物理选择性必修 第三册第4节 玻尔原子模型一课一练

4.4玻尔原子模型同步练习2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．按玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为Ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为Rb的圆轨道上，Ra＞Rb，在此过程中（　　）

A．原子要发出一系列频率的光子 B．原子要吸收一系列频率的光子

C．原子要发出某种频率的光子 D．原子要吸收某种频率的光子

2．如图所示为氦离子（He+）的能级图，根据能级跃迁理论可知（　　）

A．氦离子从n=4 能级跃迁到n=3能级，需要吸收能量

B．氦离子处于n=1 能级时，能吸收60eV的能量而发生电离

C．大量处在n=5能级的氦离子向低能级跃迁，能发出12种不同频率的光子

D．氦离子从n=4能级跃迁到n=3 能级比从n=3能级跃迁到n=2 能级辐射出光子的波长小

3．玻尔认为，围绕氢原子核做圆周运动的核外电子，轨道半径只能取某些特殊的数值，这种现象叫做轨道的量子化。若离核最近的第一条可能的轨道半径为r1，则第n条可能的轨道半径为rn＝n2r1（n＝1，2，3，……），其中n叫量子数。设氢原子的核外电子绕核近似做匀速圆周运动形成的等效电流，在n＝3状态时其强度为I，则在n＝2状态时等效电流强度为（　　）

A． B． C． D．

4．2021年1月8日，中国科学技术大学宣布，中国科研团队成功实现了跨越4600公里的星地量子秘钥分发，标志着我国已构建出天地一体化广域量子通信网雏形。关于量子和量子化，下列说法错误的是（　　）

A．波尔提出轨道量子化和能级，成功解释了氢原子光谱

B．爱因斯坦根据光电效应，提出了光子的概念

C．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念

D．量子论中的量子，实际上就是指“微观粒子”

5．图为氢原子的能级图，对于一群处于能级的氢原子，下列说法正确的是（　　）

A．从能级跃迁到能级发出的光的频率最大

B．这群氢原子向低能级跃迁时最多能够发出4种不同频率的光

C．这群氢原子吸收特定能量的光子后，可以向更高能级跃迁

D．如果发出的光子中只有2种能使某种金属产生光电效应，其中一种一定是能级跃迁到能级发出的

6．下列关于物理知识在生活中的应用，说法正确的是（　　）

A．日常生活中我们接收到的可见光是原子核受到激发而产生的

B．弯曲的盘山公路建成外高内低是为了汽车在行进中由重力的下滑力提供向心力，不再需要摩擦力

C．高大建筑物上的避雷针是为了在电闪雷鸣时排斥雷击，从而达到保护整个建筑物的目的

D．雨天后的彩虹是光的折射现象，把太阳光这种白光分解成了彩色光

7．氢原子的能级示意图如图所示。一个自由电子的动能为12.89 eV，与处于基态的氢原子发生正碰，假定不计碰撞过程中氢原子的动能变化，则碰撞后该电子剩余的动能可能为（　　）

A．0.14 eV B．0.54 eV C．0.90 eV D．2.80 eV

8．用频率为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、和的三条谱线，且，则（　　）

A．  B．  C．  D．

9．氢原子能级图如图所示，氢原子从的各个能级直接跃迁至能级时，辐射光的谱线称为巴尔末线系。关于巴尔末线系，下列说法正确的是（　　）

A．波长最短的谱线对应光子的能量为

B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁过程，可辐射出2种处于巴尔末线系的光子

C．若氢原子从能级跃迁至能级时辐射出的光子能使某金属发生光电效应，光电子的最大初动能可能为

D．动能为的电子轰击处于基态的氢原子能辐射出巴尔末线系的光子

10．已知电子处于最内层轨道时的能量为E，该电子吸收频率为ν的光子后跃迁到最外层轨道，随后又立即辐射出一个光子，从而跃迁到中层轨道，此时电子的能量为E′，则该辐射光子的波长为(已知普朗克常量为h，真空中光速为c)(　　)

A．

B．

C．

D．

11．如图所示为氢原子能级图．光子能量为E的一束光，照射大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，能发出三种频率分别为、、（依次增大）的光，则E等于

A． B． C． D．

12．金属钾的逸出功为2.21 eV，如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是

A．2条 B．4条 C．5条 D．6条

13．根据玻尔的原子模型，当氢原子核外电子由离原子核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道上时，下列说法中正确的是（　　）

A．核外电子受到的库仑力变小 B．原子的能量减小

C．核外电子的动能变大 D．原子核和核外电子的电势能减小

14．19世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，开启了人们对微观世界探索的大门。有关原子物理，下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福发现了电子，说明原子核有复杂的结构

B．发现质子的核反应方程是

C．汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

D．一群氢原子从n=3的激发态向基态跃迁时，最多能放出2种不同频率的光子

15．处于n＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁辐射多种频率的光子，已知普朗克常量为h，氢原子能级公式为E=，不同轨道半径为rn=n2r1，E1为基态能量，r1为处于基态时电子的轨道半径，n=1，2，3，…。则下列说法中错误的是（　　）

A．共产生3种不同频率的光子

B．氢原子由n＝3能级跃迁到基态时，电子电势能减小，动能增加，总能量减小

C．处于n＝3能级和处于基态的电子做圆周运动的线速度大小之比为1∶3

D．产生光子的最大波长为λm=－

二、填空题（共4题）

16．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=E1/n2，其中n=2，3，…，若要使氢原子从基态跃迁到激发态，则需吸收的光子能量至少为______；设某个氢原子的核外电子绕原子核做圆周运动，其轨迹半径为r，己知电子电量为-e，静电力常量为K，则该电子的动能为______。

17．已知氢原子基态能级，激发态能级，普朗克常量为h，光速度为c，则氢原子从向跃迁时发出的光子能量E=________和动量p=________，这种光子被一个处于基态的氢原子吸收后，该氢原子最多能释放出________个光子。

18．氢原子处于基态时，原子的能级为E1，普朗克常量为h，光速为c．当氢原子处在n＝4的激发态时，要使氢原子电离，入射光子的最小能量是______,能放出的光子的最小波长是_______．

19．在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出_____________条不同频率的谱线．

三、综合题（共4题）

20．将氢原子电离，就是从外部给电子能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。

(1)若要使处于n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？

(2)若用波长为200 nm的紫外线照射氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度多大？（电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子质量me＝9.1×10－31 kg）

21．氢原子中的电子从低轨道跃迁到高轨道，电子的动能、电势能、氢原子的总能量各如何变化？

22．氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氦离子．如图所示氦离子能级的示意图．求：

（1）大量处在n=4 能级的氦离子总共可释放几种频率的光子

（2）现有氦离子从n=4 能级跃迁到哪个能级辐射出的光子能量为10.2eV；

（3）用（2）问放出的光照射逸出功为2.29eV 的金属钠，光电子产生的最大初动能．

23．玻尔原子理论的轨道量子化条件可以表述为：电子绕原子核（可看作静止）做圆周运动的轨道周长为电子物质波波长的整数倍，即，1，2，3，其中是第n个能级对应的轨道半径.若已知：静电力常量为k、普朗克常量为h、电子电荷量为e、电子质量为m，不考虑相对论效应，试求：

(1)氢原子第n个能级对应的轨道半径的表达式；

(2)氢原子第n个能级对应的电子环绕原子核的运动轨道周期的表达式.

参考答案：

1．C

2．B

3．D

4．D

5．C

6．D

7．A

8．B

9．B

10．D

11．B

12．B

13．A

14．B

15．D

16．         

17．               3

18．         

19．6

20．(1)8.21×1014 Hz；(2)9.95×105 m/s

21．动能变小，电势能变大；变大

22．（1）6种     （2）n= 2   （3） 7.91eV

23．（1）   （2）