专题提升课4 玻尔原子模型的三个问题 课后达标检测(Word练习)-【学霸笔记·同步精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

1．(多选)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为λa、λb、λc，则下列说法正确的是(　　) A．从n＝3能级跃迁到n＝1能级时，释放的光子的波长可表示为λb＝ B．从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增大 C.用能量为11 eV的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁 D．用能量为12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出三种不同频率的光 解析：选AD。设三种波长的光子的能量分别为Ea、Eb、Ec，由En－Em＝hν和ν＝，可得Eb＝Ea＋Ec，即h＝h＋h，解得λb＝，A正确；当氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时，释放能量，氢原子的能量减小，电子的势能减小，动能增加，B错误；用电子碰撞处于基态的氢原子时，电子会将一部分能量转移给氢原子，如果这部分能量正好等于某能级与基态的能量差，则氢原子可以发生跃迁，C错误；当用能量为12.09 eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，氢原子受到激发能从n＝1能级跃迁到n＝3能级，这些处于激发态的氢原子向基态跃迁的过程中，可以发出三种不同频率的光，D正确。 2．当用具有1.87 eV能量的光子照射处于n＝3的激发态的氢原子时(　　) A．氢原子不会吸收这个光子 B．氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为0.36 eV　 C．氢原子吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零 D．氢原子吸收该光子后不会被电离 解析：选B。处于n＝3激发态的氢原子所具有的能量E3＝＝－1.51 eV，由于1.87 eV＋(－1.51 eV)＝0.36 eV>0，说明氢原子能够吸收该光子而电离，电离后电子的动能为0.36 eV。 3．氢原子辐射出一个光子后(　　) A．电子绕核旋转半径增大 B．电子的动能增大 C．氢原子的电势能增大 D．原子的能级值增大 解析：选B。根据玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，原子的能级值减小，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减小；另由经典电磁理论可知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力，k＝m，则Ek＝mv2＝，可见，电子运动半径越小，其动能越大。 4．按玻尔原子模型，氢原子核外电子分别在第1、2轨道上运动时，其有关物理量的关系是(　　) A．电子的动能Ek1<Ek2 B．电子转动的角速度ω1>ω2 C．电子转动的向心加速度a1<a2 D．氢原子的能量E1>E2 解析：选B。按玻尔原子模型，氢原子核外电子绕原子核做匀速圆周运动，则有k＝m，则Ek＝mv2＝，轨道半径越大，动能越小，所以电子的动能Ek1>Ek2，A错误；同理有k＝mω2r＝ma，解得ω＝，a＝，轨道半径越大，角速度越小，向心加速度越小，所以电子转动的角速度ω1>ω2，向心加速度a1>a2，则B正确，C错误；由低能级跃迁到高能级需要吸收能量，则氢原子的能量E1<E2，所以D错误。 5．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁或电离的是(　　) A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV 解析：选B。要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任意两个能级的差值，40.8 eV是第1能级和第2能级的差值，51.0 eV是第1能级和第4能级的差值，54.4 eV是电子刚好电离需要吸收的能量，A、C、D均满足条件，而B不满足条件。 6．(多选)氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(　　) A．这些氢原子一定能发出10种不同频率的可见光(可见光能量范围：1.62～3.11 eV) B．已知钠的逸出功为2.29 eV，则氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子 C．氢原子从n＝5能级跃迁到n＝1能级释放的光子波长最长 D．氢原子从n＝5能级跃迁到n＝4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增大 解析：选BD。大量处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁，可能辐射出C＝10种不同频率的光子，但是这些光子中只有3→2、4→2、5→2跃迁时产生的光子在可见光的范围内，A错误；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级释放的光子，其能量ΔE52＝－0.54 eV－(－3.4 eV)＝2.86 eV，而光子的能量大于钠的逸出功2.29 eV，则用光子照射金属钠能发生光电效应，可以从金属钠的表面打出光电子，故B正确；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝1能级释放的光子能量最大，则频率最大，波长最短，故C错误；氢原子从n＝5能级跃迁到n＝4能级时向外辐射光子，原子的总能量减小，电子做圆周运动的轨道半径变小，则核外电子运动的动能增大，故D正确。 7．原子处于磁场中，某些能级会发生劈裂。某种原子能级劈裂前后的部分能级图如图所示，相应能级跃迁放出的光子分别设为①②③④。若用①照射某金属表面时能发生光电效应，且逸出光电子的最大初动能为Ek，则(　　) A．①的能量大于③的能量 B．②的频率小于④的频率 C．用②照射该金属一定能发生光电效应 D．用④照射该金属逸出光电子的最大初动能小于Ek 解析：选B。由题图可知，①和③对应的跃迁能级差相同，可知①和③的能量相等，故A错误；因②对应的能级差小于④对应的能级差，可知②的能量小于④的能量，根据E＝hν可知②的频率小于④的频率，故B正确；因②对应的能级差小于①对应的能级差，可知②的能量小于①的能量，②的频率小于①的频率，则若用①照射某金属表面时能发生光电效应，用②照射该金属不一定能发生光电效应，故C错误；因④对应的能级差大于①对应的能级差，可知④的能量大于①的能量，即④的频率大于①的频率，因用①照射某金属表面时逸出光电子的最大初动能为Ek，根据Ekm＝hν－W逸出功，则用④照射该金属逸出光电子的最大初动能大于Ek，故D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $