2019-2020年高中物理 第18章 第4節(jié) 玻爾的原子模型練習(xí) 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第18章 第4節(jié) 玻爾的原子模型練習(xí) 新人教版選修3-5 1.玻爾原子理論的基本假設(shè). (1)電子的軌道量子化. 玻爾認(rèn)為,原子中電子在庫侖引力的作用下,繞原子核做圓周運(yùn)動.但電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的,只有當(dāng)半徑大小符合一定條件時(shí),這樣軌道才是可能的.電子在軌道上繞核的轉(zhuǎn)動是穩(wěn)定的,不產(chǎn)生電磁輻射. (2)原子的能量量子化. 當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動時(shí).原子處于不同的狀態(tài)中,具有不同的能量,這些量子化的能量值叫作能級.原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),稱為定態(tài).能量最低的狀態(tài)叫作基態(tài).其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài). (3)電磁輻射的頻率條件. 電子從能量較高的定態(tài)軌道(Em)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道En(m>n)時(shí),會放出能量為hν的光子,hν=Em-En;反之,電子從較低的能量態(tài)(En)躍遷到較高的能量態(tài)(Em)時(shí),會吸收能量為hν的光子,光子的hν=Em-En. 原子處于基態(tài)是最穩(wěn)定的.當(dāng)原子處于n=4的能級上時(shí),將可能產(chǎn)生6種頻率的光子. 2.弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn). 弗蘭克赫茲實(shí)驗(yàn)采用電子轟擊汞原子,發(fā)現(xiàn)電子損失的能量,也就是汞原子吸收的能量,是分立的,從而證明汞原子的能量確實(shí)是量子化的. 3.玻爾模型的局限性. 當(dāng)原子處于不同的狀態(tài)時(shí).電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的.如果用疏密不同的點(diǎn)子表示電子在各個(gè)位置出現(xiàn)的概率,畫出圖來.就像云霧一樣,可以形象地稱作電子云. 1.關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是(C) A.玻爾原子理論的基本假設(shè)認(rèn)為,電子繞核運(yùn)行軌道的半徑是任意的 B.光電效應(yīng)產(chǎn)生的條件為:光強(qiáng)大于臨界值 C.電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了運(yùn)動電子具有波動性 D.發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明金原子質(zhì)量大而且很堅(jiān)硬 解析:原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),運(yùn)行軌道的半徑是量子化的,A錯誤;當(dāng)照射光的頻率ν大于金屬板的極限頻率時(shí),金屬板上的電子才會逸出.頻率越大,電子的初動能越大.B錯誤;光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說明了光具有粒子性,電子束通過鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動性,C正確;發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn),說明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍,D錯誤. 2.(多選)欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離,下列措施可行的是(AC) A.用10.2 eV的光子照射 B.用11 eV的光子照射 C.用14 eV的光子照射 D.用10 eV的光子照射 解析:由氫原子能級圖算出只有10.2 eV為第2能級與基態(tài)之間的能量差,處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光子后將躍遷到第一激發(fā)態(tài),而大于13.6 eV的光子能使氫原子電離. 3.(多選)氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí),下列說法中正確的是(BD) A.氫原子的能量增加 B.氫原子的能量減少 C.氫原子要吸收一定頻率的光子 D.氫原子要放出一定頻率的光子 解析:氫原子的核外電子離原子核越遠(yuǎn),氫原子的能量(包括動能和勢能)越大.當(dāng)氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí),原子的能量減少,氫原子要放出一定頻率的光子.顯然,選項(xiàng)B、D正確. 4.如圖所示是某原子的能級圖,a、b、c 為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光. 在下列該原子光譜的各選項(xiàng)中,譜線從左向右的波長依次增大,則正確的是(C) 解析:由ε=hν,ν為光的頻率得:波長λ=,從第3能級躍遷到第1能級,能級差最大,知光的頻率最大,波長最短;從第3能級躍遷到第2能級,能級差最小,知光的光子頻率最小,波長最長,所以波長依次增大的順序?yàn)閍、b、c.故C正確,A、B、D錯誤. 5.(多選)以下有關(guān)近代物理內(nèi)容敘述中正確的有(CD) A.鋅板表面逸出的光電子最大初動能隨紫外線照射強(qiáng)度增大而增大 B.原子核式結(jié)構(gòu)模型是由湯姆孫在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的 C.氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)氫原子的能量減少 D.玻爾理論指出氫原子能級是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的 解析:根據(jù)光電效應(yīng)的規(guī)律,鋅板表面逸出的光電子最大初動能隨入射光的頻率增大而增大,選項(xiàng)A錯誤;原子核式結(jié)構(gòu)模型是由盧瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出的,選項(xiàng)B錯誤;根據(jù)玻爾理論,氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)氫原子的能量減少,選項(xiàng)C 正確;玻爾理論指出氫原子能級是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的,選項(xiàng)D 正確. 6.氦原子被電離一個(gè)核外電子,形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子.已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4 eV,氦離子能級的示意圖如下頁圖所示.在具有下列能量的光子中,不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(B) A.40.8 eV B.43.2 eV C.51.0 eV D.54.4 eV 解析:要吸收光子發(fā)生躍遷需要滿足一定的條件,即吸收的光子的能量必須是任兩個(gè)能級的差值,40.8 eV是第一能級和第二能級的差值,51.0 eV是第一能級和第四能級的差值,54.4 eV是電子電離需要吸收的能量,均滿足條件,選項(xiàng)A、C、D均可以,而B項(xiàng)不滿足條件,所以選B. 7.(多選)處于基態(tài)的氫原子被一束單色光照射后,共發(fā)出三種頻率分別為ν1、ν2、ν3的光子,且ν1>ν2>ν3,則入射光子的能量應(yīng)為(AD) A.hν1 B.hν2 C.hν3 D.h(ν2+ν3) 解析:顯然基態(tài)氫原子躍遷到激發(fā)態(tài)后再向低能級躍遷發(fā)射光子,共有三種光說明起先躍遷到的能級為第二激發(fā)態(tài),有hν1=E3-E1,hν2=E2-E1,hν3=E3-E2,所以入射光子的能量應(yīng)為hν1或h(ν2+ν3). 8.下圖畫出了氫原子的4個(gè)能級,并注明了相應(yīng)的能量E.處在n=4能級的一群氫原子向低能級躍遷時(shí),能夠發(fā)出若干種不同頻率的光波.已知金屬鉀的逸出功為2.22 eV.在這些光波中,能夠從金屬鉀的表面打出光電子的總共有(C) A.兩種 B.三種 C.四種 D.五種 解析:一群氫原子從n=4的能級向低能級躍遷時(shí),能夠發(fā)出六種不同頻率的光.六種光子的能量依次為: n=4到n=3時(shí): -0.85-(-1.51)=0.66 eV<2.22 eV, n=3到n=2時(shí): -1.51-(-3.40)=1.89 eV<2.22 eV, n=2到n=1時(shí): -3.40-(-13.60)=10.2 eV>2.22 eV, n=4到n=1時(shí): …… 前兩種不能從金屬鉀表面打出.故有四種,C對. 9.如下圖為氫原子能級的示意圖,現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光,下列說法正確的是(D) A.最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 B.頻率最小的光是由n=2能級躍遷到n=1能級產(chǎn)生的 C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光 D.用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 解析:由n=4能級躍遷到n=3能級的能級差最小,輻射光子的頻率最小,波長最大,容易發(fā)生衍射現(xiàn)象,選項(xiàng)A、B錯誤;這些氫原子總共可輻射出=6種不同頻率的光,選項(xiàng)C 錯誤;用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子的能量為[-3.4 eV-(-13.6 eV)]=10.2 eV,所以照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng),選項(xiàng)D 正確. 10.用頻率為ν0的光照射大量處于基態(tài)的氫原子,在所發(fā)射的光譜中僅能觀測到頻率分別為ν1、ν2、ν3的三條譜線,且ν3>ν2>ν1,則(B) A.ν0<ν1 B.ν3=ν2+ν1 C.ν0=ν1+ν2+ν3 D.=+ 解析:大量氫原子躍遷時(shí)只有三個(gè)頻率的光譜,這說明是從n=3能級向低能級躍遷,根據(jù)能量守恒有,hν3=hν2+hν1,解得:ν3=ν2+ν1,選項(xiàng)B正確. 11.大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài),發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子,其能量值分別是:1.89 eV,10.2 eV,12.09 eV.躍遷發(fā)生前這些原子分布在________個(gè)激發(fā)態(tài)能級上,其中最高能級的能量值是________eV(基態(tài)能量為-13.6 eV). 解析:由于大量氫原子處于不同能量激發(fā)態(tài),發(fā)生躍遷時(shí)放出三種不同能量的光子,可知?dú)湓犹幱谧罡吣芗壥莕=3,躍遷發(fā)生前這些原子分布在2個(gè)激發(fā)態(tài)能級上;其中最高能級的能量值是E3=-1.51. 答案:2 -1.51 12.能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子,剛好可使該原子中的電子成為自由電子.這一能量Ei稱為氫的電離能.現(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子,該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為________(用光子頻率ν、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示). 解析:由能量守恒定律得:=hν-Ei, 解得電子速度為:v=, 答案:- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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