课时精练(12) 玻尔原子模型-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（鲁科版2019）

课时精练(十二)　玻尔原子模型 (本栏目内容，在学生用书中以独立形式分册装订！) [基础达标] 1．玻尔对前人的原子模型做了改进，提出了一些假设，其中的一个假设是(　　) A．整个原子是电中性的 B．电子在原子核外运动 C．正电荷集中在原子中心的原子核上 D．电子仅能在一些半径为特定值的轨道上运行 D　[玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设，玻尔理论认为电子绕核旋转，不向外辐射能量，处于定态，能级间跃迁时辐射或吸收光子能量等于两能级间的能级差。故D正确，A、B、C错误。] 2．大量处于n＝3能级的氢原子跃迁到较低能级时(　　) A．辐射带状连续光谱，核外电子动能减小 B．辐射l条线状光谱，核外电子动能减小 C．辐射2条线状光谱，核外电子动能增大 D．辐射3条线状光谱，核外电子动能增大 D　[根据C＝3可知，大量处于n＝3能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子；再根据库仑力提供向心力，则有：k＝m，随着半径的减小，则动能增大，故A、B、C错误，D正确。] 3．根据玻尔理论，氢原子辐射一个光子后，下列不正确的是(　　) A．电子绕核运动的半径变小 B．氢原子的电势能减少 C．核外电子的动能减少 D．氢原子的能量减少 C　[氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减少，能级减少，即半径减小，库仑力做正功，电势能减少，故A、B、D正确；据k＝m得v＝，轨道半径减小，则v增大，则动能增大，故C不正确。] 4．如图所示，氢原子在不同能级间发生a、b、c三种跃迁时，释放光子的频率分别是νa、νb、νc，下列关系式正确的是(　　) A．νb＝νa＋νc B．νa＝ C．νb＝ D．νc＝ A　[由Em－En＝hν，且Eb＝Ea＋Ec，可得hνb＝hνa＋hνc，解得：νb＝νa＋νc。故A正确，B、C、D错误。] 5．根据玻尔的原子模型，氢原子中电子绕核运动的半径(　　) A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取值 C．可以取一系列不连续的任意值 D．可以取一系列不连续的特定值 D　[根据玻尔提出的轨道量子化假设可知选项D正确。] 6．(多选)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2的能级跃迁时产生的。四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是(　　) A．红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的 B．蓝色谱线是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的 C．若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生红外线 D．若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生紫外线 AD　[四条谱线中，红色谱线的频率最小，知红色谱线是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的，故A正确；蓝色谱线的频率大于红色谱线的频率，小于紫色谱线的频率，而且有两条紫色谱线，知蓝色谱线是氢原子从n＝4能级向n＝2能级跃迁时产生的，故B错误；氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁时，辐射的光子能量大于从n＝6能级向n＝2能级跃迁时辐射的光子能量，即辐射的光子频率大于紫光的频率，是紫外线，故C错误，D正确。] 7．(2023·山东省泰安市模拟考试)根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为(　　) A．12.75 eV B．13.06 eV C．13.6 eV D．0.85 eV A　[因受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，所以激发后处于n＝4的激发态，则照射氢原子的单色光的光子能量为－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，故A项正确，B、C、D项错误。] 8．(多选)已知氢原子的能级规律为En＝E1(其中E1＝－13.6 eV，n＝1，2，3，…)。现在用光子能量介于10.0 eV～12.9 eV范围内的光去照射一群处于最稳定状态的氢原子，则下列说法正确的是(　　) A．照射光中可能被吸收的光子能量有无数种 B．照射光中可能被吸收的光子能量只有3种 C．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种 D．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种 BD　[氢原子处于最稳定状态，说明n＝1。能被吸收的光子能量必须恰好等于n＝1能级与其他能级之间的能量差或者不小于13.6 eV，所以可能被吸收的光子只有3种，氢原子最多可以跃迁到n＝4能级，所以它可能发射6种不同波长的光，B、D正确。] [能力提升] 9．(多选)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射光子的波长为λ，下列判断正确的是(　　) A．氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于λ B．一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多放出6种光子 C．用能量为1.0 eV的光子照射处于n＝4能级的氢原子，可以使氢原子电离 D．用能量为11.0 eV的电子轰击处于基态的氢原子，可能使氢原子跃迁到激发态 CD　[从n＝3跃迁到n＝2的能级，能级差为E3－E2＝1.89 eV，从n＝2跃迁到n＝1的能级，能级差为E2－E1＝10.2 eV，根据Em－En＝hν＝h知，氢原子从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时辐射光的波长小于λ，故A错误；一个处于n＝4的能级上的氢原子向低能级跃迁时最多放出3种光子，故B错误；处于n＝4能级上的氢原子能级为－0.85 eV，当吸收的能量大于等于0.85 eV的能量，就会被电离，故C正确；用能量为11.0 eV的电子轰击处于基态的氢原子，基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2 eV，可以使处于基态的氢原子跃迁到n＝2能级，故D正确。] 10.如图所示是某原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是(　　) C　[根据玻尔的原子跃迁公式h＝hν＝Em－En可知，两个能级间的能量差值越大，辐射光的波长越短。从图中可看出，能量差值最大的是E3－E1，辐射光a的波长最短，能量差值最小的是E3－E2，辐射光b的波长最长，谱线从左向右波长依次增大的顺序是a、c、b，选项C正确。] 11.(2022·山东枣庄期末)如图所示为氢原子的能级结构示意图，下列说法正确的是(　　) A．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.5 eV的光子而发生跃迁 B．处于基态的氢原子被能量为12.5 eV的电子碰撞，一定不可以发生跃迁 C．大量处于n＝3激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出2种不同频率的光 D．氢原子在相邻能级之间跃迁时，从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光波长最短 D　[处于基态的氢原子若吸收能量为12.5 eV的光子，氢原子的能量变成E＝E1＋ΔE＝－13.6 eV＋12.5 eV＝－1.1 eV，氢原子不存在－1.1 eV的能级，所以可知处于基态的氢原子不能吸收能量为12.5 eV的光子而发生跃迁，故A错误；用能量为12.5 eV的电子撞击处于基态的氢原子，氢原子可以吸收其中的10.2 eV的能量跃迁到n＝2的能级，故B错误；一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生C＝3种不同频率的光，故C错误；氢原子在相邻能级之间跃迁时，从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量最大，据E＝hν＝h可知，其波长最短，故D正确。] 12.(2022·山东聊城期末)μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如图为μ氢原子的能级结构示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子，且频率依次增大，则E等于(　　) A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1) C．hν3 D．hν4 C　[因为μ氢原子发出6种不同频率的光子，根据＝6，知n＝4。μ氢原子处于第4能级，所以吸收的光子能量E＝E4－E2。又频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子频率依次增大，易知频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光子分别由n＝4到n＝3、n＝3到n＝2、n＝4到n＝2、n＝2到n＝1、n＝3到n＝1、n＝4到n＝1跃迁辐射发出，所以E＝E4－E2＝hν3。故C正确，A、B、D错误。] 13．氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，电子绕核做圆周运动的半径r1＝0.53×10－10 m。求氢原子处于n＝4激发态时： (1)原子系统具有的能量。 (2)电子在n＝4轨道上运动的动能。(已知能量关系En＝，半径关系rn＝n2r1，k＝9.0×109 N· m2/C2，e＝1.6×10－19 C) 解析：　(1)根据能级关系En＝ 则有：E4＝＝ eV＝－0.85 eV。 (2)因为电子的轨道半径r4＝42r1 根据库仑引力提供向心力，得：k＝m 所以，Ek4＝mv＝＝ J≈0.85 eV。 答案：　(1)－0.85 eV　(2)0.85 eV 学科网（北京）股份有限公司 $$