山东省济南中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：2.3玻尔的原子模型 课时训练（含解析）

2.3玻尔的原子模型
1．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是(　　)
A．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据
B．汤姆孙发现电子后使人们认识到原子具有核式结构
C．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
2．下列说法中不符合物理史实的是（ ）
A．汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”
B．粒子的散射实验表明原子核具有复杂结构
C．玻尔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实验规律
D．密立根通过著名的“油滴实验”精确测定了电子电荷
3．如图所示为氢原子的能级图，用某种频率的光照射大量处于基态的氢原子，受到激发后的氢原子只辐射出三种不同频率的光a、b、c，频率大小关系为，让这三种光照射逸出功为10.2eV的某金属表面，则
A．照射氢原子的光子能量为12.09eV
B．从n=3跃迁到n=2辐射出的光频率为
C．逸出的光电子的最大初动能为1.51eV
D．光a、b、c均能使金属发生光电效应
4．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射波长为的光子，若从能级B跃迁到能级C时，吸收波长时的光子.已知，则氢原子从能级C跃迁到能级A时
A．辐射波长为的光子
B．辐射波长为的光子
C．吸收波长为的光子
D．吸收波长为的光子
5．如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光，从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光，a、b光照射到逸出功为2. 29eV的金属钠表面均可产生光电效应，则（ ）
A．a光的频率小于b光的频率
B．a光的波长大于b光的波长
C．a光照射所产生的光电子最大初动能
D．b光照射所产生的光电子最大初动能
6．图示为氢原子的能级示意图，关于氢原子跃迁；下列说法正确，的是（ ）
A．一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时发出10种不同频率的光
B．一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时可以发出6种不同频率的光
C．用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子可以跃迁到n=2能级
D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时动能增大，氢原子的电势能增大
7．如图为氢原子能级图，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光，则
A．氢原子的发射光谱是连续谱
B．氢原子的能量是量子化的，各能级对应的能量是特定的
C．频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的
D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
8．如图所示，氢原子在不同能级间发生跃迁时，释放光子的频率分别是va、vb、vc，对应的波长分别是λa、λb、λc，下列说法正确的是
A．从n=3能级跃迁到n=1能级时，释放光子的波长可表示为λb=
B．从n=2能级跃迁到n=1能级时，释放光子的能量可表示为hva
C．从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增加
D．用12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子，可能发出六种频率的光
9．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃进时将向外辐射出光子，关于这些光子，下列说法正确的是　　
A．波长最小的光是由能级跃迁到能级产生的
B．频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．从能级跃迁到能级时只辐射特定频率的光子
10．如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是（?? ）
A．照射光中只有一种频率的光子被吸收?? B．照射光中有三种频率的光子被吸收
C．氢原子发射出三种不同波长的光? D．氢原子发射出六种不同波长的光
11．氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出____种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于____eV.?
12．一群处于量子数n = 3的激发态氢原子向低能级跃迁时，可能发出的光谱线条数是___________。
13．有一群氢原子处于量子数的激发态，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？
14．氢原子处于基态时，原子能量E1=－13.6 eV，普朗克常量取h=6.6×10－34 J·s.
（1）处于n=2激发态的氢原子，至少要吸收多大能量的光子才能电离？
（2）今有一群处于n=4激发态的氢原子，可以辐射几种不同频率的光？其中最小的频率是多少？(结果保留2位有效数字)
参考答案
1．A
【解析】
α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，选项A正确；汤姆孙发现电子后使人们认识到原子具有复杂的结构，选项B错误；密立根油滴实验测出了电子的电荷量，发现了电荷量的量子化，不明说明核外电子的轨道是不连续的，故C错误。玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，只能解释氢原子光谱，说明玻尔提出的原子定态概念仍有局限性．但是不能说明玻尔提出的原子定态概念是错误的，选项D错误.
2．B
【解析】
汤姆孙提出了原子的“西瓜模型”，A正确；α粒子散射实验表明，原子具有核式结构，卢瑟福的原子核式结构学说能很好地解释α粒子的散射实验事实，B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特征，C正确；密立根著名的“油滴实验”精确测定了电子的电荷量，D正确．
3．A
【解析】基态的氢原子吸收光子的能量后，跃迁至n=3，所以吸收光子的能量
解得：，故A正确；从n=3跃迁到n=2辐射出的光子的能量最小，频率为，所以B错误；从n=3跃迁到n=1辐射出的光子的能量最大，根据光电效应，故C错误；从n=3跃迁到n=2辐射出的光子的能量小于金属的逸出功，不能使金属发生光电效应，所以D错误。
4．B
【解析】
AB．因为λ1＞λ2，根据，知v1＜v2，从能级A跃迁到能级B辐射光子的能量小于从能级B跃迁到能级C吸收光子的能量，所以C能级能量比A能级能量大，从能级C跃迁到能级A时辐射光子，C、A间的能级差.又由于，解得，A错误B正确。
CD．根据以上分析可知，C能级能量比A能级能量大，从能级C跃迁到能级A时辐射光子，CD错误。
5．C
【解析】
AB.根据能级跃迁知识得：?E1=E5?E2＝?0.54?(?3.4)＝2.86eV，?E2=E4?E2＝?0.85?(?3.4)＝2.55eV，显然a光子的能量大于b光子，即a光子的频率大，波长短，故AB错误。
C.根据光电效应可知，a光照射所产生的光电子的最大初动能为：Eka=?E1-W0=2.86-2.29=0.57eV，选项C正确；
D.b光照射后的最大初动能为：Ekb=?E2-W0=2.55-2.29=0.26eV，选项D错误。
6．B
【解析】
A、一个处于n=5激发态的氢原子，向低能级跃迁时，最多放出4种不同频率的光子，故A错误。B、根据知，一群处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时，可以放出6种不同频率的光子，故B正确。C、用12eV的光子照射处于基态的氢原子时，该光子能量不能被吸收发生跃迁，故C错误。D、氢原子中的电子从高能级到低能级跃迁时，原子能量减小，根据得，电子动能增大，则氢原子的电势能减小，故D错误。故选B。
【点睛】本题考查了能级跃迁的基本运用，知道能级间跃迁吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差，注意一个氢原子和一群氢原子的区别，不能拿到题目就用数学组合公式进行求解。
7．BC
【解析】
A．根据玻尔原子理论可知，这些氢原子辐射出的光的频率是不连续的。故A错误；
B．根据玻尔原子理论可知，氢原子的能量是量子化的，各能级对应的能量是特定的，故B正确；
C．由图可知处于激发态n=4的氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，放出光子的能量最小，频率最小，故C正确；
D．根据=6，所以大量处于n=4能级的氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故D错误。
8．AB
【解析】
A.因为Em-En=hv，知Eb=Ea+EC，所以得：λb=，故A正确；
B. 从n=2能级跃迁到n=1能级时，释放光子的能量可表示为hva，选项B正确；
C.n=3能级跃迁到n=2能级时，释放能量，电子的势能减小，动能增加，氢原子的能量减小，故C错误；
D.12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，电子能从n=1能级跃迁到n=3能级，大量氢原子从n=3的能级向基态跃迁的过程中，可以发出种频率的光，故D错误。
9．AD
【解析】
A.根据Em-En=h，由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光，能量最大，波长最短，故A正确；
B.由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子能量最小，频率最小，故B错误；
C.大量的氢原子处于n=4的激发态，可能发出光子频率的种数n==6．故C错误；
D.从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量E=E2-E1=-3.4ev-（-13.6）ev=10.2ev。故D正确。
10．BD
【解析】
因为-13.6+10 eV =-3.6eV，-13.6eV+12.9eV=-0.7eV，据-3.6eV＜-3.4eV，-0.7eV＞-0.85eV可知，照射光中有三种频率的光子被吸收，氢原子吸收光子后能跃迁到的最高能级为n=4能级．根据知，氢原子发射出六种不同波长的光．故BD正确，AC错误．
11．6 12.75
【解析】
试题分析：一群处于n＝4能级的氢原子跃迁时共有＝6种谱线．能产生光电效应，说明能量最大的光子一定能产生光电效应，所以逸出功应小于ΔE＝E4－E1＝12.75eV.
考点：考查了氢原子跃迁
12．3
【解析】
根据，知这群氢原子最多能发出3种频率的光．
13．（1）3（2）的跃迁； 6.58×10－7m
【解析】
（1）由激发态向低能级跃迁的路径为或，故能放出三种能量的光子。
（2）上述三种跃迁辐射中，由的跃迁能级差最小，辆射的光子能量最小，波长最长。
由氢原子能级图知，
，
由可得
m
14．（1）（2）6条
【解析】
试题分析：（1），
（2） 一群处于n=4激发态的氢原子,可以辐射几种不同频率-，，
考点：玻尔理论
【名师点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即Em-En=hv；要知道要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处．能级间发生跃迁时吸收或辐射的光子能量等于两能级间的能级差．