辐射的光子的能量等于从 n=4 跃迁到 n=3 和从 n=3 跃迁到 n=2 辐射的两个光子的能量之和3.根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后()A原子的能量增加，电子的动能减少B原子的能量增加，电子的动能增加C原子的能量减少，电子的动能减少D原子的能量减少，电子的动能增加4.(2012朝阳区高二检测)氢原子的能级图如图所示，现让一束单色光照射大量处于基态的氢原子，氢原子只发出三种不同频率的色光.照射光光子的能量是()A.13.6 eVB.3.4 eVC.12.09 eVD.10.2 eV5.(2011江苏高考)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子

3、离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”).已知氢原子的基态能量为 E1(E12 的某一能级跃迁到 n=2 的能级，辐射出能量为 2.55 eV的光子.问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它跃迁到上述的能级上？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.-4-12.氢原子在基态时轨道半径为 r1=0.5310-10m，能量 E1=-13.6 eV.求氢原子处于基态时：(1)电子的动能；(2)原子的电势能；(3)用波长是多少的光照射可使其电离？(已知电子质量 m=9.110-31kg)答案解析答案解析1.【解析】选 B.根据玻尔理论，氢原子能级越高对应的能量越大

4、，当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子.2.【解析】选 B、D.由 n=4 跃迁到 n=3 时能级差最小，辐射光子的波长最长；而由 n=4 直接跃迁到 n=1 时，辐射光子的波长最短.3.【解析】选 D.电子由高能级跃迁到低能级，库仑力对电子做正功，核外电子的动能增加，氢原子由高能级跃迁到低能级，原子向外辐射能量，原子的总能量减少，D 正确.4.【解析】选 C.单色光照射基态氢原子后，能发出三种频率的色光，故氢原子是从基态跃迁到了 n=3 的能级，故光子能量 h=(-1.51)eV-(-13.6)eV=12.09 eV，故 C 正确.5.【解析】根据玻尔理论，氢原子中电子离原子核越远，氢

5、原子能量越大，根据能量守恒定律知，h+E1=12mv2所以电子的速度为：v=12(hE).m答案:越大12(hE)m6.【解析】选 B、C.原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱不是连续谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，选项 A、D 错，B、C 对.7.【解析】选 B.原子 A 从激发态 E2跃迁到 E1，只能辐射出 1 种频率的光子，A 错.原子 B 从激发态 E3跃迁到基态 E1能辐射出 3 种频率的光子，B 对.由原子能级跃迁理论可知，原子 A 可能吸收原子 B 由 E3跃迁到-5-E2时放

6、出的光子并跃迁到 E3，但不能跃迁到 E4，C 错.A 原子发出的光子能量E=E2-E1大于 E4-E3，故原子 B吸收原子 A 发出的光子不可能跃迁到能级 E4，D 错.8.【解析】选 A.由题意知，吸收光子后汞原子处于 n=4 的能级，向低能级跃迁时，最大频率的光子能量为(-1.6+10.4)eV=8.8 eV，最大波长(即最小频率)的光子能量为(-1.6+2.7)eV=1.1 eV，故 A 正确.【变式备选】用能量为 12.6 eV 的光子去照射一群处于基态的氢原子，受光子的照射后，下列关于这群氢原子的跃迁的说法正确的是()A.原子能跃迁到 n=2 的激发态上B.原子能跃迁到 n=3 的

7、激发态上C.原子能跃迁到 n=4 的激发态上D.原子不能跃迁【解析】选 D.要想用光子照射使原子发生跃迁，就必须使光子的能量等于两定态的能级差，即E=Ek-En(kn),光子的能量大于或小于这个值，都不能使原子跃迁，题中光子的能量 E=12.6 eV，氢原子基态的能量为 E1=-13.6 eV，其他各激发态的能量为 E2=-3.4 eV，E3=-1.51 eV，E4=-0.85 eV,所以 EE2-E1=10.2eV，EE3-E1=12.09 eV，E2 的某一能级跃迁到 n=2 的能级，满足：h=En-E2=2.55 eV可得：En=h+E2=-0.85 eV，所以 n=4.基态氢原子要跃迁

8、到 n=4 的能级，应提供的能量为E=E4-E1=12.75 eV，跃迁图如图所示.答案:12.75 eV见解析图-7-12.【解题指南】解答本题应注意以下三点：(1)电子绕原子核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力.(2)原子能级对应的总能量应等于动能和电势能之和，由此可确定原子的电势能.(3)使氢原子从基态电离的光子能量最少为 13.6 eV.【解析】(1)设处于基态的氢原子核外电子的速度为 v1，则221211mvekrr，所以电子的动能291922k11101911ke9 10(1.6 10)Emv eV13.6 eV.22r2 0.53 101.6 10(2)因为 E1=Ek1+Ep1，所以Ep1=E1-Ek1=-13.6 eV-13.6 eV=-27.2 eV.(3)设用波长为的光照射可使氢原子电离：hc=0-E1.所以3488191hc6.63 103 10 m9.14 10 m.E13.6 1.6 10 答案:(1)13.6 eV(2)-27.2 eV(3)9.1410-8m