2.4 玻尔的原子模型强化训练 word版含答案

高中物理教科版 选修3-5玻尔的原子模型强化训练
1．(多选)有关氢原子光谱的说法正确的是(　　)
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光
C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
【答案】BC　解析：氢原子的发射光谱是线状谱，故选项A错误；氢原子光谱说明：氢原子只能发出特定频率的光，氢原子能级是分立的，故选项B、C正确；由玻尔理论知氢原子发射出的光子能量由前、后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En，故选项D错误．
2．(多选)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
【答案】CD
3．(2018临沂二模)根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时(　　)
A．吸收光子，原子的能量增加，电子的动能减少
B．吸收光子，原子的能量增加，电子的动能增加
C．放出光子，原子的能量减少，电子的动能减少
D．放出光子，原子的能量减少，电子的动能增加
【答案】D　解析：电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小．根据＝，可知半径越小，动能越大．故A、B、C错误，D正确．
4．(2018青州三模)对光产生机理的研究，推动了光的广泛应用，从氢气放电管可以获得氢原子光谱，1885年巴尔末对已知的、在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长λ能够用一个公式表示，这个公式写作＝R，n＝3,4,5，…式中R叫做里德伯常量，其值为1.10×107 m－1，关于氢原子光谱的说法正确的是(　　)
A．公式中的n取不同的整数，可以获得很多氢原子的谱线，说明氢原子光谱是连续光谱
B．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功解释了氢原子光谱的实验规律
C．根据玻尔理论，电子在原子核周围的运动与人造地球卫星一样，轨道半径都是连续的
D．根据玻尔理论，电子在氢原子轨道上旋转时，不断向外辐射光子
【答案】B　解析：依据公式＝R，n＝3,4,5，…当n取不同的整数，能获得很多氢原子的谱线，但氢原子光谱仍是不连续光谱，故A错误；玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的分立特征，故B正确；根据玻尔理论，电子在原子核周围的运动与人造地球卫星不一样，轨道半径是不连续的，故C错误；据玻尔理论，电子在氢原子轨道上旋转时，不向外辐射光子，故D错误．
5．(2018朝阳一模)如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的波长分别是λa、λb、λc，下列关系式正确的是(　　)
A．λb＝λa＋λc　　　 B．λa＝
C．λb＝　　 D．λc＝
【答案】C　解析：因为Em－En＝hν＝，结合图可知Eb＝Ea＋Ec，所以有＝＋，得λb＝.故A、B、D错误，C正确．
6．(多选)已知氢原子处于激发态的能量En＝，式中E1为基态的能量E1＝－13.6 eV.对于处于n＝4激发态的一群氢原子来说，可能发生的辐射是(　　)
A．能够发出五种能量不同的光子
B．能够发出六种能量不同的光子
C．发出的光子的最大能量是12.75 eV，最小能量是0.66 eV
D．发出的光子的最大能量是13.6 eV，最小能量是0.85 eV
【答案】BC　解析：最大能量是从n＝4的激发态跃迁到基态，最小能量是从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态．
7．图为氢原子能级的示意图，现在大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是(　　)
A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的
B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
【答案】D　解析：综合考查氢原子能级跃迁的相关知识点．波长越长，频率越低，能量越小的光子，越容易表现出衍射现象，应该是从n＝4跃迁到n＝3能级产生的，A、B错误；总共可辐射N＝＝＝6种不同频率的光，C错；从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射的光子能量E＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，大于金属铂的逸出功，D正确．
8．(多选)根据玻尔理论，氢原子核外电子在n＝1和n＝2的轨道上运动时，其运动的(　　)
A．轨道半径之比为1∶4　　 B．动能之比为4∶1
C．速度大小之比为4∶1　　 D．周期之比为1∶4
【答案】AB　解析：玻尔的原子理论表明：氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，其向心力由原子核对它的库仑引力提供．
因为rn＝n2r1，所以r1∶r2＝1∶4.
由＝，得电子在某条轨道上运动时，电子运动的动能Ekn＝，Ek1∶Ek2＝4∶1.
由电子运动的速度 vn＝e，得 v1∶v2＝2∶1；
由电子绕核做圆周运动的周期 Tn＝＝ ，得T1∶T2＝1∶8.
能力提升
9．氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为(　　)
A．ν　　　　 B．ν　　　　
C．ν　　 D．ν
【答案】D　解析：氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级，
hν＝E3－E2＝－＝－E1. ①
则从基态跃迁到n＝4的能级，吸收光子能量
hν′＝E4－E1＝－E1＝－E1. ②
由①②式得ν′＝ν，选项D正确．
10．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8 μm，λ2＝3.39 μm，已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1＝1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为(　　)
A．10.50 eV　　 B．0.98 eV　　　　
C．0.53 eV　　 D．0.36 eV
【答案】D
11．某金属的极限波长恰等于氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级所发出的光的波长．现在用氢原子由n＝2 能级跃迁到n＝1能级时发生的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？
【答案】7.65 eV　解析：设氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级发出的光子波长为λ0，由n＝2能级跃迁到n＝1能级发出的光子波长为λ，则E4－E2＝h，E2－E1＝h.
根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为
Ek＝h－h＝hc(－)
＝hc＝2E2－E1－E4
＝2×(－3.4) eV＋13.6 eV＋0.85 eV＝7.65 eV.