新版高中物理4.4 氫原子光譜和玻爾的原子模型 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁，共=sectionpages22頁氫原子光譜和玻爾的原子模型練習(xí)一、單選題關(guān)于玻爾的原子模型，下列說法正確的是(????)A.按照玻爾的觀點(diǎn)，電子在定態(tài)軌道上運(yùn)行時(shí)不向外輻射電磁波

B.電子只能通過吸收或放出一定頻率的光子在軌道間實(shí)現(xiàn)躍遷

C.電子從外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，動(dòng)能增大，原子能量也增大

D.電子繞著原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。在外層軌道運(yùn)動(dòng)的周期比在內(nèi)層軌道運(yùn)動(dòng)的周期小一群氫原子處于同一較高的激發(fā)態(tài)，它們向較低激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷的過程中(????)A.可能吸收一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條暗線

B.可能發(fā)出一系列頻率不同的光子，形成光譜中的若干條亮線

C.只吸收頻率一定的光子，形成光譜中的一條暗線

D.只發(fā)出頻率一定的光子，形成光譜中的一條亮線一個(gè)氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)，產(chǎn)生的光子種類可能是(????)A.4種 B.10種 C.6種 D.8種根據(jù)玻爾原子理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則(????)A.電子的軌道半徑越小 B.核外電子運(yùn)動(dòng)的速度越大

C.原子的能量值越小 D.電子的電勢能越大氦原子被電離一個(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圖8所示。以下關(guān)于該基態(tài)的氦離子說法正確的是(????)A.該基態(tài)氦離子吸收某種光子發(fā)生躍遷，當(dāng)能量為E4=?3.4?eV時(shí)，氦離子最穩(wěn)定

B.能量為48.4?eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷

C.一個(gè)該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0?eV的光子后，向低能級躍遷能輻射6種頻率的光子

D.如下圖所示為氫原子能級示意圖的一部分，根據(jù)玻爾理論，下列說法正確的是(????)A.從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光子的波長長

B.處于n=4的定態(tài)時(shí)電子的軌道半徑r4比處于n=3的定態(tài)時(shí)電子的軌道半徑r3小

C.從n=4能級躍遷到n=3能級時(shí)，氫原子的能量減少，電子的動(dòng)能減小

D.從n=3能級躍遷到n=2能級時(shí)輻射出的光子可以使逸出功為2.5eV關(guān)于近代物理，下列說法正確的是(????)A.盧瑟福由α粒子散射實(shí)驗(yàn)確立了原子有內(nèi)部結(jié)構(gòu)

B.氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的

C.光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光的波動(dòng)性

D.基態(tài)的一個(gè)氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射3種頻率的光子一個(gè)處于基態(tài)的氫原子吸收光子后，躍遷到另一定態(tài)，下列說法中正確的是(????)A.電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將會變大

B.電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的頻率將會變大

C.向低能級躍遷時(shí)，發(fā)出光子的頻率一定等于吸收光子的頻率

D.吸收光子屬于紫外線，發(fā)出的光子可能含有可見光關(guān)于原子結(jié)構(gòu)和玻爾理論，下列說法中正確的是(????)A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)

B.玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中提出了電子云的觀念

C.盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型

D.按照玻爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子總能量減小大量氫原子處于量子數(shù)為n的能級，當(dāng)它們向低能級躍遷時(shí)，能輻射6種不同頻率的光，用這些光照射逸出功為2.25?eV的鉀，氫原子能級圖如圖所示，下列說法中正確的是(

)A.量子數(shù)n=4

B.量子數(shù)n=6

C.輻射的所有光都能使鉀發(fā)生光電效應(yīng)

D.處于n=2能級的氫原子不能吸收能量為3.6?eV的光子二、多選題如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)n=3能級狀態(tài)，下列說法正確的是(????)A.氫原子向低能級躍遷時(shí)最多產(chǎn)生3種頻率的光子

B.用0.70eV的光子照射氫原子可使其躍遷

C.用0.70eV動(dòng)能的電子碰撞可使氫原子躍遷

D.氫原子向低能級躍遷時(shí)電子動(dòng)能增大，總能量減小

一個(gè)處于基態(tài)的氫原子吸收光子后，躍遷到另一定態(tài)，下列說法正確的是(????)A.電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將會減小

B.電子繞原子核運(yùn)動(dòng)的頻率將會增大

C.向低能級躍遷時(shí)，發(fā)出光子的頻率一定等于吸收光子的頻率

D.向低能級躍遷時(shí)，發(fā)出光子的頻率不一定等于吸收光子的頻率以下說法中正確的是：A.如甲圖是風(fēng)力發(fā)電的國際通用標(biāo)志

B.如乙圖是氫原子的能級示意圖，氫原子從n=3能級躍遷到n=1能級時(shí)吸收了一定頻率的光子

C.如丙圖是光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖，則此時(shí)驗(yàn)電器的金屬桿上帶的是正電荷

D.如丁圖是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，該實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明實(shí)物粒子也具有波動(dòng)性氫原子的能級圖如圖所示?，F(xiàn)用光子能量為12.75eV的一束光去照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子躍遷后輻射光子，則(A.處于基態(tài)的氫原子能躍遷到n=4的激發(fā)態(tài)

B.躍遷后的氫原子只能輻射出三種不同頻率的光

C.氫原子輻射出光子后，電子的動(dòng)能增加

D.躍遷后的氫原子輻射出的所有頻率的光都能使逸出功為0.55eV下列說法正確的是(????)A.愛因斯坦利用自己提出的能量量子化理論解釋了光電效應(yīng)

B.比結(jié)合能越大的原子核，原子核越穩(wěn)定

C.一個(gè)氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，能輻射6種不同頻率的光子

D.天然的放射性現(xiàn)象使人類認(rèn)識到原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)三、填空題用能量為E0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E0稱為氫原子的電離能.現(xiàn)用某一頻率的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m)，該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為v，其德布羅意波長為____________，該入射光子的頻率為____________.(普朗克常量為?)用能量為E0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E0稱為氫的電離能?，F(xiàn)用一頻率為ν的光子從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質(zhì)量為m)。該電子在遠(yuǎn)離核以后速度的大小為____________，其德布羅意波長為________________(普朗克常量為?)。氫原子的能級如圖所示，原子從能級n=4向n=2躍遷所放出的光子，正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng)，該金屬的逸出功是______eV。從能級n=4向n=1躍遷所放出的光子照射該金屬，所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能是______eV。

答案和解析1.【答案】A

【解答】

A、根據(jù)玻爾的原子模型可知，電子在定態(tài)軌道上運(yùn)行時(shí)，并不向外輻射能量，故A正確；

B、電子在軌道間躍遷，可通過吸收或放出一定頻率的光子在軌道間實(shí)現(xiàn)躍遷，也可通過其他方式實(shí)現(xiàn)，比如電子間的碰撞，故B錯(cuò)誤；

C、電子從外層軌道(高能級)躍遷到內(nèi)層軌道(低能級)時(shí)，動(dòng)能增大，但原子能量卻是減小的，故C錯(cuò)誤；

D、電子繞著原子核做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，具有“高軌，低速，大周期”的特點(diǎn)，即在外層軌道運(yùn)動(dòng)的周期比在內(nèi)層軌道運(yùn)動(dòng)的周期大，故D錯(cuò)誤。

2.【答案】B

3.【答案】A

4.【答案】D

5.【答案】B

【解答】

A.根據(jù)玻爾理論的假設(shè)可知，處于基態(tài)的原子最穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；

B.能量為48.4eV的光子，若能被該基態(tài)氦離子吸收，吸收后氦離子的能量：E=?54.4eV+48.4eV=?6.0eV，等于其第3能級的能量，所以能量為48.4eV的光子，能被該基態(tài)氦離子吸收而躍遷到第3能級，故B正確；

C.一個(gè)該基態(tài)氦離子吸收能量為51.0eV的光子后，能量為：E=?54.4eV+51eV=?3.4eV，能躍遷到第4能級，一個(gè)第4能級的電子向低能級躍遷時(shí)，最多能輻射3種頻率的光子．故C錯(cuò)誤；

D.該基態(tài)氦離子吸收一個(gè)光子后，核外電子的半徑增大，根據(jù)庫侖力提供向心力得：ke2r2=mv2r，可知半徑增大，核外電子的動(dòng)能減小，故D錯(cuò)誤。

6.【答案】A

【解答】AD、由題圖可知，從n=4能級躍遷到n=3能級輻射出的光子能量E1=0.66eV，從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出的光子能量E2=1.89eV，根據(jù)E=?ν=?B、根據(jù)玻爾理論可知，能級越高，半徑越大，所以處于n=4的定態(tài)時(shí)電子的軌道半徑r4比處于n=3的定態(tài)時(shí)電子的軌道半徑r3大，B錯(cuò)誤；

C、從n=4能級躍遷到n=3能級時(shí)，氫原子向外輻射光子，能量減少，根據(jù)ke2r2=mν2r可知，電子的動(dòng)能增大，C錯(cuò)誤。

7.【答案】B

【解答】

A.盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯(cuò)誤。

B.根據(jù)玻爾理論可知，氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的，故B正確；

C.光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外還具有動(dòng)量，故C錯(cuò)誤；

D.基態(tài)的一個(gè)氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到n=3激發(fā)態(tài)后，可能從n=3→1【解析】解：A、基態(tài)氫原子吸收光子后，運(yùn)動(dòng)半徑增大，由ke2r2=mv2r，可得Ek=12mv2=ke22r，由此可知?jiǎng)幽軠p少，故A錯(cuò)誤；

B、由ke2r2=m4π2f2r可得f2=ke24π2mr3，即r變大，f變小，故B錯(cuò)誤；

C、氫原子在吸收紫外線后躍遷到較高的激發(fā)態(tài)，而處于較高能級的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)可能放出多種頻率的光，故吸收光子頻率不一定等于放出光子的頻率，故C錯(cuò)誤；

D、氫原子在吸收紫外線后躍遷到較高的激發(fā)態(tài)，而處于較高能級的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時(shí)可能放出多種頻率的光，可能有可見光，故D正確；

9.【答案】C

【解答】

A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子，說明原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，但不能說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，故A錯(cuò)誤；

B.玻爾在研究原子結(jié)構(gòu)中提出了量子化的觀念，故B錯(cuò)誤；

C.盧瑟福通過“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”的研究，提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C正確；

D.按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電場力對電子做負(fù)功，電子的動(dòng)能減小，原子總能量增加，故D錯(cuò)誤。

10.【答案】A

【解答】

AB.大量氫原子處于量子數(shù)為n的能級，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)，依據(jù)數(shù)學(xué)組合公式，Cn2=6，n=4，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.一群處于n=4能級的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射光子種類數(shù)目為6種，對應(yīng)的能量為：ΔE1=E4?E1=12.75eV，ΔE2=E4?E2=2.55eV，ΔE3=E4?E3=0.66eV，ΔE4=E3?E1=12.09eV，ΔE5=E3?E2=1.89eV，ΔE6=E2?E1=10.2eV，其中有4種大于2.25eV，則有4種不同頻率的光能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；

D.從n=2電離所需的最小能量等于：E∞?E2=0?(?3.4)eV=3.4eV，光子能量3.6eV高于此值，能吸收能量為3.6?eV的光子，故D錯(cuò)誤。

11.【答案】ACD

【解答】

A.根據(jù)C32=3，知這群氫原子可能輻射3種頻率的光子，故A正確。

B.當(dāng)吸收的光子能量等于兩能級間的能級差，才能發(fā)生躍遷，n=3和n=4間的能級差為0.66eV，吸

收0.70eV的光子能量，不能從n=3躍遷到n=4能級，故B錯(cuò)誤;

C.因?yàn)?.70eV>0.66eV，用0.70eV動(dòng)能的電子碰撞可使氫原子躍遷，故C正確；

D.氫原子向低能級躍遷時(shí)電場力做正功，電勢能減小，電子動(dòng)能增大，總能量減小，故D正確。

12.【答案】AD

【解答】

AB.氫原子吸收一定頻率的光子后，能量會增大，氫原子向高能級躍遷，半徑變大，庫侖引力做負(fù)功，動(dòng)能減少，速度減小，根據(jù)頻率公式f=v2πr可知頻率減小，故A正確