4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型-2021-2022学年高二物理课后分类练（人教版2019选择性必修第三册）

4.4　氢原子光谱和玻尔的原子模型 夯实基础 突破一　光谱分类和光谱分析 1.(多选)要得到钠元素的特征谱线,下列做法正确的是(　　) A.使固体钠在空气中燃烧 B.将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气 C.使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气 D.使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气 解析:炽热固体发出的是连续谱,燃烧固体钠不能得到特征谱线,A错误;稀薄气体发光产生线状谱,B正确;强烈的白光通过低温钠蒸气时,某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱,C正确,D错误。 2.如图(甲)所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线,图(乙)是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为(　　) A.a元素 B.b元素 C.c元素 D.d元素 解析:把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,只有b元素的谱线在该线状谱中不存在,说明该矿物中缺少b元素,与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素,故选B。 突破二　氢原子光谱实验规律的理解 3.下列对于巴耳末公式的说法正确的是(　　) A.所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应 B.巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长 C.巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长,其中既有可见光,又有紫外光 D.巴耳末公式确定了各种原子光谱中的光的波长 解析:巴耳末公式只确定了氢原子光谱中一个线系的波长,不能描述氢原子发出的所有波长,也不能描述其他原子的光谱,A、D错误;巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的,但它适用于整个巴耳末线系,该线系包括可见光和紫外光,B错误,C正确。 4.(2020·陕西延安月考)巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式=R∞(-),n=3,4,5,…,在氢原子光谱可见光区(巴耳末系的前四条谱线在可见光区),最长波长与最短波长之比为(　　) A. B. C. D. 解析:在巴尔末系中,根据=R∞(-)知当n=3 时,光子能量最小,λ最大;当n=6时,光子能量最大,波长最小,则有=R∞(-)=,=R∞(-)=,所以=,故A正确,B、C、D错误。 突破三　玻尔原子理论的基本假设 5.(2020·四川绵阳期末)根据玻尔理论,氢原子的电子绕氢原子核运动的半径(　　) A.可以取任意值 B.可以在一定范围内取任意值 C.是某一特定值 D.是一系列不连续的特定值 解析:根据玻尔理论中的轨道量子化可知,电子的轨道半径是一系列不连续的特定值,故选D。 6.根据玻尔理论,氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中(　　) A.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B.原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C.原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小 D.原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大 解析:根据玻尔理论,氢原子的核外电子在离核较远的轨道上能量较大,必须吸收一定能量的光子后,电子才能从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道;氢原子核外电子绕核做圆周运动,由原子核对电子的库仑力提供向心力得k=m,又Ek=mv2,所以Ek=。由此式可知,电子离核越远,即r越大时,电子的动能越小;r变大时,库仑力对核外电子做负功,因此电势能增大,D正确。 突破四　氢原子的能级结构和跃迁问题的理解 7.(2020·甘肃天水期末)(多选)如图为氢原子的能级图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当它们自发地跃迁到较低能级时(　　) A.能辐射出6种不同频率的光子 B.能辐射出4种不同频率的光子 C.由n=4能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子的频率最小 D.由n=4能级跃迁到n=2能级时辐射出的光子可使逸出功为2.25 eV的金属钾发生光电效应 解析:从n=4能级向下跃迁能放出6种不同频率的光子,其中从n=4能级直接跃迁到n=1能级放出的光子的能量最大,为hν=E4-E1,因此其频率最大,故A正确,B、C错误;从n=4能级直接跃迁到n=2能级放出的光子的能量为hν=E4-E2=2.55 eV,该光子的能量大于金属钾的逸出功,所以能使钾发生光电效应,故D正确。 8.(2020·广西防城港期中)如图所示是氢原子从n=3,4,5,6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线,其中频率最大的是(　　) A.Hα B.Hβ C.Hγ D.Hδ 解析:四种跃迁中,由n=6到n=2两能级间能级差最大,辐射的光子的能量最大,因而光子的频率最大,所以频率最大的是Hδ,故选D。 9.(2020·北京海淀区期末)(多选)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4 eV,氦离子能级的示意图如图所示。在具有下列能量的粒子中,能使基态氦离子发生跃迁或电离的是(　　) A.48.4 eV(电子) B.50.4 eV(光子