【同步】高中物理魯科版(2019)選擇性必修3：第4章第4節(jié)玻爾原子模型分層作業(yè)課件

第4章第4節(jié)玻爾原子模型12345678910111213A級必備知識基礎(chǔ)練1.關(guān)于玻爾的原子模型理論,下列說法正確的是(

)A.原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中B.原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的C.原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動一定向外輻射能量D.原子中的電子繞核運(yùn)動的軌道半徑是連續(xù)的B解析

玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在研究原子結(jié)構(gòu)問題上遇到了困難,引入量子化觀念后建立了新的原子模型理論,主要內(nèi)容為:電子軌道是量子化的,原子的能量是量子化的,處在定態(tài)的原子不向外輻射能量。由此可知B正確。123456789101112132.根據(jù)玻爾假設(shè),若規(guī)定無窮遠(yuǎn)處的能量為0,則量子數(shù)為n的氫原子的能量,E1為基態(tài)的能量,經(jīng)計算為-13.6eV,現(xiàn)規(guī)定氫原子處于基態(tài)時的能量為0,則(

)A.量子數(shù)n=2時能級的能量為0子從激發(fā)態(tài)向低能級躍遷的過程中可釋放出10種不同頻率的光子C12345678910111213123456789101112133.氫原子的能級示意圖如圖所示。當(dāng)氫原子從n=4的能級躍遷到n=3的能級時,輻射出光子a;從n=3的能級躍遷到n=2的能級時,輻射出光子b。以下判斷正確的是(

)A.在真空中光子a的波長大于光子b的波長B.光子b可使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)C.光子a可使處于n=4能級的氫原子電離D.大量處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多輻射2種不同譜線A12345678910111213解析

根據(jù)玻爾理論得知,光子a的能量Ea=E4-E3=[-0.85-(-1.51)]eV=0.66

eV,光子b的能量Eb=E3-E2=[-1.51-(-3.4)]eV=1.89

eV;所以光子a的能量小于光子b的能量,光子的能量

,則光子a的波長大于光子b的波長,故A正確;光子b的能量為1.89

eV,不能使氫原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài),故B錯誤;光子a的能量是Ea=0.66

eV<0.85

eV,所以光子a不能使處于n=4能級的氫原子電離,故C錯誤;一群處于n=3能級上的氫原子向低能級躍遷時最多產(chǎn)生

=3種譜線,故D錯誤。123456789101112134.已知處于某一能級n上的一群氫原子向低能級躍遷時,能夠發(fā)出10種不同頻率的光,下列能表示輻射光波長最長的躍遷的示意圖是(

)A解析

根據(jù)玻爾理論,波長最長的躍遷對應(yīng)著頻率最小的躍遷,根據(jù)氫原子能級圖,頻率最小的躍遷對應(yīng)的是從5到4的躍遷,選項A正確。123456789101112135.氫原子部分能級的示意圖如圖所示,不同色光的光子能量如表所示。處于某激發(fā)態(tài)的氫原子,發(fā)射的光的譜線在可見光范圍內(nèi)僅有2條,其顏色分別為(

)色光光子紅橙黃綠藍(lán)—靛紫光子能量范圍(eV)1.61~2.002.00~2.072.07~2.142.14~2.532.53~2.762.76~3.10A.紅、藍(lán)—靛

B.黃、綠C.紅、紫

D.藍(lán)—靛、紫A12345678910111213解析

根據(jù)躍遷假設(shè),發(fā)射光子的能量hν=Em-En。如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第二能級,能夠發(fā)出[-3.4-(-13.6)]eV=10.2

eV的光子,由表格數(shù)據(jù)判斷出它不屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第三能級,能夠發(fā)出12.09

eV、10.2

eV、1.89

eV的三種光子,只有1.89

eV的光屬于可見光;如果激發(fā)態(tài)的氫原子處于第四能級,能夠發(fā)出12.75

eV、12.09

eV、10.2

eV、2.55

eV、1.89

eV、0.66

eV的六種光子,1.89

eV和2.55

eV的光屬于可見光,1.89

eV的光為紅光,2.55

eV的光為藍(lán)—靛光,選項A正確。123456789101112136.(多選)以下關(guān)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(yùn)動的軌道半徑不是任意的B.電子在繞原子核做圓周運(yùn)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AD12345678910111213解析

根據(jù)玻爾理論知,電子繞核做圓周運(yùn)動的半徑是一些分立值,故A正確;電子繞核做圓周運(yùn)動時,不發(fā)生電磁輻射,故B錯誤;從低能級向高能級躍遷時,需吸收光子,故C錯誤;光子能量等于兩能級間的能級差,才能被氫原子吸收,所以不同頻率的光照射處于基態(tài)的氫原子時,只有某些頻率的光可以被氫原子吸收,故D正確。123456789101112137.(多選)根據(jù)玻爾理論,氫原子核外電子在n=1和n=2的軌道上運(yùn)動,其運(yùn)動的(

)A.軌道半徑之比為1∶4 B.動能之比為4∶1C.速度大小之比為4∶1 D.周期之比為1∶8ABD12345678910111213解析

玻爾的原子理論表明,氫原子核外電子繞核做勻速圓周運(yùn)動,其向心力由原子核對它的庫侖引力來提供。因為rn=n2r1,所以r1∶r2=1∶4,123456789101112138.(2023福建龍巖高三檢測)氫原子由n=3的激發(fā)態(tài)向n=2的激發(fā)態(tài)躍遷放出A光子,由n=2的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷放出B光子。A光子照射逸出功為W的金屬表面時,該金屬恰好能發(fā)生光電效應(yīng)。則用B光子照射同一金屬表面時,該金屬

(選填“能”或“不能”)發(fā)生光電效應(yīng);已知普朗克常量為h,則A光子的頻率ν=

。

能

12345678910111213解析

氫原子能級示意圖如圖所示

由圖可知?dú)湓佑蒼=2的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷放出的光子的能量大于由n=3的激發(fā)態(tài)向n=2的激發(fā)態(tài)躍遷放出的光子的能量,所以用B光子照射同一金屬表面時,該金屬能發(fā)生光電效應(yīng);根據(jù)hν=W,可得

。123456789101112139.(多選)如圖所示,氫原子可在下列各能級間發(fā)生躍遷,設(shè)從n=4到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ1,從n=4到n=2能級輻射的電磁波的波長為λ2,從n=2到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ3,則下列關(guān)系式正確的是(

)B級關(guān)鍵能力提升練A.λ1<λ3

B.λ3<λ2C.λ3>λ2

AB12345678910111213解析

已知從n=4到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ1,從n=4到n=2能級輻射的電磁波的波長為λ2,從n=2到n=1能級輻射的電磁波的波長為λ3,則1234567891011121310.(多選)用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子,觀測到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測,發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條。用Δn表示兩次觀測中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差,E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級圖(如圖所示)可以判斷,Δn和E的可能值為(

)A.Δn=1,13.22eV<E<13.32eVB.Δn=2,13.22eV<E<13.32eVC.Δn=1,12.75eV<E<13.06eVD.Δn=2,12.75eV<E<13.06eVAD123456789101112131234567891011121311.(多選)氫原子的能級如圖所示。氫原子從n=4能級直接向n=1能級躍遷所放出的光子,恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),下列判斷正確的是(

)A.氫原子輻射出光子后,氫原子能量變大B.該金屬的逸出功W0=12.75eVC.用一群處于n=3能級的氫原子向低能級躍遷時所發(fā)出的光照射該金屬,該金屬仍有光電子逸出D.氫原子處于n=1能級時,其核外電子在最靠近原子核的軌道上運(yùn)動BD12345678910111213解析

氫原子發(fā)生躍遷,輻射出光子后,氫原子能量變小,故A錯誤;根據(jù)恰能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng),由n=4躍遷到n=1,輻射的光子能量最大,ΔE=13.6

eV-0.85

eV=12.75

eV,則逸出功W0=12.75

eV,故B正確;一群處于n=3的氫原子向低能級躍遷時,輻射的能量小于從n=4能級直接向n=1能級躍遷所放出的光子能量,則不會發(fā)生光電效應(yīng),故C錯誤;根據(jù)玻爾原子模型可知,處于n=1能級時,其核外電子在最靠近原子核的軌道上運(yùn)動,故D正確。1234567891011121312.氫原子基態(tài)能量E1=-13.6eV,電子繞核運(yùn)動半徑r1=0.53×10-10m,電子的質(zhì)量m=0.9×10-30kg。,rn=n2r1,當(dāng)氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時,求:(1)原子具有的能量;(2)電子在軌道上運(yùn)動的動能;(3)電子具有的電勢能。答案

(1)-0.85eV(2)0.85eV(3)-1.7eV12345678910111213(2)由題意知r4=42r1,