2015-2016学年人教版选修3-5 玻尔的原子模型 作业(2)

物理·选修3－5(人教版)
第4节　玻尔的原子模型
1．关于假说，有如下表述，其中正确的是( )
A．假说是对现实中已知事物或现象的一种简化处理
B．假说是对未知领域的事物或现象提出的一种推测
C．假说是对一个问题的所有幻想和假定
D．假说最终都可以变成科学理论
解析：假说是科学家在探索微观世界的过程中，为把握物质的结构特点而建立的一种模型，它是对未知领域的事物或现象提出的一种推测，然后通过实验或推理去验证它的正确与否．
答案：B
2．(双选)欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是( )
A．用10.2 eV的光子照射
B．用11 eV的光子照射
C．用14 eV的光子照射
D．用10 eV的光子照射
解析：由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能量差，处于基态的氢原子吸收10.2 eV的光子后将跃迁到第一激发态，
而大于13.6 eV的光子能使氢原子电离．
答案：AC
3．(双选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是( )
A．氢原子的能量增加
B．氢原子的能量减少
C．氢原子要吸收一定频率的光子
D．氢原子要放出一定频率的光子
解析：氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大．当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子．显然，选项B、D正确．
答案：BD
4.如图所示是某原子的能级图，a、b、c
为原子跃迁所发出的三种波长的光. 在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左
向右的波长依次增大，则正确的是( )
差越大，光子频率越大，波长越短．
解析：由ε＝hν，ν为光的频率得：波长λ＝，从第3能级跃迁到第1能级，能级差最大，知光的频率最大，波长最短；从第3能级跃迁到第2能级，能级差最小，知光的光子频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、b、c.故C正确，A、B、D错误．
答案： C
点评：解决本题的关键知道能级跃迁所满足的规律．
5．氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示：处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别是( )
色光红橙黄绿蓝—靛紫
光子能量范围(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
A.红、蓝—靛 B．黄、绿C．红、紫 D．蓝—靛、紫
解析：本题意在考查考生对氢原子能级的理解，并能正确结合电磁波谱解决氢原子跃迁的能级问题．由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.60～3.10 eV，故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E＝－0.85 W－(－3.40) W＝2.55 eV，即蓝—靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E2＝－1.51 W－(－3.40)W＝1.89 eV，即红光．答案：A
6．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如下页图所示．在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )
A．40.8 eV B．43.2 eV
C．51.0 eV D．54.4 eV
解析：要吸收光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的能量必须是任两个能级的差值，40.8 eV是第一能级和第二能级的差值，51.0 eV是第一能级和第四能级的差值，54.4 eV是电子电离需要吸收的能量，均满足条件，选项A、C、D均可以，而B项不满足条件，所以选B.
答案：B
7．(双选)处于基态的氢原子被一束单色光照射后，共发出三种频率分别为ν1、ν2、ν3的光子，且ν1>ν2>ν3，则入射光子的能量应为( )
A．hν1 B．hν2
C．hν3 D．h(ν2＋ν3)
解析：显然基态氢原子跃迁到激发态后再向低能级跃迁发射光子，共有三种光说明起先跃迁到的能级为第二激发态，有hν1＝E3
－E1，hν2＝E2－E1，hν3＝E3－E2，所以入射光子的能量应为hν1
或h(ν2＋ν3)．　
答案：AD
8．下图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有( )
A．两种 B．三种
C．四种 D．五种
解析：一群氢原子从n＝4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种不同频率的光．六种光子的能量依次为：
n＝4到n＝3时：
－0.85－(－1.51)＝0.66 eV＜2.22 eV，
n＝3到n＝2时：
－1.51－(－3.40)＝1.89 eV＜2.22 eV，
n＝2到n＝1时：
－3.40－(－13.60)＝10.2 eV＞2.22 eV，
n＝4到n＝1时：
……
前两种不能从金属钾表面打出．故有四种，C对．
答案：C
9．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n 跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，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hν1＋hν2
B．辐射光子的能量为hν1＋hν2
C．吸收光子的能量为hν2－hν1
D．辐射光子的能量为hν2－hν1
解析：画出可能的能级图(有两种情况)，再结合能量守恒定律进行筛选．由题意可知能级m高于n，k高于m(紫光频率高于红光)，从m→n有E m－E n＝hν1；①
从n→k，E n－E k＝－hν2.②
由以上两式，从k→m，E k－E m＝h(ν2－ν1)且ν2＞ν1.由此判断只有D是正确的．另外，此题可画出相应的能级图以帮助分析．答案：D
10．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光
谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的三条谱线，且ν3>ν2>ν1，则( )
A．ν0<ν1 B．ν3＝ν2＋ν1
C．ν0＝ν1＋ν2＋ν3 D.＝＋
解析：大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n＝3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，hν3＝hν2＋hν1，解得：ν3＝ν2＋ν1，选项B正确．
答案：B
11．如图所示为
氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠，下列说法中正确的是( )
A．这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短
B．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60 eV
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11 eV
D．这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最高
解析：氢原子从高能级向低能级跃迁放出的能量ΔE＝E n－E m，从n＝3跃迁到n＝2放出的能量最小，由E＝知，λ最长，A错．从n＝3跃迁到n＝1能级放出的能量最大，E＝E3－E1＝12.09 eV，由光电效应方程m v＝hν－W0，得m v＝(12.09－2.49)eV＝9.60 eV，B正确、C错．根据跃迁规律，能发出的频率数N＝＝3种，D错．
答案：B
12．能量为E i的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量E i称为氢的电离能．现用一频率为ν的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为
________(用光子频率ν、电子质量m、氢原子的电离能E i和普朗克常量h表示)．
解析：由能量守恒定律得：m v2＝hν－E i
解得电子速度为：v＝
答案：。