4.4 玻尔原子模型 同步练习-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版选择性必修第三册

第4节 玻尔原子模型 同步练习 一、选择题: 1.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法正确的是(　　) A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大 C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大 2．关于玻尔的原子模型理论，下面说法正确的是(　　) A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态是不连续的 C．原子中的核外电子绕核做加速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运转的轨道半径是连续的 3．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级．该氢原子(　　) A．辐射光子，能量增加 B．辐射光子，能量减少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量减少 4．根据玻尔理论，关于氢原子的能量，下列说法正确的是(　　) A．是一系列不连续的任意值 B．是一系列不连续的特定值 C．可以取任意值 D．可以在某一范围内取任意值 5．处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有(　　) A．1种　 B．2种 C．3种 D．4种 6．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(　　) 7．(多选)玻尔在他提出的原子模型中提出的假设有(　　) 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形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 8.(多选)如图所示，一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1＞ν2＞ν3，则(　　) A．被氢原子吸收的光子的能量为hν1 B．被氢原子吸收的光子的能量为hν2 C．ν2＝ν1＋ν3 D．hν1＝hν2＋hν3 9.(多选)氢原子的能级图如图所示，欲使处于基态的氢原子跃迁，下列措施可行的是(　　) A．用10.2 eV的光子照射 B．用11 eV的光子照射 C．用12.09 eV的光子照射 D．用12.75 eV的光子照射 10.(多选)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氢原子的能级示意图，下列说法正确的是(　　) A．一个处于n＝4能级的μ氢原子发生跃迁可以辐射出6种频率的光 B．动能为2 000 eV的电子可以使处于基态的μ氢原子激发 C．处于n＝2能级的μ氢原子跃迁到基态，电子的动能和电势能都减小 D．处于n＝4能级的μ氢原子可以吸收能量为200 eV的光子 11．(多选)如图为氢原子能级示意图，则氢原子(　　) A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长 B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4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．处于n＝5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 二、计算题： 12．氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV．问： (1)氢原子在n＝4的定态上时，可放出几种光子？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，要用多大频率的电磁波照射此原子？ 参考答案： 1.D　[根据Ek＝，Ep＝－，E＝－，氢原子辐射出一个光子后，电子绕核旋转的半径减小，电势能降低，总能量也减小，则A、B、C错误；vn＝，氢原子核外电子的速率增大，D正确。] 2.B　[根据玻尔原子理论：电子轨道和原子能量都是量子化的，不连续的，处于定态的原子并不向外辐射能量，可判定B是正确的．] 3.B　[根据玻尔的原子理论，氢原子从高能级(n＝3)跃迁到低能级(n＝2)时，辐射一定频率的光子，氢原子能量减少，光子的能量由这两种定态的能级差决定．] 4.B　[根据玻尔理论可知，氢原子的能量是量子化的，是一系列不连续的特定值．另外我们也可以从氢原子的能级图上得出氢原子的能级是一系列的特定值，而不是任意取值的结论，故A、C、D错，B对．] 5.C　[现有大量的氢原子处于n＝3的激发态，当这些氢原子向低能级跃迁时，辐射光子的频率为n＝C＝3种．选项C正确，A、B、D错误．] 6.C　[根据玻尔的原子跃迁公式h＝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．] 7.ABC　[选项A、B、C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”的概念．原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆形轨道相对应，是经典理论与“量子化”概念的结合．] 8.AD　[处于激发态的氢原子并不稳定，在能够自发地向低能级跃迁并发射光子，其发射光子的种类为＝3种，解得n＝3，可知处于基态的氢原子吸收某种光子后，跃迁到n＝3的激发态．根据玻尔理论可知，被氢原子吸收的光子的能量为hν1，A正确，B错误；根据玻尔理论得知，氢原子从n＝3的激发态直接跃迁到基态时辐射的能量为hν1，从n＝3的激发态跃迁到n＝2的激发态辐射的能量为hν3，从n＝2的激发态跃迁到基态辐射的能量为hν2，根据能级关系可知：E1＝E2＋E3，即hν1＝hν2＋hν3，则得ν1＝ν2＋ν3，故C错误，D正确．] 9.ACD　[由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子在各能级间跃迁，只能吸收能量值刚好等于两能级能量差的光子．由氢原子能级关系不难算出，10.2 eV刚好为氢原子n＝1和n＝2的两能级能量差，而11 eV则不是氢原子基态和任一激发态的能量差，因而氢原子能吸收前者被激发，而不能吸收后者，故A正确，B错误；同理可知C、D正确．] 10.BD　[一个处于n＝4能级的μ氢原子，可辐射出3种频率的光子，故A错误；n＝1和n＝2间的能级差为1897.2 eV，吸收2 000 eV的电子能跃迁到n＝2能级，故B正确；处于n＝2能级的μ氢原子跃迁到基态，电子的电势能减小，根据k＝m可知动能变大，选项C错误；处于n＝4的能级的μ氢原子，吸收能量为200 eV的光子，原子能量大于零，可发生电离，故D正确．] 11.AC　[根据ΔE＝hν，ν＝，可知λ＝＝，从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出能量小，所以从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2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、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，选项C正确；处于n＝5能级的一群原子跃迁时，最多可以发出C＝10种不同频率的光子，选项D错误．] 12.[解析]　(1)原子处于n＝1的定态，这时原子对应的能量最低，这一定态是基态，其他的定态均是激发态．原子处于激发态时不稳定，会自动地向基态跃迁，而跃迁的方式多种多样，当氢原子从n＝4的定态向基态跃迁时，可释放出6种不同频率的光子． (2)要使处于基态的氢原子电离，就是要使氢原子第一条可能轨道上的电子获得能量脱离原子核的引力束缚，则hν≥E∞－E1＝13.6 eV＝2.176×10－18 J， 即ν≥＝ Hz＝3.28×1015 Hz． [答案]　(1)6种　(2)3.28×1015 Hz 学科网（北京）股份有限公司 $