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1、-1-20132013 版高中物理版高中物理 18.418.4 玻尔的原子模型分层达标训练玻尔的原子模型分层达标训练 新人教版选修新人教版选修 3-53-5【课堂训练】【课堂训练】1.根据玻尔理论，关于氢原子的能量，下列说法中正确的是()A.是一系列不连续的任意值B.是一系列不连续的特定值C.可以取任意值D.可以在某一范围内取任意值2.(2012 太原高二检测)用频率为0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发出的光谱中仅能观测到频率分别为1、2、3的三条谱线，且321，则()A.01B.3=2+1C.0=1+2+3D.1231113.(2012北京高考)一个氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2
2、能级。该氢原子()A.放出光子，能量增加B.放出光子，能量减少C.吸收光子，能量增加D.吸收光子，能量减少4.(2012宝鸡高二检测)氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是()A.电子绕核旋转的半径增大B.氢原子的能量增大C.氢原子的电势能增大D.氢原子核外电子的速率增大【课后巩固】【课后巩固】1.(2012大庆高二检测)若规定氢原子处于基态时的能量为 E1=0，则其他各激发态的能量依次为 E2=10.2eV、E3=10.09 eV、E4=12.75 eV、E5=13.06 eV在气体放电管中，处于基态的氢原子受到大量的能量为 12.8eV 的高速电子轰击而跃迁到激发态，在这
3、些氢原子从激发态向低能级跃迁的过程中()A.总共能辐射出六种不同频率的光子B.总共能辐射出十种不同频率的光子C.辐射出波长最长的光子是从 n=4 跃迁到 n=1 能级时放出的D.辐射出波长最长的光子是从 n=5 跃迁到 n=4 能级时放出的-2-2.氢原子从基态跃迁到激发态时，下 列论述中正确的是()A.动能变大，势能变小，总能量变小B.动能变小，势能变大，总能量变大C.动能变大，势能变大，总能量变大D.动能变小，势能变小，总能量变小3.(2012开封高二检测)氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的光。已知其中的两个波长分别为1和2，且12，则另一个波长可能是()A.1+2B.
4、1-2C.1212 D.1212 4.(2012红河高二检测)如图所示为氢原子的能级图，A、B、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，则下列判断中正确的是()A.能量和频率最大、波长最短的是 B 光子B.能量和频率最小、波长最长的是 C 光子C.频率关系为：BAC，所以 B 的粒子性最强D.波长关系为：BAC5.(2012鹤岗高二检测)氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV3.11 eV。下列说法正确的是()A.处于 n=3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离-3-B.大量氢原子从高能级向 n=3 能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C.大量
5、处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光D.大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光6.(2011四川高考)氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光的频率为1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光的频率为2，已知普朗克常量为 h，若氢原子从能级 k 跃迁到能级 m，则()A.吸收光子的能量为 h1+h2B.辐射光子的能量为 h1+h2C.吸收光子的能量为 h1-h2D.辐射光子的能量为 h2-h17.(2010山东高考)大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1.89 eV,10.2 eV,12.
6、09 eV。跃迁发生前这些原子分布在_个激发态能级上，其中最高能级的能量值是_eV(基态能量为-13.6 eV)。8.有一群氢原子处于 n=4 的能级上，已知氢原子的基态能量 E1=-1 3.6 eV，普朗克常量 h=6.6310-34Js，求：(1)这群氢原子的光谱共有几条谱线？(2)这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？(3)这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？答案解析答案解析【课堂训练】【课堂训练】1.【解析】选 B。根据玻尔模型，氢原子的能量是量子化的，是一系列不连续的特定值，另外我们也可以从氢原子的能级图上，得出氢原子的能级是一系列的特定值，而不是任意取值的结论,故 A、C、D 错
7、，B 对。2.【解析】选 B。由已知条件可知，氢原子是从 n=3 向低能级跃迁的。故 E3-E1=h3,E2-E1=h2,E3-E2=h1,所以 h3=h2+h1,即3=2+1。只有 B 正确。3.【解析】选 B。根据玻尔理论，氢原子能级越高对应的能量越大，当氢原子从较高能级向较低能级跃迁时放出光子。-4-4.【解析】选 D。氢原子辐射一个光子时能量减小，所以电子的轨道半径减小，速度增大，电势能减小，故选项 D 正确。【课后巩固】【课后巩固】1.【解析】选 A。大量的处于基态的氢原子受到能量为 12.8 eV 的高速电子轰击能跃迁到 E4=12.75 eV 的激发态，即处于 n=4 的激发态，
8、故能辐射出六种不同频率的光子，A 正确 B 错；其中波长最长的光子也就是能量最小的光子，是从 n=4 跃迁到 n=3 能级时释放的，所以选项 C、D 错。2.【解析】选 B。从基态到激发态,原子要吸收某些特定频率的光子,总能量是增大的。在电子由内向外跃迁的过程中,原子核对电子的引力要做负功,其电势能增加,动能减小,故 B 正确。3.【解析】选 C、D。设另一个波长可能 是3，当123时，氢原子在三个相邻的能级之间发生跃迁，辐射光子的能量关系为123hchchc,可得12312,C 选项正确。当132或312时，同理可得132hchchc，12312,D 选项正确。故选 C、D。4.【解析】选
9、A、B、C。从图中可以看出电子在三种不同能级跃迁时,能级差大小依次是 B、A、C，所以 B光子的能量和频率最大，波长最短，能量和频率最小、波长最长的是 C 光子，所以频率关系式BAC，波长关系是BAC，所以 B 光子的粒子性最强，故选项 A、B、C 正确，D 选项错。5.【解析】选 A、B、C。氢原子电离，就是电子吸收的能量大于或等于 0 级与氢原子现处能级的能量差，而跃迁到相对于原子核无穷远处，紫外线的能量大于或等于 3.11 eV，更大于 1.51 eV,故选项 A 正确；氢原子从高能级向 n=3 能级跃迁时，释放能量小于 1.62 eV 的光子，所以发出的光为红外线，具有显著的热效应，B
10、 正确；大量处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出种不同频率的光，C 正确 D 错。6.【解析】选 D。氢原子从能级 m 跃迁到能级 n 时辐射红光，Em-En=h1，从能级 n 跃迁到能级 k 时吸收紫光 Ek-En=h2，则从能级 k 跃迁到能级 m，Ek-Em=(Ek-En)-(Em-En)=h2-h1，能量降低所以辐射光子。7.【解题指南】解答此题应抓住以下两点：(1)由释放光子的能量明确氢原子跃迁的能级。(2)注意能级的负值的意义。【解析】由于大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，可知氢原子处于最高能级是 n=3，跃迁发生前这些原子分布在两个激发
11、态能级上；其中最高能级的能量值是 E3=-1.51 eV。答案：2-1.518.【解析】(1)这群氢原子的能级如图所示，由图可以判断，这群氢原子可能发生的跃迁共有 6 种，所以-5-它们的谱线共有 6 条。(2)频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能级差也最大，即从 n=4 跃迁到 n=1 能级时发出的光子能量最大，根据玻尔理论，发出光子的能量：h=E4-E1代入数据，解得：=3.11015Hz。(3)波长最长的光子能量最小，对应 的跃迁的能级差也最小。即从 n=4 跃迁到 n=3 能级。所以ch=E4-E343chEE 834193 106.63 10 m0.85 1.511.6 10=1.8
12、8410-6m。答案：(1)6 条(2)3.11015Hz(3)1.88410-6m【总结提升】处理氢原子能级跃迁需要特别注意的五个问题1.一个氢原子从某一轨道向另一轨道跃迁时,可能的情况只有一种,但是大量氢原子就会出现多种可能的情况。2.氢原子从高能级向低能级跃迁过程中,辐射光子能量最大的频率最大,是由处于最高能级的氢原子直接向基态跃迁时发出的。3.辐射的光子波长最长的是能量最小的,是氢原子在能级差最小的两轨道间跃迁时发出的。4.发生能级跃迁时,从高能级可以直接跃迁到基态,也可能是先跃迁到其他低能级,再向基态跃迁,可能的情况有2nC种，即n n12种。5.能使氢原子发生能级跃迁的有光子,也有实物粒子,比如电子。氢原子吸收光子时,若光子的能量大于其电离能,则可以吸收 13.60 eV 完成电离,剩余的以电子动能的形式存在;若光子能量小于其电离能,则只能选择性吸收能量等于能级差的光子;若是电子,氢原子可以从电子部分吸收等于能级差的能量以完成其跃-6-迁需要,剩余的仍以电子动能的形式存在。