【教育资料】学业分层测评 6 玻尔的原子模型学习精品.pdf

教育资源 教育资源 学业分层测评(六)(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有()A它彻底否定了经典的电磁理论 B它发展了卢瑟福的核式结构学说 C它引入了普朗克的量子理论 D它保留了一些经典力学和经典的电磁理论【解析】原子核式结构模型与经典电磁理论的种种矛盾说明，经典电磁理论已不适用于原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量子化的概念，提出了量子化的原子模型；但在玻尔的原子模型中仍然认为原子中有一很小的原子核，电子在核外绕核做匀速圆周运动，电子受到的库仑力提供向心力，并没有完全抛弃经典的电磁理论【答案】BCD 2 根据玻尔的原子结构理论，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电子的电势能与动能之和 D电子的动能、电势能和原子核能之和【解析】根据玻尔理论可知，电子在各条可能轨道上运动的能量是指电子的动能和电势能之和，故C 正确，A、B、D 错误【答案】C 3用频率为 0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 1、2、3的三条谱线，且 321，则()【导学号：64772096】A01 B321 C0123 D.111213 教育资源 教育资源 【解析】当用频率为 0的光照射处于基态的氢原子时，由所发射的光谱中仅能观测到三种频率的谱线可知，这三种频率的光子应是氢原子从第 3 能级向低能级跃迁过程中辐射的，由能量特点可知，312，选项 B 正确【答案】B 4(多选)下面关于玻尔理论的解释中，正确的说法是()A原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 B原子中，虽然核外电子不断做加速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量 C原子从一种定态跃迁到另一种定态时，一定要辐射一定频率的光子 D原子的每一个能量状态都对应一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的【解析】根据玻尔原子理论可以判定选项 A、B、D 均正确；原子从一种定态跃迁到另一种定态时，可能辐射一定频率的光子，也可能吸收一定频率的光子，故选项 C 不正确【答案】ABD 5(多选)设氢原子由 n3 的状态向 n2 的状态跃迁时放出能量为 E、频率为 的光子则氢原子()图 2-3-3 A跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子 B由 n2 的状态向 n1 的状态跃迁时放出光子的能量大于E C由 n2 的状态向 n3 的状态跃迁时吸收光子的能量等于E D由 n4 的状态向 n3 的状态跃迁时放出光子的频率大于 【解析】原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A 错；由 n2 的状态向 n1 的状态跃迁时，能量比由 n3 的状态向 n2 的状态跃时要大，所以放出光子的能量大于 E，B 项正确；由 n2 的状态向 n3 的状态跃迁时吸收光子的能量等于由 n3 的状态向 n2 的状态跃迁时放出的能量 E，C 项正确；由 n4 的状态向 n3 的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于 ，D教育资源 教育资源 项错【答案】BC 6(多选)已知氢原子的能级图如图 2-3-4 所示，现用光子能量介于 1012.9 eV 范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是()图 2-3-4 A在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种 B在照射光中可能被吸收的光子能量只有3 种 C照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有6 种 D照射后观测到氢原子发射的光中波长最长的光是由 n4 向 n3 跃迁时发出的【解析】根据跃迁规律 h EmEn和能级图，可知 A 错，B 对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为 n4 的能级，能发射的光子的波长有 C246 种，故C 对；氢原子由 n4 的能级跃迁到 n3 的能级发射出的光的频率最小，波长最长，故 D 正确【答案】BCD 7氢原子的能级图如图 2-3-5 所示某金属的极限波长恰等于氢原子由 n4 能级跃迁到 n2 能级所发出的光的波长现在用氢原子由 n2 能级跃迁到n1 能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子的最大初动能等于_eV.【导学号：64772030】图 2-3-5【解析】设氢原子由 n4 能级跃迁到 n2 能级所发出的光子波长为0，由 n2 能级跃迁到 n1 能级所发出的光子波长为，则 E4E2hc0，并且逸出功 W0hc0，E2E1hc，根据爱因斯坦光电方程Ekh W0得，光子的最大初动能为 Ekhchc0hc110hcE2E1hcE4E2hc2E2E1E47.65 eV.【答案】7.65 教育资源 教育资源 8已知氢原子基态的电子轨道半径为 r10.5281010 m，量子数为 n 的能级值为 En13.6n2 eV.(1)求电子在基态轨道上运动时的动能；(2)有一群氢原子处于量子数 n3 的激发态画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线；(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长(其中静电力常量 k9.0109 N m2/C2，电子电量 e1.61019 C，普朗克常量 h6.631034 J s，真空中光速 c3.0108 m/s)【解析】(1)设电子的质量为 m，电子在基态轨道上的速率为 v1，根据牛顿 第 二 定 律 和 库 仑 定 律 有mv21r1ke2r21，所 以Ek12mv21ke22r19.0109 1.61019220.5281010 J 2.181018 J13.6 eV.(2)当氢原子从量子数 n3 的能级跃迁到较低能级时，可以得到 3 条光谱线，如图所示(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为 E3E1.hcE3E16.63103431081.5 13.6 1.61019 m 1.03107 m.【答案】(1)13.6 eV(2)见解析(3)1.03107 m 能力提升 9(多选)如图 2-3-6 为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子()图 2-3-6 教育资源 教育资源 A从 n4 能级跃迁到 n3 能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级辐射出电磁波的波长长 B从 n5 能级跃迁到 n1 能级比从 n5 能级跃迁到 n4 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 n5 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【解析】根据 Eh，c，可知 chc E，从 n4 能级跃迁到 n3能级比从 n3 能级跃迁到 n2 能级放出能量小，所以从 n4 能级跃迁到 n3能级比从 n3 能级跃迁到 n2 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，C 正确；处于 n5 能级的一群原子跃迁时，最多可以发出 10 种不同频率的光子，D 项错误【答案】AC 10根据氢原子的玻尔模型，试比较核外电子在第 1、3 轨道上运动时，其轨道半径之比为_，电子绕核运动速率之比为_，运行周期之比为_【解析】根据玻尔氢原子模型的轨道量子化结论有，轨道半径 rnn2r1，所以 r1r3123219 电子运行时的向心力由库仑力提供，所以有ke2r2nmv2nrn.解得 vnke2mrn，即 vn1rn.所以 v1v31r11r331.电子运行周期 Tn2 rnvn.所以 T1T3r1v1r3v3127.教育资源 教育资源 【答案】19 31 127 11氢原子部分能级的示意图如图 2-3-7 所示，不同色光的光子能量如下表所示：图 2-3-7 色光 红 橙 黄 绿 蓝靛 紫 光子能量 范围(eV)1.61 200 2.00 207 2.07 214 2.14 253 2.53 276 2.76 310 处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有 2 条，其颜色分别为_、_.【解析】由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.613.10 eV，故可能是由第4 能级向第2 能级跃迁过程中所辐射的光子，E10.85(3.40)eV2.55 eV，即蓝靛光；也可能是氢原子由第 3 能级向第2 能级跃迁过程中所辐射的光子，E21.51(3.40)eV1.89 eV，即红光 【答案】红 蓝靛 12将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子(1)若要使 n2 激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？(2)若用波长为 200 nm 的紫外线照射处于 n2 激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？(电子电荷量 e1.61019 C，电子质量 me0.911030 kg，氢原子基态能量 E113.6 eV，普朗克常量 h6.631034 J s)【导学号：64772031】【解析】(1)n2 时，E213.622 eV3.4 eV 教育资源 教育资源 n时，E0 要使 n2 的氢原子电离，电离能 EEE23.4 eV Eh8.211014 Hz.(2)波长为 200 nm 的一个光子所具有的能量为 E0h1hc19.9451019 J 电离能 E3.41.61019 J5.441019 J 由能量守恒得 E0 E12mev2 代入数值解得 v9.95105 m/s.【答案】(1)8.211014 Hz(2)9.95105 m/s