高中物理 第3章 原子世界探秘 3_3 量子論視野下的原子模型學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-5.doc

1、a3.3 量子論視野下的原子模型(建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1.關(guān)于玻爾的原子模型，下述說法中正確的有()A.它徹底否定了經(jīng)典的電磁理論B.它發(fā)展了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說C.它完全拋棄了經(jīng)典的電磁理論D.它引入了普朗克的量子理論E.它保留了一些經(jīng)典力學(xué)和經(jīng)典的電磁理論【解析】原子核式結(jié)構(gòu)模型與經(jīng)典電磁理論的種種矛盾說明，經(jīng)典電磁理論已不適用于原子系統(tǒng)，玻爾從光譜學(xué)成就得到啟發(fā)，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；但在玻爾的原子模型中仍然認(rèn)為原子中有一很小的原子核，電子在核外繞核做勻速圓周運(yùn)動，電子受到的庫侖力提供向心力，并沒有完全拋棄經(jīng)典的電磁理論.【答案】BDE2.下面關(guān)于

2、玻爾理論的解釋中，正確的說法是()A.原子只能處于一系列不連續(xù)的狀態(tài)中，每個狀態(tài)都對應(yīng)一定的能量B.原子中，雖然核外電子不斷做加速運(yùn)動，但只要能量狀態(tài)不改變，就不會向外輻射能量C.原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，一定要輻射一定頻率的光子D.原子的每一個能量狀態(tài)都對應(yīng)一個電子軌道，并且這些軌道是不連續(xù)的E.原子從高能級態(tài)躍遷到另一低能級態(tài)時，一定要輻射光子，但光子的頻率不固定【解析】根據(jù)玻爾原子理論可以判定選項(xiàng)A、B、D均正確；原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時，可能輻射一定頻率的光子，也可能吸收一定頻率的光子，故選項(xiàng)C不正確；原子從高能級態(tài)躍遷到另一低能級態(tài)時，一定要輻射一定頻率的光子，E錯誤

3、.【答案】ABD3.設(shè)氫原子由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍遷時放出能量為E、頻率為的光子.則氫原子()圖332aaA.躍遷時可以放出或吸收能量為任意值的光子B.由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量大于EC.由n2的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于ED.由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率大于E.由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時放出光子的頻率一定小于【解析】原子躍遷時可以放出或吸收能量為特定值的光子，A錯；由n2的狀態(tài)向n1的狀態(tài)躍遷時，能量比由n3的狀態(tài)向n2的狀態(tài)躍遷時要大，所以放出光子的能量大于E，B項(xiàng)正確；由n2的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時吸收光子的能量等于由n3的狀態(tài)向n

4、2的狀態(tài)躍遷時放出的能量E，C項(xiàng)正確；由n4的狀態(tài)向n3的狀態(tài)躍遷時放出光子的能量較小，所以頻率小于，D項(xiàng)錯，E項(xiàng)正確.【答案】BCE4.已知?dú)湓拥哪芗増D如圖333所示，現(xiàn)用光子能量介于1012.9 eV范圍內(nèi)的光去照射一群處于基態(tài)的氫原子，則下列說法中正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：67080030】圖333A.在照射光中可能被吸收的光子能量有無數(shù)種B.在照射光中可能被吸收的光子能量只有3種C.照射后可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有6種D.照射后可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有3種E.照射后觀測到氫原子發(fā)射的光中波長最長的光是由n4向n3躍遷時發(fā)出的【解析】根據(jù)躍遷規(guī)律hEmEn和能級圖，可知

5、A錯，B對；氫原子吸收光子后能躍遷到最高為n4的能級，能發(fā)射的光子的波長有C6種，故C對，D錯；氫原子由n4的能級躍遷到n3的能級發(fā)射出的光的頻率最小，波長最長，故E正確.【答案】BCE5.用光子能量為E的單色光照射容器中處于基態(tài)的氫原子，發(fā)現(xiàn)該容器內(nèi)的氫能夠釋放出三種不同頻率的光子，它們的頻率由低到高依次為1、2、3，由此可知，開始用來照射容器的單色光的光子能量可以表示為_或_.【解析】氫原子吸收光子能向外輻射三種不同頻率的光子，說明其吸收光子后從基態(tài)躍遷到第三能級，在第三能級不穩(wěn)定，又向較低能級躍遷，發(fā)出光子.其中從第三能級躍遷到基態(tài)的光子能量最大為aah3，所以氫原子吸收的光子能量應(yīng)為E

6、h3，且關(guān)系式h3h1h2成立.【答案】h3h1h26.氫原子的能級圖如圖334所示.某金屬的極限波長恰等于氫原子由n4能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光的波長.現(xiàn)在用氫原子由n2能級躍遷到n1能級時發(fā)出的光去照射，求從該金屬表面逸出的光電子的最大初動能是多少電子伏？圖334【解析】設(shè)氫原子由n4能級躍遷到n2能級所發(fā)出的光子波長為0，由n2能級躍遷到n1能級所發(fā)出的光子波長為，則E4E2h，并且逸出功W0h，E2E1h，根據(jù)愛因斯坦光電方程EkhW0得，光子的最大初動能為Ekhhhchc2E2E1E47.65 eV.【答案】7.65 eV7.已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r10.5281010 m

7、，量子數(shù)為n的能級值為En eV.(1)求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動時的動能；(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n3的激發(fā)態(tài).畫出能級圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線；(3)計算這幾條光譜線中波長最短的一條的波長.(其中靜電力常量k9.0109 Nm2/C2，電子電量e1.61019 C，普朗克常量h6.631034 Js，真空中光速c3.0108 m/s)【解析】(1)設(shè)電子的質(zhì)量為m，電子在基態(tài)軌道上的速率為v1，根據(jù)牛頓第二定律和庫侖定律有m，所以Ekmv J2.181018 J13.6 eV.(2)當(dāng)氫原子從量子數(shù)n3的能級躍遷到較低能級時，可以得到3條光譜線，如圖所示.aa(3)

8、與波長最短的一條光譜線對應(yīng)的能級差為E3E1. m1.03107 m.【答案】(1)13.6 eV(2)見解析(3)1.03107 m能力提升8.如圖335為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子()圖335A.從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長B.從n5能級躍遷到n1能級比從n5能級躍遷到n4能級輻射出電磁波的速度大C.處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是不一樣的D.從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外放出能量E.處于n5能級的一群原子躍遷時，最多可以發(fā)出6種不同頻率的光子【解析】根據(jù)Eh，可知Eh，從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級放

9、出能量小，所以從n4能級躍遷到n3能級比從n3能級躍遷到n2能級輻射出電磁波的波長長，選項(xiàng)A正確；電磁波的速度是光速，與電磁波的波長、頻率無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不相同，C正確；從高能級向低能級躍遷時，氫原子一定向外放出能量，D正確；處于n5能級的一群原子躍遷時，最多可以發(fā)出10種不同頻率的光子，E項(xiàng)錯誤.【答案】ACD9.氫原子部分能級的示意圖如圖336所示，不同色光的光子能量如下表所示：aa圖336色光紅橙黃綠藍(lán)靛紫光子能量范圍(eV)1.612.002.002.072.072.142.142.532.532.762.763.10處于某激發(fā)態(tài)的氫原子，發(fā)射

10、的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條，其顏色分別為_、_.【解析】由七種色光的光子的不同能量可知，可見光光子的能量范圍在1.613.10 eV，故可能是由第4能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，E10.85(3.40) eV2.55 eV，即藍(lán)靛光；也可能是氫原子由第3能級向第2能級躍遷過程中所輻射的光子，E21.51(3.40) eV1.89 eV，即紅光.【答案】紅藍(lán)靛10.原子可以從原子間的碰撞中獲得能量，從而發(fā)生能級躍遷(在碰撞中，動能損失最大的是(完全非彈性碰撞).一個具有13.6 eV動能、處于基態(tài)的氫原子與另一個靜止的、也處于基態(tài)的氫原子發(fā)生對心正碰，設(shè)碰撞中損失的能量全部被靜止的氫原子吸收.圖337(1)是否可以使基態(tài)氫原子發(fā)生能級躍遷(氫原子能級如圖337所示).(2)若上述碰撞中可以使基態(tài)氫原子發(fā)生電離，則氫原子的初動能至少為多少？【解析】設(shè)運(yùn)動氫原子的速度為v0，完全非彈性碰撞后兩者的速度為v，損失的動能E被基態(tài)氫原子吸收.若E10.2 eV，則基態(tài)氫