物理：教科版 選修3-5 2.4 波爾的原子模型 能級(jí) (教案)

河北省衡水市景縣梁集中學(xué) 高三 選修3-5原子，原子核物理針對(duì)訓(xùn)練一、選擇題1.（單選）根據(jù)玻爾理論，在氫原子中，量子數(shù)n越大，則（）A電子軌道半徑越小B核外電子運(yùn)動(dòng)速度越小C原子能級(jí)的能量越小D電子的電勢(shì)能越大2.（單選）氦原子被電離一個(gè)核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子已知基態(tài)的氦離子能量為E1=54.4eV，氦離子能級(jí)的示意圖如圖所示在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是（）A40.8eVB43.2eVC51.0eVD54.4eV3.（單選）處于基態(tài)的氫原子在某單色光束照射下，能發(fā)出頻率為v1，v2，v3的三種光，且v1v2v3則該照射光的光子能量為（）Ahv1Bhv2Chv3Dh（v1+v2+v3）4.（多選）氫原子輻射出一個(gè)光子后，下列說(shuō)法正確的是（）A電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑減小B電子的動(dòng)能減小C氫原子的電勢(shì)能減小D原子的能級(jí)值減小E電子繞核旋轉(zhuǎn)的周期增大5.（多選）下列說(shuō)法正確的是（）A原子核內(nèi)部某個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)，放出射線BU的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短C電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子具有波動(dòng)性D氫原子的核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小E原子核的比結(jié)合能越大則原子核越穩(wěn)定6.用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到一定數(shù)目的光譜線調(diào)高電子的能量再次進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來(lái)增加了幾條根據(jù)如圖所示的氫原子的能級(jí)圖可知，測(cè)下列說(shuō)法正確的是（）A若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5B若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為3C若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為4D若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5E若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到6激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為57.（多選）如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)躍遷的過(guò)程中向外發(fā)出光子，用這些光照射逸出功為2.49eV的金屬鈉，下列說(shuō)法中正確的是（ ）A從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到n=2的激發(fā)態(tài)時(shí)所發(fā)出的光的波長(zhǎng)最短B這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光，且均能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)C金屬鈉表面所發(fā)出的光電子的初動(dòng)能最大值為9.60eVD從n=3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)所發(fā)出的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，且使光電子獲得最大初動(dòng)能8.（單選）下列說(shuō)法正確的是A盧瑟福通過(guò)粒子的散射實(shí)驗(yàn)，建立了原子核式結(jié)構(gòu)模型B盧瑟福發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程為C貝克勒爾發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程為D查得威克發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，說(shuō)明了原子核是有內(nèi)部結(jié)構(gòu)的9.(單選)一個(gè)氡核 Rn衰變成釙核 PO并放出一個(gè)粒子，半衰期為3.8天，2g氧經(jīng)過(guò)7.6天衰變掉的質(zhì)量，以及衰變過(guò)程放出的粒子（）A1.5g，粒子B1.5g， 粒子C0.5g， 粒子D0.5g，粒子10.（多選）如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在自發(fā)躍遷中放出一些光子，用這些光子照射逸出功為225ev的鉀，下列說(shuō)法正確的是 A這群氫原子能發(fā)出三種不同頻率的光 B這群氫原子發(fā)出光子均能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng) C金屬鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能一定小于12.09evD金屬鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能可能等于9.84evE金屬鉀表面逸出的光電子最大初動(dòng)能可能小于7.95ev 二、計(jì)算題11.物理學(xué)家們普遍相信太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)。根據(jù)這一理論，在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核（H）轉(zhuǎn)化成1個(gè)氦核（He）和2個(gè)正電子（e）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量mp1.0073u，粒子的質(zhì)量m4.0015u，電子的質(zhì)量me0.0005u，1u的質(zhì)量對(duì)應(yīng)931.5 MeV的能量，（1）寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程；（2）一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少兆電子伏的能量?（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）12.1928年，德國(guó)物理學(xué)家玻特用粒子（）轟擊輕金屬鈹（）時(shí)，發(fā)現(xiàn)有一種貫穿能力很強(qiáng)的中性射線查德威克對(duì)該粒子進(jìn)行研究，進(jìn)而發(fā)現(xiàn)了新的粒子中子請(qǐng)寫(xiě)出粒子轟擊輕金屬鈹?shù)暮朔磻?yīng)方程若中子以速度v0與一質(zhì)量為mN的靜止氮核發(fā)生碰撞，測(cè)得中子反向彈回的速率為v1，氮核碰后的速率為v2，則中子的質(zhì)量m等于多少？13.靜止的氮核被速度為v0的中子擊中生成碳核和另一種原子核甲，已知與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核與甲核的動(dòng)量之比為l：1（1）寫(xiě)出核反應(yīng)方程式（2）求與甲核的速度各是多大？原子，原子核物理針對(duì)訓(xùn)練 答案解析1.解：n越大，軌道半徑越大，原子能量越大，根據(jù)，知電子的動(dòng)能越小，原子能量等于電子動(dòng)能和勢(shì)能的總和，知電阻的電勢(shì)能越大故B、D正確，A、C錯(cuò)誤故選BD2.【答案】解：根據(jù)量子理論可以知道，處于基態(tài)的離子在吸收光子能量時(shí)是成份吸收的，不能積累的因此當(dāng)其它能級(jí)和基態(tài)能量差和光子能量相等時(shí)，該光子才能被吸收A、由能級(jí)示意圖可知：第2能級(jí)和基態(tài)能級(jí)差為：E1=E2E1=13.6（54.4）=40.8eV，故A選項(xiàng)中光子能量能被吸收，故A錯(cuò)誤；B、沒(méi)有能級(jí)之間的能量差和B中光子能量相等，故B正確；C、第4能級(jí)和基態(tài)能級(jí)差為：E2=E4E1=3.4（54.4）=51.0eV；故C選項(xiàng)中光子能量能被吸收，故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)光子能量大于等于基態(tài)能量時(shí)，將被處于基態(tài)離子吸收并能使其電離，故選項(xiàng)D中的光子能量能被吸收，故D錯(cuò)誤故選B3.【答案】解：由題意可知，氫原子吸收能量后躍遷到第三能級(jí)，則吸收的能量等于n=1和n=3能級(jí)間的能級(jí)差，即單色光的能量E=hv3故C正確，A、B、D錯(cuò)誤故選C4.【答案】解：氫原子輻射出一個(gè)光子后，從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子的能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)=，得軌道半徑減小，電子速率增大，動(dòng)能增大，由于氫原子能量減小，則氫原子電勢(shì)能減小，電子繞核運(yùn)動(dòng)的周期減小故ACD正確，BE錯(cuò)誤故選：ACD5.【答案】解：A、原子核內(nèi)部某個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)，放出射線，故A錯(cuò)誤；B、半衰期不會(huì)隨地球環(huán)境的變化而變化，故B錯(cuò)誤；C、電子的衍射現(xiàn)象說(shuō)明實(shí)物粒子的波動(dòng)性，故C正確；D、核外電子由較高能級(jí)躍遷到較低能級(jí)時(shí)，要釋放一定頻率的光子，同時(shí)電子的動(dòng)能增加，電勢(shì)能減小，故D正確；E、原子核的比結(jié)合能越大，則原子核越穩(wěn)定，故E正確；故選：CDE6.【答案】解：A、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是1，從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=6，所以若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到2激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為5，故A正確；B、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=3，若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到4激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為3，故B正確；C、從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線的數(shù)目條數(shù)是=10，若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到3激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為7，故C錯(cuò)誤；D、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到4激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到5激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為4，故C錯(cuò)誤；D、若基態(tài)氫原子從最初能躍遷到5激發(fā)態(tài)，變?yōu)閺淖畛跄苘S遷到6激發(fā)態(tài)，光譜線增加的條數(shù)為10=5，故D正確；故選：ABE7.【答案】CD8.【答案】A9.【答案】A【解析】解：氡核的半衰期為3.8天，根據(jù)半衰期的定義得：m=m0 ()，其中m為剩余氡核的質(zhì)量，m0為衰變前氡核的質(zhì)量，T為半衰期，t為經(jīng)歷的時(shí)間由于T=3.8天，t=7.6天，解得：m=0.25m0，所以衰變掉的氡的質(zhì)量為0.75×2g=1.5g，根據(jù)衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，由于生成物質(zhì)量數(shù)減小4，電荷數(shù)減小2，所以放出的粒子是粒子故選：A10.【答案】ACD 解析： A、根據(jù) =3知，這群氫原子能輻射出三種不同頻率的光子，從n=3向n=2躍遷的光子頻率最小，波長(zhǎng)最長(zhǎng)故A正確B、只有從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)的光有兩種，故B錯(cuò)誤C、從n=3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13.6-1.51eV=12.09eV，根據(jù)光電效應(yīng)方程得，Ekm=hv-W0=12.09-2.25eV=9.84eV故CD正確，E錯(cuò)誤故選：ACD11.【答案】（1）4HHe2e （2）25 12.【答案】（1）核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，由質(zhì)量數(shù)守恒與核電荷數(shù)守恒可知，核反應(yīng)方程式為：；（2）核反應(yīng)過(guò)程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，以中子的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：，解得：；13.【答案】解：（1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒可知，甲核的核電荷數(shù)是1，質(zhì)量數(shù)是3，甲核是氚核，核反應(yīng)方程式為：N+nC+H；（2）設(shè)中子質(zhì)量為m0，C核質(zhì)量mC，甲核質(zhì)量為m甲，由動(dòng)量守恒得：m0v0=mC vC+m甲v甲，即：m0v0=12 m0 vC+3m0v甲，又因?yàn)镃與甲核動(dòng)量比為1：l，所以m0 vC=m甲v甲，即12 m0 vC=3 m0v甲，聯(lián)立以上兩個(gè)方程，得：vC=，v甲=答：（1）核反應(yīng)方程式是：N+nC+H；（2）的速度是，甲核的速度是