时间:2018-10-13 00:33:43
1、简答题 氢原子处于基态时，能量为－13.6eV，电子轨道半径为r1，电子电量为e，静电引力恒量为k．若氢原子的电子跃迁到n＝3的轨道上，求
①?原子将吸收或放出多少能量？
②?②电子在n＝3的轨道上运动时，轨道半径为多少？
③?③电子在n＝3的轨道上运动的动能Ek3为多少？
参考答案：
（1）?12.09eV.?（2）9r1.?（3）
本题解析：
根据玻尔的原子模型，原子的能级处于不连续的．当原子从低能级向高能级跃迁时需要从外界吸收能量，否则要释放能量．处于激发态的原子所具有的能量和电子绕原子核运动的轨道半径，与处于基态的原子相比存在如下关系：
，
．玻尔原子模型的成功之处在于大胆地引入了量子理论，所以要能准确使用玻尔原子模型对氢原子的相关物理量进行计算．
玻尔的理论认为，原子在稳定状态时电子绕原子核做运算圆周运动，并且在这个过程，电子的运动仍然遵循我们高中学习的动力学规律．就是说我们仍然可以运用动力学规律解决电子的周期、速度、动能等问题．
解决氢原子类似的问题，掌握根据玻尔的基本假设推出的能级公式：En＝E1/n2、轨道半径公式：rn＝n2r1以及能级跃迁公式hν＝E2－E1是至关重要的．电子绕核转动问题还是原子物理与力学、电磁学进行综合的一个重要知识点，必须按照力学基本思路操作．
①氢原子中的电子由基态(n=1)跃迁到n=3的轨道上，是由低能级向较高能级跃迁，故应吸收能量．所吸收的能量值为两状态的能量差值，即：
△E＝E3－E1＝E1/n2 －E1=－1.51－(－13.6)eV＝12.09eV.
②电子在n=3的轨道上运动时，轨道半径为： r3=n2r1=9r1．
③使电子绕核做匀速圆周运动的向心力为原子核对电子的库仑力．据库仑定律、牛顿第二定律和圆周运动向心加速度公式，有：
．
所以电子在n=3的轨道上运动时的动能为：
本题难度：简单
2、选择题 处于激发状态的原子，如果在入射光的电磁场的影响下，引起高能态向低能态跃迁，同时在两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射，原子发生受激辐射时，发出的光子的频率、发射方向等，都跟入射光予完全一样，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
、电子的电势能
、电子动能
的变化关系是(? )
A．增大、减小、减小
B．减小、增大、减小
C．增大、增大、增大
D．减小、增大、不变
参考答案：B
本题解析：激发态的原子从高能级跃迁到低能级，能量减小，即总能量减小。根据波尔的原子结构模型，原子从高能级跃迁到低能级即核外电子从距离原子核较远的轨道跃迁到距离核较近的轨道继续做圆周运动，此过程库伦引力做正功，电势能减小。根据库伦引力提供向心力即
，轨道半径变小，速度变大，动能变大答案B对。
本题难度：一般
3、选择题 按照玻尔原子理论，下列表述正确是（ ）
A．核外电子运行轨道半径可取任意值
B．氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大
C．电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν=|Em-En|
D．氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量
参考答案：A、玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设．电子运行轨道半径是不连续的，故A错误
B、按照波尔理论，电子在轨道上运动的时候，并不向外辐射能量，但当从高轨道向低轨道跃起时才会向外辐射能量，所以离原子核越远，氢原子的能量越大，故B正确
C、电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν=|Em-En|，故C正确
D、氢原子从激发态向基态跃迁的过程，辐射能量，故D错误
故选BC．
本题解析：
本题难度：一般
4、选择题 欲使处于基态的氢原子激发，下列措施可行的是 ( )
A．用10.2eV的光子照射
B．用11eV的光子照射
C．用14eV的光子照射
D．用13eV的电子碰撞
参考答案：AC
本题解析：基态的氢原子吸收10.2eV的光子，能量为
，能从n=1能级跃迁到n=2能级，A正确；基态的氢原子吸收11eV的光子，能量为
，不能发生跃迁，B错误；基态的氢原子吸收14eV的光子，能量为
，发生跃迁，C正确；基态的氢原子吸收13.00ev光子，能量为
，不能发生跃迁，D错误
故选AC
考点：氢原子的能级公式和跃迁．
点评：解决本题的关键掌握能级间发生跃迁吸收放出光子的能量满足
．
本题难度：一般
5、选择题 图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E．处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22eV．在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有（ ）
A．二种
B．三种
C．四种
D．五种
参考答案：处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时能发出不同光电子的数目为C24=6种，n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，均小于2.22eV，不能使金属钾发生光电效应，其它四种光子能量都大于2.22eV．故C正确，A、B、D错误．
故选C．
本题解析：
本题难度：简单