學(xué)年高中物理第十八章原子結(jié)構(gòu)玻爾原子模型課后提升作業(yè)新人教版選修

1、學(xué)年高中物理第十八章原子構(gòu)造.玻爾的原子模型課后提高作業(yè)新人教版選修學(xué)年高中物理第十八章原子構(gòu)造.玻爾的原子模型課后提高作業(yè)新人教版選修PAGE學(xué)年高中物理第十八章原子構(gòu)造.玻爾的原子模型課后提高作業(yè)新人教版選修18.4玻爾的原子模型課后提高作業(yè)【基礎(chǔ)達標(biāo)練】1.氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)時,以下論述中正確的選項是()A.動能變大,勢能變小,總能量變小B.動能變小,勢能變大,總能量變大C.動能變大,勢能變大,總能量變大D.動能變小,勢能變小,總能量變小【分析】選B。從基態(tài)到激發(fā)態(tài),原子要吸取某些特定頻率的光子,總能量是增大的。在電子由內(nèi)向外躍遷的過程中,原子核對電子的引力要做負功,其電勢能增加,

2、動能減小,故B正確。2.已知氫原子基態(tài)能量為-13.6eV,以下說法中正確的有()A.用波長為600nm的光照射時,可使牢固的氫原子電離B.用光子能量為10.2eV的光照射時,可能使處于基態(tài)的氫原子電離C.氫原子可能向外輻射出11eV的光子D.氫原子可能吸取能量為1.89eV的光子【分析】選D。要使處于基態(tài)的氫原子電離,其吸取的光子能量最少要等于氫原子的電離能13.6eV。若光子能量大于13.6eV,則氫原子吸取其中的13.6eV完成電離,節(jié)余的能量以電子動能的形式存在;若入射光光子能量小于13.6eV,則氫原子只能選擇性地吸取能量等于其能級差的特定光子,完成由低能級向高能級的躍遷,故A、B錯

3、誤;由氫原子的能級圖和躍遷假設(shè)知,D正確,C錯誤。3.處于n=3能級的大量氫原子,向低能級躍遷時,輻射光的頻率有()A.1種B.2種C.3種D.4種【解題指南】解答本題應(yīng)掌握以下兩點:(1)原子從某必定態(tài)躍遷到另必定態(tài)時,吸取或輻射必定頻率的光子能量。(2)原子躍遷時,可能的情況可依照公式進行計算?！痉治觥窟xC。大量氫原子從n=3能級向低能級躍遷時,由可得有3種可能,C正確。4.(多項選擇)氫原子的部分能級以以下列圖。已知可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間。由此可推知,氫原子()A.從高能級向n=1能級躍遷時發(fā)出的光的波長比可見光的短B.從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光均為可見

4、光C.從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的頻率比可見光的高D.從n=3能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光為可見光【分析】選A、D。本題察看玻爾的原子理論。從高能級向n=1的能級躍遷的過程中,輻射出的光子最小能量為10.20eV,不在1.62eV到3.11eV之間,A正確;已知可見光子能量在1.62eV到3.11eV之間,從高能級向n=2能級躍遷時發(fā)出的光的光子能量3.40eV,B錯;從高能級向n=3能級躍遷時發(fā)出的光的能量小于1.51eV,頻率低于可見光,C錯;從n=3到n=2的過程中釋放的光子的能量等于1.89eV,介于1.62eV到3.11eV之間,所以是可見光,D對。5.氫原子核外電子從外層

5、軌道(半徑為rb)向內(nèi)層軌道(半徑為ra)躍遷時(rarb),電子動能的增量Ek=Eka-Ekb,電勢能增量Ep=Epa-Epb,則以下表述正確的選項是()A.Ek0,Ep0,Ek+Ep=0B.Ek0,Ek+Ep=0C.Ek0,Ep0D.Ek0,Ep0,Ek+Ep0;由于核外電子和核內(nèi)質(zhì)子有相互的吸引力,當(dāng)電子從外層軌道向內(nèi)層軌道躍遷時,電場力做正功,電勢能減小,所以Ep0;又由于內(nèi)層軌道比外層軌道原子的能級低,所以Ek+Ep0。6.(多項選擇)(2018唐山高二檢測)以以下列圖是氫原子的能級圖,大量處于n=4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時,一共可以輻射出6種不同樣樣頻率的光子,其中巴耳末系是指

6、氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子,則()A.6種光子中波長最長的是n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生的B.6種光子中有2種屬于巴耳末系C.使n=4能級的氫原子電離最少要0.85eV的能量D.若從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),則從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子也必定能使該板發(fā)生光電效應(yīng)E.在6種光子中,n=4能級躍遷到n=1能級釋放的光子康普頓效應(yīng)最明顯【分析】選B、C、E。n=4激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時產(chǎn)生光子的能量最大,依照E=h知,波長最短,故A錯誤;其中巴耳末系是指氫原子由高能級向n=2能級躍遷時釋放的光子,6種光子中從n=42與n=32的屬于巴耳末系,即2

7、種,故B正確;n=4能級的氫原子擁有的能量為-0.85eV,故要使其發(fā)生電離能量變?yōu)?,最少需要0.85eV的能量,故C正確;從n=2能級躍遷到基態(tài)釋放的光子能量為13.6-3.4=10.2eV,若能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng),從n=3能級躍遷到n=2能級釋放的光子能量3.4-1.51=1.89eV10.2eV,不用然能使該板發(fā)生光電效應(yīng),故D錯誤。6種光子中,n=4能級躍遷到n=1能級釋放的光子能量大,頻率高,則康普頓效應(yīng)最明顯,故E正確。7.能量為Ei的光子照射基態(tài)氫原子,恰巧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)用一頻率為的光子從基態(tài)氫原子中擊出了一電子,該電子在遠離

8、核今后速度的大小為多少?(用光子頻率、電子質(zhì)量m、氫原子的電離能Ei和普朗克常量h表示)。【分析】由能量守恒定律得mv2=h-Ei,解得電子速度為v=。答案:8.有一群氫原子處于n=4的能級上,已知氫原子的基態(tài)能量E1=-13.6eV,普朗克常量h=6.6310-34Js,求:(1)這群氫原子的光譜共有幾條譜線?(2)這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是多少?(3)這群氫原子發(fā)出的光子的最長波長是多少?【分析】(1)這群氫原子的能級圖以以下列圖。由圖可以判斷,這群氫原子可能發(fā)生的躍遷共有6種,所以它們的譜線共有6條。(2)頻率最大的光子能量最大,對應(yīng)躍遷的能級差也越大,即從n=4躍遷到n=1發(fā)出的

9、光子頻率最大。h=-E1代入數(shù)據(jù)得=3.11015Hz。(3)波長最長的光子能量最小,對應(yīng)的能級差也最小,即從n=4躍遷到n=3,h=E4-E3,=1.88410-6m。答案:(1)6條(2)3.11015Hz(3)1.88410-6m【總結(jié)提高】辦理氫原子能級躍遷需要特別注意的三個問題(1)一個氫原子從某一軌道向另一軌道躍遷時,可能的情況只有一種,但是大量氫原子就會出現(xiàn)多種可能的情況。(2)氫原子從高能級向低能級躍遷過程中,輻射光子能量最大的頻率最大,是由處于最高能級的氫原子直接向基態(tài)躍遷時發(fā)出的。(3)輻射的光子波長最長的是能量最小的,是氫原子在能級差最小的兩軌道間躍遷時發(fā)出的?！灸芰μ岣?/p>

10、練】1.(多項選擇)(2018衡水高二檢測)以以下列圖為氫原子的能級圖。用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子,以下說法正確的選項是()A.氫原子可以輻射出連續(xù)的各種波長的光B.氫原子可以輻射出10種不同樣樣波長的光C.氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時輻射光的波長最短D.輻射光中,光子能量為0.31eV的光波長最長E.用光子能量為14.2eV的光照射基態(tài)的氫原子,可以使其電離【分析】選B、D、E。由于-13.6+13.06eV=0.54eV,知氫原子躍遷到第5能級,依照=10,知可能察看到氫原子發(fā)射的不同樣樣波長的光有10種,選項A錯誤、B正確;從n=5躍遷到n=1輻射

11、的光子能量最大,波長最短,從n=5躍遷到n=4輻射的光子能量為0.31eV,波長最長,選項C錯誤、D正確;用光子能量為14.2eV的光照射基態(tài)的氫原子,可以使其電離,選項E正確。2.(多項選擇)(2018貴陽高二檢測)如圖為玻爾為講解氫原子光譜畫出的氫原子能級表示圖,一群氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)它們自覺地躍遷到較低能級時,以下說法切合玻爾理論的有()A.電子軌道半徑減小,動能也要增大B.氫原子躍遷時,可發(fā)出連續(xù)不斷的光譜線C.由n=4躍遷到n=1時發(fā)出光子的頻率最小D.金屬鉀的逸出功為2.21eV,能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線有4條【分析】選A、D。當(dāng)原子從第4能級向低能級躍遷時,原子的

12、能量減小,軌道半徑減小,電子的動能增大,電勢能減小,故A正確;能級間躍遷輻射或吸取的光子能量必定等于兩能級間的能級差,氫原子躍遷時,可發(fā)出不連續(xù)的光譜線,故B錯誤;由n=4躍遷到n=1時輻射的光子能量最大,發(fā)出光子的頻率最大,故C錯誤;第四能級的氫原子可以放出6條光譜線,其放出的光子能量分別為:E1=-0.85-(-1.51)=0.66eV;E2=-0.85-(-3.40)=2.55eV、E3=-0.85-(-13.6)=12.75eV、E4=-1.51-(-3.40)=1.89eV、E5=-1.51-(-13.6eV)=12.09eV、E6=-3.40-(-13.6)=10.20eV、故大于

13、2.21eV的光譜線有4條,故D正確。3.氫原子基態(tài)的能量為E1=-13.6eV。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有的光子中,頻率最大的光子能量為-0.96E1,頻率最小的光子的能量為_eV(保留2位有效數(shù)字),這些光子可擁有_種不同樣樣的頻率。【分析】頻率最大的光子能量為-0.96E1,即En-E1=-0.96E1,則En=E1-0.96E1=(-13.6eV)-0.96(-13.6eV)=-0.54eV,即n=5,從n=5能級開始躍遷,這些光子能發(fā)出的頻率數(shù)n=10種。頻率最小的光子是從n=5能級躍遷到n=4能級,其能量為Emin=-0.54eV-(-0.85eV)=0.31eV。答案:0.31104.已知氫原子的基態(tài)能量為-13.6eV,核外電子的第一軌道半徑為0.5310-10m,電子質(zhì)量為me=9.110-31kg,電荷量為1.610-19C,求電子躍遷到第三軌道時,氫原子的能量、電子的動能和電子的電勢能各多大?【分析】氫原子能量可由氫原子能級公式En=E1求出