高中物理人教版 选修3－5第十八章玻尔的原子模型+测试题 Word版含答案
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版 选修3－5第十八章玻尔的原子模型+测试题 Word版含答案 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 46.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-04-18 14:17:17 | ||
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文档简介
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＋hν2
B．辐射光子的能量为hν1＋hν2
C．吸收光子的能量为hν2－hν1
D．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13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV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13.6 eV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10.2 eV的光子照射
B．用11 eV的光子照射
C．用14 eV的光子照射
D．用10 eV的光子照射
解析：选AC 由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能级差，而大于13.6 eV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656 nm。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656 nm
B．用波长为825 nm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
D．用波长为633 nm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656 nm，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825 nm，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－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10 m，电子质量me＝9.1×10－31 kg，电荷量为1.6×10－19 C，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≈－1.51 eV
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≈1.51 eV
由于E3＝Ek3＋Ep3，故电子电势能为
Ep3＝E3－Ek3＝－1.51 eV－1.51 eV＝－3.02 eV。
答案：－1.51 eV 1.51 eV －3.02 eV
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＋hν2
B．辐射光子的能量为hν1＋hν2
C．吸收光子的能量为hν2－hν1
D．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13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV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13.6 eV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10.2 eV的光子照射
B．用11 eV的光子照射
C．用14 eV的光子照射
D．用10 eV的光子照射
解析：选AC 由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能级差，而大于13.6 eV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656 nm。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656 nm
B．用波长为825 nm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
D．用波长为633 nm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656 nm，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825 nm，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－13.6 eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10 m，电子质量me＝9.1×10－31 kg，电荷量为1.6×10－19 C，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≈－1.51 eV
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≈1.51 eV
由于E3＝Ek3＋Ep3，故电子电势能为
Ep3＝E3－Ek3＝－1.51 eV－1.51 eV＝－3.02 eV。
答案：－1.51 eV 1.51 eV －3.02 eV