高中物理 第十八章 原子结构玻尔的原子模型高二物理试题

积盾市安家阳光实验学校玻尔的原子模型
一、单项选择题
1．下面关于玻尔理论的解释中，不正确的说法是( )
A．原子只能处于一不连续的状态中，每个状态都对一的能量
B．原子中，虽然核外电子不断做变速运动，但只要能量状态不改变，就不会向外辐射能量
C．原子从一种态跃迁到另一种态时，一要辐频率的光子
D．原子的每一个能量状态都对一个电子轨道，并且这些轨道是不连续的解析：选C 根据玻尔的原子理论，易知A、B、D正确；原子从高能级向低能级跃迁时要辐频率的光子，而从低能级向高能级跃迁时要吸收一频率的光子，C错误。

2．根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后( )
A．氢原子所在的能级下降
B．氢原子的电势能增加
C．电子绕核运动的半径减小
D．电子绕核运动的动能增加
解析：选B 根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后，氢原子的能级上升，电子绕核运动的半径增大，A、C错误；电子与原子核间的距离增大，库仑力做负功，电势能增大，B正确；电子围绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力，有
ke2
r2
＝
mv2
r
，可得E k＝
1
2
mv2＝
ke2
2r
，半径增大，动能减小，故D 错误。

3．仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是( )
A．氢原子只有几个能级
B．氢原子只能发出平行光
C．氢原子有时发光，有时不发光
D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对的光的频率也是不连续的解析：选D 光谱中的亮线对不同频率的光子，“分离的不连续的亮线”对着不同频率的光子，B、C错误；氢原子在不同的能级之间跃迁时，辐射不同能量的光子，并且满足ε＝hν。

能量不同，相光子频率不同，体现在光谱上是一些不连续的亮线，A错误，D正确。

4．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：选D 由跃迁假设及题意可知，hν1＝E m－E n，hν2＝E k－E n，红光频率ν1小于紫光频率ν2，所以能级k能量大于能级m能量，所以从能级k到能级m需要辐射光子，A、C项错误；hν3＝E k－E m，解得：hν3＝hν2－hν1，B
项错误，D项正确。

5．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法。

一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则( ) A．两种方法都可能使氢原子电离
B．两种方法都不可能使氢原子电离
C．前者可使氢原子电离
D．后者可使氢原子电离
解析：选D 电子是有质量的，撞击氢原子时发生弹性碰撞。

由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把13.6 eV的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收使其电离，故D对。

二、多项选择题
6．原子的能量量子化现象是指( )
A．原子的能量是不可改变的
B．原子的能量与电子的轨道无关
C．原子的能量状态是不连续的
D．原子具有分立的能级
解析：选CD 由玻尔理论知电子绕核运动的轨道半径是不连续的，与之对的原子的能量是不连续的，只能取一不连续的特值，故C、D正确。

7．欲使处于基态的氢原子激发，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：选AC 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级差，而大于13.6 eV的光子能使氢原子电离。

A、C正确。

8.氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm。

以下判断正确的是( )
A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nm
B．用波长为825 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级解析：选CD 根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波小于656 nm，同理，从n＝1能级跃迁到n
＝2的能级时，需要吸收的光的波小于825 nm ，因此A 、B 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐频率的光子，可知D 选项正确；一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种谱线，所以C 选项正确。

三、非选择题
9．氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1
n
2，其中E 1是基态能量，而n ＝1,2，…。

若一氢原子辐射能量为－316E 1的光子后处于比基态能量高出－3
4E 1的激发态，则
氢原子辐射光子前后分别处于第几能级？
解析：设氢原子辐射光子前后分别处于第l 与第m 能级，则依题意有E 1l 2－E 1
m
2＝
－316E 1，E 1m 2－E 1＝－34
E 1 由以上两式可以解得m ＝2，l ＝4。

答案：氢原子辐射光子前后分别处于第4与第2能级
10．已知氢原子的基态能量为－13.6 eV ，核外电子的第一轨道半径为0.53×10
－10
m ，电子质量m e ＝9.1×10
－31
kg ，电荷量为1.6×10
－19
C ，则电子
跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各为多大？
解析：电子跃迁到第三轨道时，氢原子能量 E 3＝1
3
2E 1≈－1.51 eV
电子在第三轨道时半径为r 3＝n 2r 1＝32
r 1＝9r 1① 电子绕核做圆周运动的向心力由库仑力提供，所以
ke 2r 32＝m e v 32
r 3
② 由①②可得电子动能为
E k3＝12m e v 32
＝ke 2
2×9r 1
＝9×109
× 1.6×10－19
2
2×9×0.53×10－10×1.6×10－19 eV≈1.51 eV 由于E 3＝E k3＋E p3，故电子电势能为
E p3＝E 3－E k3＝－1.51 eV －1.51 eV ＝－3.02 eV 。

答案：－1.51 eV 1.51 eV －3.02 eV。