第4章 第4节 玻尔的原子模型 能级-课后达标检测-【优学精讲】2024-2025学年高中物理选择性必修第三册教用Word(教科版)

题组1　对玻尔理论的理解 1．(多选)关于玻尔理论，下列说法正确的是(　　) A．电子围绕原子核运动的轨道是量子化的 B．当电子在特定轨道上运动时，不向外辐射能量，也不吸收能量 C.原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量可以是连续的 D．原子的能量是量子化的，当原子处于能量最高状态时是最稳定的 解析：选AB。由玻尔理论可知，电子运动的轨道是量子化的，特定轨道上的能量也是量子化的，原子是稳定的，故A、B正确；原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量是不连续的，故C错误；原子的能量是量子化的，当原子处于能量最低状态时是最稳定的，故D错误。 2．(多选)关于玻尔理论，以下叙述正确的是(　　) A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动 B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量 C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量 D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量 解析：选AD。根据玻尔理论知A正确；不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以B、C错误，D正确。 3．(2024·宁夏石嘴山开学考)关于玻尔的氢原子模型，下列说法正确的是(　　) A．按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动时向外辐射电磁波 B．电子只有吸收能量等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁到高能级 C．原子只能处于一系列不连续的能量状态中，其中“基态”的原子能量最大 D．玻尔的氢原子模型彻底解决了卢瑟福原子结构模型的缺陷，原子结构从此不再神秘 解析：选B。按照玻尔的观点，电子在一系列定态轨道上运动时不会向外辐射电磁波，故A错误；根据频率条件(也称辐射条件)hν＝En－Em，可知电子只有吸收能量等于两个能级差的光子才能从低能级跃迁到高能级，故B正确；原子只能处于一系列不连续的能量状态中，其中“基态”的原子能量最小，故C错误；玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，但没有解决卢瑟福原子模型在其他方面的困难，故D错误。 题组2　原子能级和能级跃迁 4．如图所示的是氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子后，跃迁到n＝3能级，再从n＝3回到n＝1能级，则下列说法正确的是(　　) A．基态氢原子吸收的光子能量为1.51 eV B．大量氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，可释放两种不同频率的光子 C．释放的光子能量最小为1.89 eV D．氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，氢原子的能量减小，电势能增大 解析：选C。大量基态氢原子跃迁到n＝3能级吸收的能量为(13.6－1.51) eV＝12.09 eV，故A错误；大量氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，可释放三种不同频率的光子，故B错误；释放的光子能量最小为(3.4－1.51) eV＝1.89 eV，故C正确；氢原子从n＝3跃迁到n＝1能级，氢原子的能量减小，电场力做正功，电势能减小，故D错误。 5．如图所示的是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4能级。下列说法正确的是(　　) A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的光子 B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为 10.2 eV C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出的光的波长最长 D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量后向更高能级跃迁 解析：选C。根据C＝6知，这群氢原子能够发出6种不同频率的光子，故A错误；由n＝4跃迁到n＝1，辐射的光子能量最大，即ΔE＝E4－E1＝[－0.85－(－13.6)] eV＝12.75 eV，故B错误；从n＝4跃迁到n＝3辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，故C正确；这群氢原子发生跃迁时吸收的能量必须等于两能级的能级差，故D错误。 6．(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有(　　) A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做变速运动，但不向外辐射能量 B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C．电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 解析：选ABC。A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁辐射的能量hν＝En－Em与电子绕核做的圆周运动无关，D错误。 7．(2024·江苏扬州二模)氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子能量在1.64～3.11 eV之间。处在n＝2能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子属于电磁波谱中的(　　) A．红外线 B．可见光 C．紫外线 D．γ射线 解析：选C。处在n＝2能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子能量E＝－3.40 eV－(－13.60 eV)＝10.2 eV，此能量大于可见光光子的能量，故A、B错误；由于γ射线是从原子核辐射出来的，所以处在n＝2能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子属于电磁波谱中的紫外线，故C正确，D错误。 8．氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为ν1的光子，从能级A跃迁到能级C放出频率为ν2的光子。若ν1>ν2，则当它从能级B跃迁到能级C时，将(　　) A．吸收频率为ν1－ν2的光子 B．吸收频率为ν2＋ν1的光子 C．放出频率为ν1－ν2的光子 D．放出频率为ν2＋ν1的光子 解析：选D。氢原子从能级A跃迁到能级B吸收频率为ν1的光子，则B能级的能量大于A能级的能量，从能级A跃迁到能级C，释放频率为ν2的光子，则A能级的能量大于C能级的能量，可知B与C能级间的能量差为hν1＋hν2，则由B能级跃迁到C能级放出光子，光子频率ν＝ν1＋ν2，D正确。 9．某原子的能级图如图所示，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(　　) 解析：选C。由能级图及En－Em＝hν知，E3－E1＞E2－E1＞E3－E2，即νa＞νc＞vb，又λ＝，知λa＜λc＜λb，所以C正确。 10．已知h＝6.63×10－34 J·s。 (1)有一群氢原子处于量子数n＝4的激发态中，能发出几条光谱线？其中最高频率、最低频率各为多少？ (2)当有一个氢原子处于量子数n＝4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？ 解析：(1)一群氢原子向低能级跃迁时，各种跃迁方式都会发生，即可以从n＝4的激发态到n＝3、n＝2、n＝1的各能级，再从n＝3的激发态到n＝2、n＝1的各能级，再从n＝2的激发态到n＝1的基态，故有N＝＝6种频率的光子产生，跃迁情况示意图如图所示。 最高频率的光子满足hν1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV＝2.04×10－18 J，ν1≈3.1×1015 Hz。 最低频率的光子满足hν2＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV＝1.056×10－19 J，ν2≈1.6×1014 Hz。 (2)一个氢原子由n＝4能级向较低能级跃迁，最多能发出3种频率的光子，因为它从n＝4的能级跃迁至n＝3的能级时一定不存在由n＝4的能级直接跃迁至n＝1的能级的可能。 答案：(1)6条　3.1×1015 Hz　1.6×1014 Hz (2)3种 学科网（北京）股份有限公司 $