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2016-2017学年高中物理鲁科版选修3-5学业分层测评6 玻尔的原子模型 WORD版含解析.doc

1、学业分层测评(六)(建议用时:45分钟)学业达标1关于玻尔的原子模型,下述说法中正确的有()A它彻底否定了经典的电磁理论B它发展了卢瑟福的核式结构学说C它完全抛弃了经典的电磁理论D它引入了普朗克的量子理论E它保留了一些经典力学和经典的电磁理论【解析】原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明,经典电磁理论已不适用于原子系统,玻尔从光谱学成就得到启发,利用普朗克的能量量子化的概念,提出了量子化的原子模型;但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核,电子在核外绕核做匀速圆周运动,电子受到的库仑力提供向心力,并没有完全抛弃经典的电磁理论【答案】BDE2下面关于玻尔理论的解释中,正确的说法是

2、()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加速运动,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E原子从高能级态跃迁到另一低能级态时,一定要辐射光子,但光子的频率不固定【解析】根据玻尔原子理论可以判定选项A、B、D均正确;原子从一种定态跃迁到另一种定态时,可能辐射一定频率的光子,也可能吸收一定频率的光子,故选项C不正确;原子从高能级态跃迁到另一低能级态时,一定要辐射一定频率的光子,E错误【答案】ABD3设氢原子由n3的状态向n

3、2的状态跃迁时放出能量为E、频率为的光子则氢原子()图233A跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B由n2的状态向n1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的频率大于E由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的频率一定小于【解析】原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子,A错;由n2的状态向n1的状态跃迁时,能量比由n3的状态向n2的状态跃时要大,所以放出光子的能量大于E,B项正确;由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n3的状态向n2的状态跃迁时放出的能量E,C项正确;由n4的状态向n3的状态

4、跃迁时放出光子的能量较小,所以频率小于,D项错,E项正确【答案】BCE4已知氢原子的能级图如图234所示,现用光子能量介于1012.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子,则下列说法中正确的是()图234A在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种C照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种D照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种E照射后观测到氢原子发射的光中波长最长的光是由n4向n3跃迁时发出的【解析】根据跃迁规律hEmEn和能级图,可知A错,B对;氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n4的能级,能发射的光子的波长有C6种,故C对,D错;氢原子由n

5、4的能级跃迁到n3的能级发射出的光的频率最小,波长最长,故E正确【答案】BCE5用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为1、2、3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为_或_【解析】氢原子吸收光子能向外辐射三种不同频率的光子,说明其吸收光子后从基态跃迁到第三能级,在第三能级不稳定,又向较低能级跃迁,发出光子其中从第三能级跃迁到基态的光子能量最大为h3,所以氢原子吸收的光子能量应为Eh3,且关系式h3h1h2成立【答案】h3h1h26氢原子的能级图如图235所示某金属的极限波长恰等于氢原子由n4能级

6、跃迁到n2能级所发出的光的波长现在用氢原子由n2能级跃迁到n1能级时发出的光去照射,则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能等于_eV. 图235【导学号:18850030】【解析】设氢原子由n4能级跃迁到n2能级所发出的光子波长为0,由n2能级跃迁到n1能级所发出的光子波长为,则E4E2h,并且逸出功W0h,E2E1h,根据爱因斯坦光电方程EkhW0得,光子的最大初动能为Ekhhhchc2E2E1E47.65 eV.【答案】7.657已知氢原子基态的电子轨道半径为r10.5281010 m,量子数为n的能级值为En eV.(1)求电子在基态轨道上运动时的动能;(2)有一群氢原子处于量子数n3的

7、激发态画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线;(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长(其中静电力常量k9.0109 Nm2/C2,电子电量e1.61019 C,普朗克常量h6.631034 Js,真空中光速c3.0108 m/s)【解析】(1)设电子的质量为m,电子在基态轨道上的速率为v1,根据牛顿第二定律和库仑定律有m,所以Ekmv J2.181018 J13.6 eV.(2)当氢原子从量子数n3的能级跃迁到较低能级时,可以得到3条光谱线,如图所示(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3E1. m1.03107 m.【答案】(1)13.6 eV(2)见解析(3)

8、1.03107 m能力提升8如图236为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子()图236A从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长B从n5能级跃迁到n1能级比从n5能级跃迁到n4能级辐射出电磁波的速度大C处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是不一样的D从高能级向低能级跃迁时,氢原子一定向外放出能量E处于n5能级的一群原子跃迁时,最多可以发出6种不同频率的光子【解析】根据Eh,可知,从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级放出能量小,所以从n4能级跃迁到n3能级比从n3能级跃迁到n2能级辐射出电磁波的波长长,选项A正确;电磁波的速度是光速,与电磁波的波长

9、、频率无关,选项B错误;处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率不相同,C正确;从高能级向低能级跃迁时,氢原子一定向外放出能量,D正确;处于n5能级的一群原子跃迁时,最多可以发出10种不同频率的光子,E项错误【答案】ACD9氢原子部分能级的示意图如图237所示,不同色光的光子能量如下表所示:图237色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为_、_.【解析】由七种色光的光子的不同能量可知,可见光光子的能量范围在1.613.10 eV,故可能是由第

10、4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子,E10.85(3.40) eV2.55 eV,即蓝靛光;也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子,E21.51(3.40) eV1.89 eV,即红光【答案】红蓝靛10将氢原子电离,就是从外部给电子能量,使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使n2激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子?(2)若用波长为200 nm的紫外线照射处于n2激发态的氢原子,则电子飞到离核无穷远处时的速度多大?(电子电荷量e1.61019 C,电子质量me0.911030 kg,氢原子基态能量E113.6 eV,普朗克常量h6.631034 Js) 【导学号:18850031】【解析】(1)n2时,E2 eV3.4 eVn时,E0要使n2的氢原子电离,电离能EEE23.4 eV8.211014 Hz.(2)波长为200 nm的一个光子所具有的能量为E0h1h9.9451019 J电离能E3.41.61019 J5.441019 J由能量守恒得E0Emev2代入数值解得v9.95105 m/s.【答案】(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s

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