1、课时规范练36原子结构玻尔理论一、基础对点练1.(粒子散射实验)(2021北京东城高三二模)右图为粒子散射实验的示意图:放射源发出射线打到金箔上,带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察,图中为其中的三个位置,下列对实验结果的叙述或依据实验结果作出的推理正确的是()A.在位置接收到的粒子最多B.在位置接收到粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内C.位置接收到的粒子一定比位置接收到的粒子所受金原子核斥力的冲量更大D.若正电荷均匀分布在原子内,则三个位置接收到粒子的比例应相差不多2.(玻尔氢原子理论的成就和局限)(2021重庆高三三模)20世纪初,丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困
2、难,提出自己的原子结构假说。下列关于玻尔原子理论的说法错误的是()A.第一次将量子观念引入原子领域B.第一次提出了原子能级的概念C.把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动是该理论的成功之处D.无法解释大多数原子光谱的实验规律3.(多选)(氢原子的能级及能级跃迁)(2021安徽宿州高三三模)氢原子的能级示意图如图所示(普朗克常量h=6.6310-34 Js,电子电荷量e=-1.610-19 C),则氢原子()A.能级是连续的B.核外电子的轨道是分立的C.从n=3能级跃迁n=2能级时电子的动能减小D.从n=3能级跃迁n=2能级时辐射频率约为4.561014 Hz的光子4.(氢原子的能级及能级跃迁
3、)(2021吉林长春农安县教育局高三一模)右图为氢原子能级的示意图,图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁,已知可见光光子的能量范围为1.613.10 eV,根据玻尔理论,关于四次跃迁下列说法正确的是()A.经历a跃迁,氢原子吸收的光子能量为0.66 eVB.经历b跃迁,氢原子的能量减小C.经历c跃迁,氢原子放出的光子是可见光光子D.经历d跃迁后,再用可见光照射跃迁后的氢原子,可使氢原子发生电离5.(氢原子的能级及能级跃迁)(2021四川宜宾高三二模)下图为氢原子能级示意图。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,下列说法正确的是()A.最多可辐射出3种不
4、同频率的光B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为12.09 eVC.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短D.由n=3能级跃迁到n=2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二、素养综合练6.处于激发状态的原子,在入射光的电磁场的影响下,从高能态向低能态跃迁,两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫受激辐射。原子发生受激辐射时,发出的光子频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理。那么,发生受激辐射时,产生激光的原子的总能量E、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是()A.Ep增大、Ek减小、E减小B.Ep
5、减小、Ek增大、E减小C.Ep增大、Ek增大、E增大D.Ep减小、Ek增大、E不变7.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为En=,其中n=2,3,4,1885年,巴耳末对当时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能够用一个公式表示,这个公式为=R,n=3,4,5,式中R叫里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为()A.B.C.-D.8.(2021江西高
6、三月考)下图为汞原子能级示意图。已知可见光子能量范围在1.623.11 eV,要使处于基态的汞原子被激发后可辐射出可见光光子,则应给基态汞原子提供的能量至少为()A.4.9 eVB.2.7 eVC.7.7 eVD.8.8 eV课时规范练36原子结构玻尔理论1.B解析:原子的内部是很空阔的,原子核非常小,所以绝大多数粒子的运动轨迹没有发生偏转,则在位置接收到的粒子最多,所以A错误;在位置接收到粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内,所以B正确;位置接收到的粒子一定比位置接收到的粒子所受金原子核斥力的冲量更小,因为在位置粒子速度反向运动,则动量的变化量更大,所以冲量更大,则C错误;若正电荷均匀分布在
7、原子内,则粒子与原子正面撞击,粒子最后反弹,则三个位置接收到粒子的比例应相差较多,所以D错误。2.C解析:玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,电子在不同的轨道上具有不同的能量,所以原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫能级,提出了定态和跃迁的概念,故A、B正确;玻尔原子理论的不足之处在于保留了经典粒子的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动,实际上,根据量子力学,原子中电子的坐标没有确定的值,故C错误;玻尔原子理论成功地解释氢原子光谱的实验规律,但对于稍微复杂一点的原子如氦原子,玻尔理论就无法解释它的光谱现象,故D正确。3.BD解析:根据玻尔理论,有轨道量子化,能量量子化
8、,能级量子化,故A错误,B正确;从n=3能级跃迁n=2能级时,轨道半径变小,而库仑力提供向心力,则有k=m,而动能Ek=mv2,联立得Ek=,可知动能变大,故C错误;从n=3能级跃迁n=2能级时,有E32=E3-E2=h,解得辐射出的光子频率为= Hz=4.561014 Hz,故D正确。4.D解析:经历a跃迁,氢原子从高能级跃迁到低能级,应向外辐射光子,A错误;经历b跃迁,氢原子由低能级跃迁到高能级,要吸收能量,总能量增大,B错误;经历c跃迁,氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV,则该光子能量不在可见光光子的能量范围内,C错误;经历d跃迁后,跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV,而可见光
9、光子能量大于此数值,因此用可见光光子照射可使其电离,D正确。5.C解析:根据=6知,这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子,故A错误;由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,故B错误;n=4和n=1的能级差最大,辐射的光子频率最大,波长最短,故C正确;由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量为-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,1.89 eV小于金属铂的逸出功6.34 eV,所以不能发生光电效应,故D错误。6.B解析:发生受激辐射时,向外辐射能量,知原子总能量E减小,电子轨道半径减小,根据库仑力提供向心力,则有k
10、=m,根据动能的表达式Ek=mv2,联立可得Ek=,轨道半径减小,故动能Ek增大,而总能量E减小,则电势能Ep减小,故选B。7.C解析:巴耳末系是电子从高能级跃迁到第2能级产生的光谱,这里可以取第3能级跃迁到第2能级来计算,光子的能量为E=E3-E2=-E1,该光子的波长的倒数为=R=R,该光子的频率为=,所以由E=h可解得R=-,故选C。8.C解析:已知可见光能量范围在1.62 eV到3.11 eV。从能量图可以看出,由n=4能级向n=3能级跃迁放出的光子的能量为E=E4-E3=1.1 eV,不在可见光的范围内,从n=3能级向n=2能级跃迁放出的光子的能量为E=E3-E2=2.8 eV,在可见光的范围内,从n=4能级向n=2能级跃迁放出的光子的能量为E=E4-E2=3.9 eV,不在可见光的范围内,所以只有从n=3能级向n=2能级跃迁的电子才能发出可见光,所以要使汞原子由n=1能级跃迁到n=3能级,则所需要的最少能量为E=E3-E1=7.7 eV,故选C。