课时规范练36 原子结构 玻尔理论一、基础对点练1.(α粒子散射实验)(2021北京东城高三二模)右图为α粒子散射实验的示意图:放射源发出α射线打到金箔上,带有荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察,图中①②③为其中的三个位置,下列对实验结果的叙述或依据实验结果作出的推理正确的是( )A.在位置②接收到的α粒子最多B.在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内C.位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更大D.若正电荷均匀分布在原子内,则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差不多2.(玻尔氢原子理论的成就和局限)(2021重庆高三三模)20世纪初,丹麦物理学家玻尔意识到了经典理论在解释原子结构方面的困难,提出自己的原子结构假说。下列关于玻尔原子理论的说法错误的是( )A.第一次将量子观念引入原子领域B.第一次提出了原子能级的概念C.把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动是该理论的成功之处D.无法解释大多数原子光谱的实验规律3.(多选)(氢原子的能级及能级跃迁)(2021安徽宿州高三三模)氢原子的能级示意图如图所示(普朗克常量h=6.63×10-34J·s,电子电荷量e=-1.6×10-19C),则氢原子( )A.能级是连续的B.核外电子的轨道是分立的C.从n=3能级跃迁n=2能级时电子的动能减小D.从n=3能级跃迁n=2能级时辐射频率约为4.56×1014Hz的光子4.(氢原子的能级及能级跃迁)(2021吉林长春农安县教育局高三一模)右图为氢原子能级的示意图,图中a、b、c、d对应氢原子的四次跃迁,已知可见光光子的能量范围为1.61~3.10eV,根据玻尔理论,关于四次跃迁下列说法正确的是( )A.经历a跃迁,氢原子吸收的光子能量为0.66eVB.经历b跃迁,氢原子的能量减小\nC.经历c跃迁,氢原子放出的光子是可见光光子D.经历d跃迁后,再用可见光照射跃迁后的氢原子,可使氢原子发生电离5.(氢原子的能级及能级跃迁)(2021四川宜宾高三二模)下图为氢原子能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光,下列说法正确的是( ) A.最多可辐射出3种不同频率的光B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为12.09eVC.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光的波长最短D.由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应二、素养综合练6.处于激发状态的原子,在入射光的电磁场的影响下,从高能态向低能态跃迁,两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去,这种辐射叫受激辐射。原子发生受激辐射时,发出的光子频率、发射方向等都跟入射光子完全一样,这样使光得到加强,这就是激光产生的机理。那么,发生受激辐射时,产生激光的原子的总能量E、电势能Ep、电子动能Ek的变化情况是( )A.Ep增大、Ek减小、E减小B.Ep减小、Ek增大、E减小C.Ep增大、Ek增大、E增大D.Ep减小、Ek增大、E不变7.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为En=,其中n=2,3,4,…,1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式为=R,n=3,4,5,…,式中R叫里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为( )A.B.C.-D.8.(2021江西高三月考)下图为汞原子能级示意图。已知可见光子能量范围在1.62~3.11eV,要使处于基态的汞原子被激发后可辐射出可见光光子,则应给基态汞原子提供的能量至少为( )A.4.9eVB.2.7eVC.7.7eVD.8.8eV\n课时规范练36 原子结构 玻尔理论1.B 解析:原子的内部是很空阔的,原子核非常小,所以绝大多数α粒子的运动轨迹没有发生偏转,则在位置③接收到的α粒子最多,所以A错误;在位置①接收到α粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内,所以B正确;位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的冲量更小,因为在位置①α粒子速度反向运动,则动量的变化量更大,所以冲量更大,则C错误;若正电荷均匀分布在原子内,则α粒子与原子正面撞击,粒子最后反弹,则①②③三个位置接收到α粒子的比例应相差较多,所以D错误。2.C 解析:玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域,电子在不同的轨道上具有不同的能量,所以原子的能量是量子化的,这些量子化的能量值叫能级,提出了定态和跃迁的概念,故A、B正确;玻尔原子理论的不足之处在于保留了经典粒子的观念,仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动,实际上,根据量子力学,原子中电子的坐标没有确定的值,故C错误;玻尔原子理论成功地解释氢原子光谱的实验规律,但对于稍微复杂一点的原子如氦原子,玻尔理论就无法解释它的光谱现象,故D正确。3.BD 解析:根据玻尔理论,有轨道量子化,能量量子化,能级量子化,故A错误,B正确;从n=3能级跃迁n=2能级时,轨道半径变小,而库仑力提供向心力,则有k=m,而动能Ek=mv2,联立得Ek=,可知动能变大,故C错误;从n=3能级跃迁n=2能级时,有ΔE32=E3-E2=hν,解得辐射出的光子频率为ν=Hz=4.56×1014Hz,故D正确。4.D 解析:经历a跃迁,氢原子从高能级跃迁到低能级,应向外辐射光子,A错误;经历b跃迁,氢原子由低能级跃迁到高能级,要吸收能量,总能量增大,B错误;经历c跃迁,氢原子辐射出的光子的能量为0.97eV,则该光子能量不在可见光光子的能量范围内,C错误;经历d跃迁后,跃迁后的氢原子的电离能为1.51eV,而可见光光子能量大于此数值,因此用可见光光子照射可使其电离,D正确。5.C 解析:根据=6知,这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光子,故A错误;由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光的能量为-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV,故B错误;n=4和n=1的能级差最大,辐射的光子频率最大,波长最短,故C正确;由n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量为-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV,1.89eV小于金属铂的逸出功6.34eV,所以不能发生光电效应,故D错误。6.B 解析:发生受激辐射时,向外辐射能量,知原子总能量E减小,电子轨道半径减小,根据库仑力提供向心力,则有k=m,根据动能的表达式Ek=mv2,联立可得Ek=,轨道半径减小,故动能Ek增大,而总能量E减小,则电势能Ep减小,故选B。7.C 解析:巴耳末系是电子从高能级跃迁到第2能级产生的光谱,这里可以取第3能级跃迁到第2能级来计算,光子的能量为E=E3-E2=-E1,该光子的波长的倒数为=R=R,该光子的频率为ν=,所以由E=hν可解得R=-,故选C。8.C 解析:已知可见光能量范围在1.62eV到3.11eV。从能量图可以看出,由n=4能级向n=3能级跃迁放出的光子的能量为E=E4-E3=1.1eV,不在可见光的范围内,从n=3能级向\nn=2能级跃迁放出的光子的能量为E=E3-E2=2.8eV,在可见光的范围内,从n=4能级向n=2能级跃迁放出的光子的能量为E=E4-E2=3.9eV,不在可见光的范围内,所以只有从n=3能级向n=2能级跃迁的电子才能发出可见光,所以要使汞原子由n=1能级跃迁到n=3能级,则所需要的最少能量为E'=E3-E1=7.7eV,故选C。
