（通用版）2020版高考物理大一輪復習 考點規(guī)范練38 原子結構 玻爾理論 新人教版

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1、考點規(guī)范練38　原子結構　玻爾理論 一、單項選擇題 1.許多情況下光是由原子內(nèi)部電子的運動產(chǎn)生的,因此光譜的研究是探索原子結構的一條重要途徑。關于氫原子光譜、氫原子能級和氫原子核外電子的運動,下列說法正確的是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　　 A.氫原子巴耳末線系譜線是包含從紅外到紫外的線狀譜 B.氫原子光譜的不連續(xù)性,表明了氫原子的能級是不連續(xù)的 C.氫原子處于不同能級時,電子在各處的概率是相同的 D.氫光譜管內(nèi)氣體導電發(fā)光是熱輻射現(xiàn)象 答案B 解析巴耳末系譜線是可見光的線狀譜,A項錯誤;原子的能級是不連續(xù)的,B項正確;氫原子的電子處于低能級的概率大,C項錯誤;氣

2、體導電發(fā)光是電離現(xiàn)象,D項錯誤。 2.不同色光的光子能量如下表所示: 色光 紅 橙 黃 綠 藍—靛 紫 光子能量 范圍/eV 1.61~ 2.00 2.00~ 2.07 2.07~ 2.14 2.14~ 2.53 2.53~ 2.76 2.76~3.10 氫原子部分能級的示意圖如圖所示: 大量處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷,發(fā)射出的光的譜線有些在可見光范圍內(nèi),其顏色分別為(　　) A.紅、藍—靛 B.紅、紫 C.橙、綠 D.藍—靛、紫 答案A 解析氫原子處于第4能級,能夠發(fā)出12.75eV、12.09eV、10.2eV、2.55

3、eV、1.89eV、0.66eV的6種光子,1.89eV和2.55eV屬于可見光,1.89eV的光子為紅光,2.55eV的光子為藍—靛。 3.一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 答案B 解析處于較高能級的電子可以向較低的能級躍遷,能量減小,原子要發(fā)出光子,由于放出光子的能量滿足hν=Em-En,處于較高能級的電子可以向較低的激發(fā)態(tài)躍

4、遷,激發(fā)態(tài)不穩(wěn)定可能繼續(xù)向較低能級躍遷,所以原子要發(fā)出一系列頻率的光子,故A、C、D錯誤,B正確。 4.原子從A能級躍遷到B能級時吸收波長為λ1的光子,原子從B能級躍遷到C能級時發(fā)射波長為λ2的光子。已知λ1>λ2,那么原子從A能級躍遷到C能級時將要(　　) A.發(fā)出波長為λ1-λ2的光子 B.發(fā)出波長為λ1λ2λ1-λ2的光子 C.吸收波長為λ1-λ2的光子 D.吸收波長為λ1λ2λ1-λ2的光子 答案B 解析原子從A能級狀態(tài)躍遷到B能級狀態(tài)時吸收波長為λ1的光子,原子從B能級狀態(tài)躍遷到C能級狀態(tài)時發(fā)射波長為λ2的光子,已知λ1>λ2,所以B、C能級之間能量等于A、C能級與A、

5、B能級之間能量之和,即有hcλ2=hcλ1+hcλ3,故從A能級狀態(tài)躍遷到C能級狀態(tài)時將要放出波長為λ3=λ1λ2λ1-λ2的光子,B正確。 二、多項選擇題 5.以下關于玻爾原子理論的說法正確的是(　　) A.電子繞原子核做圓周運動的軌道半徑不是任意的 B.電子在繞原子核做圓周運動時,穩(wěn)定地產(chǎn)生電磁輻射 C.電子從量子數(shù)為2的能級躍遷到量子數(shù)為3的能級時,要輻射光子 D.不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時,只有某些頻率的光可以被氫原子吸收 答案AD 解析玻爾原子理論的基本假設之一就是電子運行的軌道半徑是量子化的,是不連續(xù)的,故A正確;假設之二就是電子在特定軌道上繞原子核做圓周運

6、動時,不會產(chǎn)生電磁輻射,只有在不同軌道間躍遷時才會產(chǎn)生電磁輻射,故B錯誤;氫原子在不同軌道上的能級表達式為En=1n2E1,電子從量子數(shù)為2的能級躍遷到量子數(shù)為3的能級時能量增大,要吸收光子,故C錯誤;由于氫原子發(fā)射的光子的能量滿足E=En-Em,即1n2E1-1m2E1=hν,所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時,只有某些頻率的光才可以被吸收,故D正確。 6.根據(jù)玻爾理論,氫原子輻射一個光子后,下列說法正確的是(　　) A.電子繞核運動的半徑變小 B.氫原子的電勢能減小 C.核外電子的動能減小 D.氫原子的能量減小 答案ABD 解析氫原子輻射出一個光子,從高能級向低能級躍遷,

7、氫原子的能量減小,能級減小,即半徑減小,庫侖力做正功,電勢能減小,A、B、D正確;根據(jù)ke2r2=mv2r,得v=ke2mr,軌道半徑減小,v增大,則動能增大,C錯誤。 7.氦原子被電離出一個核外電子,形成類氫結構的氦離子。已知基態(tài)的氦離子能量為E1=-54.4 eV,氦離子的能級示意圖如圖所示。在具有下列能量的粒子中,能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(　　) A.54.4 eV(光子) B.50.4 eV(光子) C.48.4 eV(電子) D.42.8 eV(光子) 答案AC 解析由玻爾理論可知,基態(tài)的氦離子要實現(xiàn)躍遷,入射光子的能量(光子能量不可分)應該等于氦離子在某激發(fā)態(tài)

8、與基態(tài)的能量差,因此只有能量恰好等于兩能級差的光子才能被氦離子吸收;而實物粒子(如電子)只要能量不小于兩能級差,均可能被吸收。氦離子在圖示的各激發(fā)態(tài)與基態(tài)的能量差為:ΔE1=E∞-E1=0-(-54.4eV)=54.4eV,ΔE2=E4-E1=-3.4eV-(-54.4eV)=51.0eV,ΔE3=E3-E1=-6.0eV-(-54.4eV)=48.4eV,ΔE4=E2-E1=-13.6eV-(-54.4eV)=40.8eV。故光子能量為54.4eV、電子能量為48.4eV可使氦離子從基態(tài)發(fā)生躍遷,故A、C正確。 三、計算題 8.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

9、自由電子,這一能量E0稱為氫的電離能?，F(xiàn)用一頻率為ν的光子能從基態(tài)氫原子中擊出一電子(電子質量為m)。求: (1)該電子在遠離核以后速度的大小; (2)其德布羅意波長λ。(普朗克常量為h) 答案(1)2(hν-E0)m (2)h2m(hν-E0) 解析(1)由能量守恒定律,hν=E0+12mv2, 解得:v=2(hν-E0)m。 (2)電子動量p=mv=m2(hν-E0)m, 德布羅意波長λ=hp=h2m(hν-E0)。 9. 右圖為氫原子的能級圖,氫原子從某一能級躍遷到n=2的能級,輻射出能量為2.55 eV的光子。 (1)最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子? (2)請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。 答案(1)12.75 eV　(2)躍遷圖見解析 解析(1)氫原子從某一能級躍遷到n=2的能級,輻射出光子一定是從大于n=2的能級躍遷的,輻射光子的頻率滿足 hν=Em-E2=2.55eV,則 Em=hν+E2=-0.85eV 結合題圖知m=4。 基態(tài)氫原子要躍遷到m=4的能級,應吸收的能量為 ΔE=E4-E1=12.75eV 所以最少給基態(tài)氫原子提供12.75eV的能量。 (2)輻射躍遷圖如圖所示。 5