學(xué)魯科版選修35 2.3波爾的原子模型 作業(yè)（5）.docx

2017-2018學(xué)年度魯科版選修3-5 2.3波爾的原子模型 作業(yè)（5）1如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，根據(jù)波爾理論，下列說(shuō)法中正確的是a. 從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)b. 從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子核一定向外放出能量c. 從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的動(dòng)能減小d. 處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的2下列說(shuō)法正確的是a. 一群處于n=5的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多能輻射出10 種不同頻率的光b. 盧瑟福在a粒子散射實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)c. 在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能ek越大，則這種金屬的逸出功w0越大d. 某放射性原子核經(jīng)過(guò)2次衰變和一次衰變，核內(nèi)中子減少了4個(gè)3下列敘述中符合物理學(xué)史的有( )a. 湯姆孫通過(guò)研究陰極射線(xiàn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電子b. 盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，證實(shí)了原子是可以再分的c. 查德威克通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型d. 玻爾根據(jù)氫原子光譜分析，總結(jié)出了氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)公式4現(xiàn)有k個(gè)氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為3的能級(jí)上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過(guò)程中發(fā)出的光子總數(shù)是(假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級(jí)的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級(jí)上的原子總數(shù)的 )()a. b. kc. d. 2k5氫原子的結(jié)構(gòu)可以簡(jiǎn)化為一個(gè)電子繞一個(gè)質(zhì)子做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，電子在不同軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子具有不同能量.如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，一群氫原子(稱(chēng)為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射光子，用這些光子分別照射逸出功為2.29ev的金屬鈉和處于基態(tài)的另一群(稱(chēng)為b群)氫原子，下列說(shuō)法不正確的是a. b群中的部分氫原子被激發(fā)到n=2的激發(fā)態(tài)b. 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是9.80evc. a群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大，電勢(shì)能減小d. a群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最短6圖示為氫原子能級(jí)示意圖，己知大量處于n2能級(jí)的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線(xiàn)照射后，可輻射出6種頻率的光子，下面說(shuō)法中正確的是 a. n2能級(jí)氫原子受到照射后躍遷到n5能級(jí)b. n2能級(jí)氫原子吸收的能量為2.55evc. 頻率最高的光子是氫原子從n3能級(jí)躍遷到nl能級(jí)放出的d. 波長(zhǎng)最大的光子是氫原子從n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)放出的7如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光，下列說(shuō)法正確的是 ( )a. 這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光b. 由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光頻率最小c. 用n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 ev的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)d. 由n4能級(jí)躍遷到n1能級(jí)產(chǎn)生的光最容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象8如圖所示為氫原子的能級(jí)結(jié)構(gòu)示意圖，一群氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射出光子，用這些光子照射逸出功為2.49ev的金屬鈉，下列說(shuō)法正確的是( )a. 這群氫原子能輻射出六種不同頻率的光，其中從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)所發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)b. 這群氫原子在輻射光子的過(guò)程中電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小，電勢(shì)能增大c. 能發(fā)生光電效應(yīng)的光有四種d. 金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能是10.26ev9若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其它層的電子躍遷到該空位上時(shí)，會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來(lái)，此電磁輻射就是原子的特征x射線(xiàn)內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制，其中的一種稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時(shí)，將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱(chēng)為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)214po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí)，可將能量e0=1.416mev交給內(nèi)層電子(如k、l、m 層電子，k、l、m標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層)使其離實(shí)驗(yàn)測(cè)得從214po原子的k、l、m層電離出的電子的動(dòng)能分別為ek=1.323mev、el=1.399mev、em=1.412mev則可能發(fā)射的特征x射線(xiàn)的能量為:a. 0.004mev b. 0.017mev c. 0.076mev d. 0.089mev10如圖所示為氫原子能級(jí)示意圖的一部分，一群原來(lái)處于n4能級(jí)的氫原子躍遷到n1能級(jí)的過(guò)程中()a. 放出三種頻率不同的光子b. 放出六種頻率不同的光子c. 氫原子放出光子后，核外電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能將增大d. 從n4的能級(jí)躍遷到n3的能級(jí)時(shí)，輻射出的光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)11氫原子基態(tài)能量e1=-13.6ev，電子繞核運(yùn)動(dòng)半徑r1=0.5310-10m 求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時(shí)：(電子的質(zhì)量m=0.910-30kg)（1）原子系統(tǒng)具有的能量；（2）電子在軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能；（3）電子具有的電勢(shì)能；（4）向低能級(jí)躍遷輻射的光子頻率最多有多少種？其中最低頻率為多少（保留兩位有效數(shù)字）？12 在電子俘獲中，原子核俘獲了k層一個(gè)電子后，新核原子的k層將出現(xiàn)一個(gè)電子空位，當(dāng)外層l層上電子躍遷到k層填補(bǔ)空位時(shí)會(huì)釋放一定的能量；一種情況是輻射頻率為0的x射線(xiàn)；另一種情況是將該能量交給其他層的某電子，使電子發(fā)生電離成為自由電子該能量交給m層電子，電離后的自由電子動(dòng)能是e0，已知普朗克常量為h，試求新核原子的l層電子和k層電子的能級(jí)差及m層電子的能級(jí)(即能量值)13已知?dú)湓釉诨鶓B(tài)時(shí)的軌道半徑為r1=0.5310-10m，能級(jí)值e1= 13.6ev，求賴(lài)曼系（高能級(jí)躍遷至基態(tài)）中能量最大的光子和能量最小光子的波長(zhǎng)各是多少？14人們?cè)谘芯吭咏Y(jié)構(gòu)時(shí)提出過(guò)許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說(shuō)法中正確的是（ ）a粒子散射實(shí)驗(yàn)與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無(wú)關(guān)b科學(xué)家通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型c科學(xué)家通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型d科學(xué)家通過(guò)粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型，建立了波爾的原子模型15從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜。1885年瑞士中學(xué)教師巴爾末對(duì)當(dāng)時(shí)已發(fā)現(xiàn)的在可見(jiàn)光區(qū)的譜線(xiàn)做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線(xiàn)的波長(zhǎng)可以用一個(gè)公式表示。如果采用波長(zhǎng)的倒數(shù)，這個(gè)公式可寫(xiě)作：為常數(shù)）自巴爾末系發(fā)現(xiàn)后，人們又在紫外區(qū)和紅外區(qū)發(fā)現(xiàn)了一些新的譜線(xiàn)，這些譜線(xiàn)也可以用類(lèi)似巴爾末的簡(jiǎn)單公式來(lái)表示，例如賴(lài)曼系公式：（rh為常數(shù)）1913年丹麥物理學(xué)家玻爾提出了著名的原子結(jié)構(gòu)和氫光譜理論。上述兩個(gè)公式中的在波爾理論中被稱(chēng)為量子數(shù)。玻爾氫原子理論的能級(jí)圖如圖所示。閱讀了上面的資料后，你認(rèn)為巴爾末系是氫原子能級(jí)圖中的（ ）a線(xiàn)系i b線(xiàn)系ii c線(xiàn)系iii d線(xiàn)系iv16在光滑水平面上有一個(gè)靜止的質(zhì)量為m的木塊，一顆質(zhì)量為m的子彈以初速度v0水平射入木塊而沒(méi)有穿出，子彈射入木塊的最大深度為d。設(shè)子彈射入木塊的過(guò)程中木塊運(yùn)動(dòng)的位移為s，子彈所受阻力恒定。試證明：s d17(1)原子處于基態(tài)時(shí)最穩(wěn)定，處于較高能級(jí)時(shí)會(huì)自發(fā)地向低能級(jí)躍遷如圖所示為氫原子的能級(jí)圖現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n1)的氫原子上，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為多少ev？用這種光照射逸出功為4.54 ev的金屬表面時(shí)，逸出的光電子的最大初動(dòng)能是多少ev?(2)靜止的li核俘獲一個(gè)速度v17.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個(gè)新核已知生成物中he的速度v22.0104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同寫(xiě)出上述反應(yīng)方程求另一生成物的速度試卷第5頁(yè)，總5頁(yè)本卷由系統(tǒng)自動(dòng)生成，請(qǐng)仔細(xì)校對(duì)后使用，答案僅供參考。參考答案1a【解析】從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)比從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)輻射出光子能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長(zhǎng)長(zhǎng)。故a正確。由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子向外輻射能量，不是氫原子核向外放出能量，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)，氫原子的能量減小，電子的半徑減小，動(dòng)能變大，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；處于不同能級(jí)時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同，故d錯(cuò)誤。故選a。點(diǎn)睛：此題要知道能級(jí)間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，能級(jí)差越大，輻射的光子頻率越大，則波長(zhǎng)越小2a【解析】根據(jù) ，可知一群處于n=5能級(jí)激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)能輻射出10種不同頻率的光，故a正確；盧瑟福在a粒子散射實(shí)驗(yàn)只是提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說(shuō)，故b錯(cuò)誤；在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，用同種頻率的光照射不同的金屬表面，從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能ek越大，則這種金屬的逸出功w0越小，故c錯(cuò)誤；每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)減少2個(gè)，每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)增加一個(gè)，所以經(jīng)過(guò)2次衰變和一次衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個(gè)，故d錯(cuò)誤。所以a正確，bcd錯(cuò)誤。3a【解析】湯姆孫通過(guò)研究陰極射線(xiàn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電子的存在，a正確；盧瑟福通過(guò)對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，證實(shí)了原子是由原子核和核外電子組成的，bc錯(cuò)誤；巴爾末根據(jù)氫原子光譜分析，總結(jié)出了氫原子光譜可見(jiàn)光區(qū)波長(zhǎng)公式，d錯(cuò)誤4c【解析】由題意知量子數(shù)為3的能級(jí)上的氫原子分別向量子數(shù)為2、1的能級(jí)上躍遷的氫原子數(shù)占總氫原子數(shù)的二分之一，產(chǎn)生總共產(chǎn)生k個(gè)光子。此時(shí)處于量子數(shù)為2的能級(jí)上氫原子總共有個(gè)，向基態(tài)躍遷時(shí)輻射的光子個(gè)數(shù)為個(gè)。則總個(gè)數(shù)為k+=故c正確，abd錯(cuò)誤。故選c。5d【解析】a：一群氫原子(稱(chēng)為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射光子，這些光子照射處于基態(tài)的另一群(稱(chēng)為b群)氫原子，可使基態(tài)氫原子被激發(fā)到n=2或n=3的激發(fā)態(tài)。故a項(xiàng)正確。b：一群氫原子(稱(chēng)為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外輻射光子最大能量，照射逸出功為2.29ev的金屬鈉，金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能。故b項(xiàng)正確。c：a群氫原子在輻射光子的過(guò)程中，電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的半徑減小，據(jù)可得電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大；電子繞質(zhì)子運(yùn)動(dòng)的半徑減小，電勢(shì)能減小。故c項(xiàng)正確。d：a群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)所發(fā)出的光的光子能量最小，光子的頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)。故d項(xiàng)錯(cuò)誤。綜上，說(shuō)法不正確的是d6b【解析】大量處于n2能級(jí)的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線(xiàn)照射后，可輻射出6種頻率的光子可知n2能級(jí)氫原子受到照射后躍遷到n4能級(jí)，吸收的能量為（-0.85）-（-3.4）=2.55ev，選項(xiàng)b正確；頻率最高的光子對(duì)應(yīng)的能級(jí)差最大，則是氫原子從n4能級(jí)躍遷到nl能級(jí)放出的，選項(xiàng)c錯(cuò)誤；波長(zhǎng)最大的光子對(duì)應(yīng)的能級(jí)差最小，則是氫原子從n4能級(jí)躍遷到n3能級(jí)放出的，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選b.7c【解析】根據(jù)，所以這些氫原子總共可輻射出6種不同頻率的光。故a錯(cuò)誤；由圖可知當(dāng)核外電子從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)時(shí)，能級(jí)差最小，所以放出光子的能量最小，頻率最小，故b錯(cuò)誤；n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子能量e=13.6-3.40ev=10.2ev，大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，故c正確。由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)過(guò)程中釋放的光的能量最大，波長(zhǎng)最小，最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，選項(xiàng)d錯(cuò)誤；故選c.點(diǎn)睛：由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能極差，光子頻率越高，波長(zhǎng)越短，波長(zhǎng)長(zhǎng)的光容易發(fā)生衍射當(dāng)光子的能量大于逸出功，即可發(fā)生光電效應(yīng)8acd【解析】根據(jù)知，這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，從n=4向n=3躍遷的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，a正確；氫原子輻射光子的過(guò)程中，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)知，電子動(dòng)能增大，則電勢(shì)能減小，b錯(cuò)誤；只有從n=4躍遷到n=2，從n=4躍遷到n=1，從n=3躍遷到n=1，以及從n=2躍遷到n=1輻射的光子能量大于逸出功，所以能發(fā)生光電效應(yīng)的光有4種，c正確；從n=4躍遷到n=1輻射的光子能量最大，發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能最大，光子能量最大值為，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，d正確9cd【解析】電離過(guò)程是：該能級(jí)上的電子獲得能量后轉(zhuǎn)化為其動(dòng)能，當(dāng)獲得的動(dòng)能足能使其脫離原子核的吸引后，則能電離，因此電離時(shí)獲得的動(dòng)能等于無(wú)窮遠(yuǎn)處能級(jí)和該能級(jí)之間能量差。所以?xún)?nèi)層三個(gè)能級(jí)的能量分別為：e1=-1.412mev，e2=-1.399mev，e3=-1.323mev，因此放出的特征x射線(xiàn)的能量分別為：e1=e3-e1=0.089mev，e2=e2-e1=0.013mev，e3=e3-e2=0.076mev，故ab錯(cuò)誤，cd正確。故選cd.點(diǎn)睛：本題為信息給予題，解決這類(lèi)問(wèn)題要根據(jù)題目所給信息結(jié)合所學(xué)物理知識(shí)求解，關(guān)鍵是把握題目中的有用信息，如在本題中前半部分的敘述只是擴(kuò)寬知識(shí)，真正對(duì)解題有用是后半部分所述10bcd【解析】a、根據(jù) 知,一群原來(lái)處于n=4能級(jí)的氫原子躍遷到n=1能級(jí)的過(guò)程中,放出6種不同頻率的光子,故a錯(cuò)誤,b正確.c、氫原子放出光子后,從高能級(jí)躍遷到低能級(jí),電子的軌道半徑減小,則庫(kù)侖力做正功，所以動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，故c正確；d、n=4和n=3間的能級(jí)差最小,輻射的光子頻率最小,波長(zhǎng)最大,故d正確.故選bcd點(diǎn)睛：根據(jù)數(shù)學(xué)組合公式得出放出不同頻率光子的種數(shù);根據(jù)電子軌道半徑的變化,結(jié)合庫(kù)侖引力提供向心力得出電子運(yùn)動(dòng)動(dòng)能的變化.根據(jù)能級(jí)差分析光子頻率的大小,從而得出波長(zhǎng)的大小.11（1） （2）0.85ev（3）-1.7ev（4）0.66ev【