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1、2022年高中物理第十八章原子结构4玻尔的原子模型自主训练新人教版选修我夯基 我达标1.氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，以下说法正确的是（ ）A.电子的动能减少，电势能增大 B.电子的动能增大，电势能减小C.电子绕核旋转的半径减小，周期变小 D.电子绕核旋转的半径增大，周期变大思路解析：根据玻尔理论，氢原子核外电子绕核做圆周运动，静电力提供向心力，即，电子运动的动能Ek=，由此可知，离核越远，动能越小.氢原子辐射光子后，总能量减少.由于其动能Ek=，跃迁到低能级时，r变小，动能变大，因总能量E等于其动能和电势能之和，故知电子的电势能减小.氢原子的核外电子跃迁到低能级时在离核较近的轨道上运
2、动，半径变小，速度变大，由周期公式T=知，电子绕核运动的周期变小.答案：BC2.氢原子的基态能量为E，如图18-4-3所示，四个能级图正确代表氢原子能级的是（ ）图18-4-3思路解析：根据氢原子能级图的特点：上密下疏，再联系各激发态与基态能级间关系En=，可判断C对.答案：C3.氢原子辐射出一个光子后，则（ ）A.电子绕核旋转半径增大 B.电子的动能增加C.氢原子电势能增加 D.原子的能级值增大思路解析：由玻尔理论可知，氢原子辐射出光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减少，另由经典电磁理论，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核子
3、对电子的库仑力：，所以Ek=.可见电子运动半径减小，动能增大，再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出能量，所以原子的总能量减少，综上所述只有B选项正确.答案：B4.试计算处于基态的氢原子吸收波长为多少的光子时，电子可以跃迁到n=2的轨道上.思路解析：氢原子基态对应的能量E1=-13.6 eV，电子在n=2的轨道上时，氢原子的能量为E2=-3.4 eV，氢原子核外电子从第一轨道跃迁到第二轨道需要的能量：E=E2-E1=10.2 eV=1.63210-18 J由玻尔理论有：h=E,又=，所以=m=1.2210-7 m.答案：1.2210-7 m5.原子的能量量子化现象是指（ ）A.原子的
4、能量是不可改变的 B.原子的能量与电子的轨道无关C.原子的能量状态是不连续的 D.原子具有分立的能级思路解析：正确理解玻尔理论中量子化概念是解题关键.根据玻尔理论，原子处于一系列不连续的能量状态中，这些能量值称为能级，原子不同的能量状态对应于不同的圆形轨道，故C、D选项正确.答案：CD6.根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指（ ）A.电子的动能 B.电子的电势能C.电子的动能与电势能之和 D.电子的动能、电势能和原子核能量之和思路解析：根据玻尔理论，电子绕核在不同轨道上做圆周运动，库仑引力为向心力，故电子的能量指电子的总能量，包括动能与电势能，所以C选项正确.答案：C7.氢
5、原子的量子数越小，则（ ）A.电子轨道半径越小 B.原子的能量越小C.原子的能量越大 D.原子的电势能越小思路解析：该题的物理图景是库仑引力提供电子绕核运动的向心力，可类比地球和人造卫星的运动来理解学习.根据玻尔理论，不同的轨道对应不同的能级，对应不同的量子数，量子数越小，则氢原子核外电子轨道半径减小，对应能量减小.由于静电引力做正功，电子动能越大，由E=Ek+Ep知，电子的电势能减小.答案：ABD8.光子的发射和吸收过程是（ ）A.原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B.原子不能从低能级向高能级跃迁C.原子吸收光子后从低能级跃迁到高能级，放出光子后
6、从较高能级跃迁到较低能级D.原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值思路解析：解决此题要注意以下两个问题：一、原子的跃迁条件；二、关系式h=Em-En（mn）.由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态,不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量.光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即h=Em-En（mn），故C、D选项正确.答案：CD9.氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为c，则（ ）A.吸收光子的
7、波长为 B.辐射光子的波长为C.吸收光子的波长为 D.辐射光子的波长为思路解析：由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低能级跃迁时辐射光子，由关系式h=E1-E2得，=.又=，故辐射光子波长为=，D选项正确.答案：D我综合 我发展10.氢原子中核外电子从第2能级跃迁到基态时，辐射的光照射在某金属上时能产生光电效应.那么，处于第3能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出的各种频率的光可能使此金属板发生光电效应的至少有（ ）A.1种 B.2种 C.3种 D.4种思路解析：解答此题的条件是知道发生光电效应的条件，并清楚原子在跃迁时发出的光子频率由始、末能级之差决定，即h=Em-En，且能级越高，相
8、邻能级的差值越小（在氢原子能级图上表现为上密下疏的特点）.发生光电效应的条件是照射光的频率要大于该金属的极限频率.本题未知该金属的极限频率，但可以用比较的办法来确定肯定能发生光电效应的频率.氢原子由高能级E3向低能级跃迁的可能情形为31，32，21三种.其中31发出的光子频率大于21发出光子的频率，32发出的光子频率小于21发出的光子频率，已知21发出的光子能发生光电效应，则31发出的光子频率一定能使该金属发生光电效应，而32发出的光子频率无法判定是否能发生光电效应.因此辐射出的三种频率的光能使此金属板发生光电效应的至少有2种.答案：B11.已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.52810-
9、10 m，量子数为n的能级值为En=.（1）求电子在基态轨道上运动的动能.（2）有一群氢原子处于量子数n=3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几种光谱线.（3）计算这几种光谱线中波长最短的波长.（静电力常量k=9109 Nm2/C2，电子电荷量e=1.610-19 C，普朗克常量h=6.6310-34 Js，真空中光速c=3.00108 m/s）思路解析：由，可计算出电子在任意轨道上运动的动能En=，并由此计算出相应的电势能Epn，且Ekn=|En|，Epn=2En.（1）核外电子绕核做匀速圆周运动，静电引力提供向心力，则，又知Ek=，故电子在基态轨道的动能为：Ek=J
10、=2.181018 J=13.6 eV.（2）当n=1时，能级值为E1= eV=-13.6 eV;当n=2时，能级值为E2=eV=-3.4 eV;当n=3时，能级值为E3= eV=-1.51 eV.能发出的光谱线分别为32，21，31共3种，能级图见下图.（3）由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短.h=E3-E1，又知=则有=m=1.0310-7 m.答案：（1）13.6 eV （2）略 （3）1.0310-7 m12.某金属的极限波长恰等于氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级所发出的光的波长.现在用氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？思路解析：先应用h=Em-En求解题中能级跃迁问题，再应用Ek=h-W求解题中光电子初动能问题，最后联立求解，得出正确结果.设氢原子由n=4能级跃迁到n=2能级发出的光子波长为0，由n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子波长为，则E4-E2=h,并且逸出功W=hE2-E1=h根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为Ek=h-h=(E2-E1)-(E4-E2)=2E2-E1-E4=2(-3.4) eV+13.6 eV+0.85 eV=7.65 eV.答案：7.65 eV
2022年高中物理第十八章原子结构4玻尔的原子模型自主训练新人教版选修
