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示意圖的一部分，根據(jù)波爾理論，下列說法中正確的是a. 從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出電磁波的波長長b. 從高能級向低能級躍遷時，氫原子核一定向外放出能量c. 從n=4能級躍遷到n=3能級，氫原子的能量減小，電子的動能減小d. 處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的2下列說法正確的是a. 一群處于n=5的激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時最多能輻射出10 種不同頻率的光b. 盧瑟福在a粒子散射實驗中發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說c. 在光電效應(yīng)實驗中，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2次衰變和一次衰變，核內(nèi)中子減少了4個3下列敘述中符合物理學(xué)史的有( )a. 湯姆孫通過研究陰極射線實驗，發(fā)現(xiàn)了電子b. 盧瑟福通過對粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，證實了原子是可以再分的c. 查德威克通過對粒子散射實驗現(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光區(qū)波長公式4現(xiàn)有k個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為3的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(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的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的 )()a. b. kc. d. 2k5氫原子的結(jié)構(gòu)可以簡化為一個電子繞一個質(zhì)子做勻速圓周運動，電子在不同軌道上運動，氫原子具有不同能量.如圖所示為氫原子能級示意圖，一群氫原子(稱為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級躍遷的過程中向外輻射光子，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(稱為b群)氫原子，下列說法不正確的是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能是9.80evc. a群氫原子在輻射光子的過程中電子繞質(zhì)子運動的動能增大，電勢能減小d. a群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光波長最短6圖示為氫原子能級示意圖，己知大量處于n2能級的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線照射后，可輻射出6種頻率的光子，下面說法中正確的是 a. n2能級氫原子受到照射后躍遷到n5能級b. n2能級氫原子吸收的能量為2.55evc. 頻率最高的光子是氫原子從n3能級躍遷到nl能級放出的d. 波長最大的光子是氫原子從n4能級躍遷到n1能級放出的7如圖所示為氫原子能級示意圖，現(xiàn)有大量的氫原子處于n4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時輻射出若干不同頻率的光，下列說法正確的是 ( )a. 這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光b. 由n2能級躍遷到n1能級產(chǎn)生的光頻率最小c. 用n2能級躍遷到n1能級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能級躍遷到n1能級產(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)，在向較低能級躍遷的過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能級躍遷到n3能級所發(fā)出的光波長最長b. 這群氫原子在輻射光子的過程中電子繞核運動的動能減小，電勢能增大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，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征x射線內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機制，其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時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，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電子層)使其離實驗測得從214po原子的k、l、m層電離出的電子的動能分別為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示意圖的一部分，一群原來處于n4能級的氫原子躍遷到n1能級的過程中()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，核外電子運動的動能將增大d. 從n4的能級躍遷到n3的能級時，輻射出的光子的波長最長11氫原子基態(tài)能量e1=-13.6ev，電子繞核運動半徑r1=0.5310-10m 求氫原子處于n=4激發(fā)態(tài)時：(電子的質(zhì)量m=0.910-30kg)（1）原子系統(tǒng)具有的能量；（2）電子在軌道上運動的動能；（3）電子具有的電勢能；（4）向低能級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層一個電子后，新核原子的k層將出現(xiàn)一個電子空位，當(dāng)外層l層上電子躍遷到k層填補空位時會釋放一定的能量；一種情況是輻射頻率為0的x射線；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層電子的能級差及m層電子的能級(即能量值)13已知氫原子在基態(tài)時的軌道半徑為r1=0.5310-10m，能級值e1= 13.6ev，求賴曼系（高能級躍遷至基態(tài)）中能量最大的光子和能量最小光子的波長各是多少？14人們在研究原子結(jié)構(gòu)時提出過許多模型，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。下列說法中正確的是（ ）a粒子散射實驗與棗糕模型和核式結(jié)構(gòu)模型的建立無關(guān)b科學(xué)家通過粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型c科學(xué)家通過粒子散射實驗否定了核式結(jié)構(gòu)模型，建立了棗糕模型d科學(xué)家通過粒子散射實驗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)教師巴爾末對當(dāng)時已發(fā)現(xiàn)的在可見光區(qū)的譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長可以用一個公式表示。如果采用波長的倒數(shù)，這個公式可寫作：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，這些譜線也可以用類似巴爾末的簡單公式來表示，例如賴曼系公式：（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。上述兩個公式中的在波爾理論中被稱為量子數(shù)。玻爾氫原子理論的能級圖如圖所示。閱讀了上面的資料后，你認為巴爾末系是氫原子能級圖中的（ ）a線系i b線系ii c線系iii d線系iv16在光滑水平面上有一個靜止的質(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)子彈射入木塊的過程中木塊運動的位移為s，子彈所受阻力恒定。試證明：s d17(1)原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定，處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷如圖所示為氫原子的能級圖現(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，逸出的光電子的最大初動能是多少ev?(2)靜止的li核俘獲一個速度v17.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個新核已知生成物中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出上述反應(yīng)方程求另一生成物的速度試卷第5頁，總5頁本卷由系統(tǒng)自動生成，請仔細校對后使用，答案僅供參考。參考答案1a【解析】從n=4能級躍遷到n=3能級比從n=3能級躍遷到n=2能級輻射出光子能量小，則輻射的光子頻率小，所以輻射的電磁波的波長長。故a正確。由高能級向低能級躍遷，氫原子向外輻射能量，不是氫原子核向外放出能量，選項b錯誤；從n=4能級躍遷到n=3能級，氫原子的能量減小，電子的半徑減小，動能變大，選項c錯誤；處于不同能級時，核外電子在各處出現(xiàn)的概率不同，故d錯誤。故選a。點睛：此題要知道能級間躍遷輻射或吸收光子的能量等于兩能級間的能級差，能級差越大，輻射的光子頻率越大，則波長越小2a【解析】根據(jù) ，可知一群處于n=5能級激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時能輻射出10種不同頻率的光，故a正確；盧瑟福在a粒子散射實驗只是提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，故b錯誤；在光電效應(yīng)實驗中，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能ek越大，則這種金屬的逸出功w0越小，故c錯誤；每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)減少2個，每發(fā)生一次衰變，質(zhì)子數(shù)增加一個，所以經(jīng)過2次衰變和一次衰變，核內(nèi)質(zhì)子數(shù)減少3個，故d錯誤。所以a正確，bcd錯誤。3a【解析】湯姆孫通過研究陰極射線實驗，發(fā)現(xiàn)了電子的存在，a正確；盧瑟福通過對粒子散射實驗現(xiàn)象的分析，證實了原子是由原子核和核外電子組成的，bc錯誤；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光區(qū)波長公式，d錯誤4c【解析】由題意知量子數(shù)為3的能級上的氫原子分別向量子數(shù)為2、1的能級上躍遷的氫原子數(shù)占總氫原子數(shù)的二分之一，產(chǎn)生總共產(chǎn)生k個光子。此時處于量子數(shù)為2的能級上氫原子總共有個，向基態(tài)躍遷時輻射的光子個數(shù)為個。則總個數(shù)為k+=故c正確，abd錯誤。故選c。5d【解析】a：一群氫原子(稱為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級躍遷的過程中向外輻射光子，這些光子照射處于基態(tài)的另一群(稱為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項正確。b：一群氫原子(稱為a群)處于n=3的激發(fā)態(tài)，它們向較低能級躍遷的過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能。故b項正確。c：a群氫原子在輻射光子的過程中，電子繞質(zhì)子運動的半徑減小，據(jù)可得電子繞質(zhì)子運動的動能增大；電子繞質(zhì)子運動的半徑減小，電勢能減小。故c項正確。d：a群氫原子能輻射出三種不同頻率的光，其中從n=3能級躍遷到n=2能級所發(fā)出的光的光子能量最小，光子的頻率最小，波長最長。故d項錯誤。綜上，說法不正確的是d6b【解析】大量處于n2能級的氫原子，當(dāng)它們受到某種頻率的光線照射后，可輻射出6種頻率的光子可知n2能級氫原子受到照射后躍遷到n4能級，吸收的能量為（-0.85）-（-3.4）=2.55ev，選項b正確；頻率最高的光子對應(yīng)的能級差最大，則是氫原子從n4能級躍遷到nl能級放出的，選項c錯誤；波長最大的光子對應(yīng)的能級差最小，則是氫原子從n4能級躍遷到n3能級放出的，選項d錯誤；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錯誤；由圖可知當(dāng)核外電子從n=4能級躍遷到n=3能級時，能級差最小，所以放出光子的能量最小，頻率最小，故b錯誤；n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量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能級躍遷到n=1能級過程中釋放的光的能量最大，波長最小，最不容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象，選項d錯誤；故選c.點睛：由高能級向低能級躍遷，輻射的光子能量等于兩能級間的能極差，光子頻率越高，波長越短，波長長的光容易發(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，波長最長，a正確；氫原子輻射光子的過程中，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)知，電子動能增大，則電勢能減小，b錯誤；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，產(chǎn)生的光電子最大初動能最大，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】電離過程是：該能級上的電子獲得能量后轉(zhuǎn)化為其動能，當(dāng)獲得的動能足能使其脫離原子核的吸引后，則能電離，因此電離時獲得的動能等于無窮遠處能級和該能級之間能量差。所以內(nèi)層三個能級的能量分別為：e1=-1.412mev，e2=-1.399mev，e3=-1.323mev，因此放出的特征x射線的能量分別為：e1=e3-e1=0.089mev，e2=e2-e1=0.013mev，e3=e3-e2=0.076mev，故ab錯誤，cd正確。故選cd.點睛：本題為信息給予題，解決這類問題要根據(jù)題目所給信息結(jié)合所學(xué)物理知識求解，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寬知識，真正對解題有用是后半部分所述10bcd【解析】a、根據(jù) 知,一群原來處于n=4能級的氫原子躍遷到n=1能級的過程中,放出6種不同頻率的光子,故a錯誤,b正確.c、氫原子放出光子后,從高能級躍遷到低能級,電子的軌道半徑減小,則庫侖力做正功，所以動能增加，電勢能減小，故c正確；d、n=4和n=3間的能級差最小,輻射的光子頻率最小,波長最大,故d正確.故選bcd點睛：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)合庫侖引力提供向心力得出電子運動動能的變化.根據(jù)能級差分析光子頻率的大小,從而得出波長的大小.11（1） （2）0.85ev（3）-1.7ev（4）0.66ev【