4.3氢原子理论与波尔原子理论基本假设-2024-2025学年高二物理下学期同步培优练（人教版2019选择性必修第三册）

4.3 氢原子理论与波尔原子理论基本假设 一、光谱分析及应用 1．（2024·浙江宁波·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．外界对物体做功时，物体的内能一定增加 B．利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素 C．在浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏 D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该减小线圈的匝数 2．下列说法中正确的是( 　　) A．汤姆孙发现电子揭示了原子是由原子核和电子组成的 B．α粒子散射实验中，α粒子穿过原子时，只有少数α粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很少 C．进行光谱分析，可以利用线状谱也可利用吸收光谱 D．高温物体发出的光通过低温物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 3．关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B．吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合 C．明线光谱与吸收光谱都是连续谱 D．明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成 4．下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是(  ) A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱 D．我们能通过月球反射的日光分析鉴别月球的物质成分 二、氢原子光谱特点 5．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是（　　） A．虽然氢原子核外只有一个电子，但氢原子也能产生多种波长的光 B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线 C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线 D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关 6．（2024·台湾·模拟预测）下图为氢原子光谱谱线的波长相对位置示意图（波长绝对位置未依实际刻度绘制）并以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示来曼系、巴耳末系、帕申系中波长最长的三条光谱线，例如来曼系标示Ⅰ处为电子从能级跃迁至能级所发射的谱线。下列何者为电子从能级跃迁至能级所发射的谱线？（　　） A．帕申系标示Ⅰ处 B．帕申系标示Ⅱ处 C．巴耳末系标示Ⅱ处 D．巴耳末系标示Ⅲ处 E．来曼系标示Ⅲ处 7．（2024·江西·一模）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图1中的Hα对应的是Ⅱ B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 三、玻尔原子理论基本假设 8．（23-24高二下·江苏南通·期中）如图所示为氢原子的电子轨道示意图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（　　） A．能级越高，氢原子越稳定 B．能级越高，电子动能越大 C．电子的轨道可能是一些连续的数值 D．从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量大 9．（2024·辽宁·三模）食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁造成的。在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主线系的第一组线（双线）为共振线，钠原子的共振线是有名的黄双线（波长分别为589.0nm和589.6nm）。已知普朗克常量．元电荷，光速，下列说法正确的是（    ） A．玻尔理论能解释钠原子的光谱现象 B．钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量 C．黄双线均能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应 D．太阳光谱中有黄光，说明太阳中有钠元素 （2024高二·全国·专题练习）经典理论的困难　玻尔原子理论的基本假设 10．经典理论的困难 （1）核式结构模型的成就：正确地指出了 的存在，很好地解释了 。 （2）经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 ，又无法解释原子光谱的 线状谱。 11．玻尔原子理论的基本假设 （1）轨道量子化 ①电子绕原子核做圆周运动的轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是 的（填“连续变化”或“量子化”）。 ②电子在这些轨道上绕核的运动是 的，不产生 。 （2）定态 ①当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量。电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列 的值。这些 的能量值叫作能级。 ②原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 。能量 的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。 （3）频率条件 当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m＜n）时，会 能量为hν的光子，该光子的能量hν＝ ，该式称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子 光子时，会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道， 光子的能量，同样由频率条件决定。 四、氢原子能级图 12．（23-24高二下·湖北·期末）我国国家航天局发布了首颗太阳探测卫星“羲和号”的探日成果，实现了国际首次在轨获取太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，其对应的能级跃迁过程为（　　） A．从跃迁到 B．从跃迁到 C．从跃迁到 D．从跃迁到 13．（2023·江苏南京·模拟预测）如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从、5、4、3能级跃迁到能级产生的。下列说法正确的是（　　） A．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 B．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大 C．若图甲入射光的频率小于钠的截止频率，增大光照强度，也可以发生光电效应 D．将自感系数为30μH的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应 14．（2024·江西南昌·一模）如果电子具有足够的能量，在与氢原子碰撞过程中，电子将部分动能转移给氢原子，使其获得足够的能量跃迁到更高的能级。一个动能为12.3eV的电子与基态的氢原子发生碰撞，氢原子的能级如图所示，则激发后的氢原子发出的光子能量可能为（    ） A．0.66eV B．1.89eV C．2.86eV D．12.75eV 15．（23-24高二下·河北·期末）氢原子能级的示意图如图所示。根据玻尔的原子理论，电子的轨道半径满足，轨道能量满足，其中n为能级数，、分别为基态电子的轨道半径和能量。若电子从某能级跃迁到第2能级时，轨道半径的变化量为原轨道半径的，则跃迁过程中辐射的光子能量为（　　） A．1.51eV B．2.55eV C．3.40eV D．12.75eV 16．a、b两束光是由处在同一激发态的原子跃迁到I态和Ⅱ态时产生的，分别用a、b两束单色光照射同一光电管阴极时，都发生了光电效应，且两束光照射时对应的截止电压Ua>Ub，则这两束光（　　） A．光子动量pa>pb B．发生电子跃迁时对应的能级EI>EII C．入射同一双缝干涉装置上，相邻亮纹的间距△xa<△xb D．若Ua=2Ub，则a、b两束光的光子能量满足 17．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为到之间，a光的光子能量为。则（    ）    A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 18．（23-24高三上·江苏·阶段练习）图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极由逸出功的金属钙制成。图乙是汞原子的能级图，用汞原子跃迁发出的光子照射阴极，下列说法正确的是（　　）    A．大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出4种频率的光 B．从能级跃迁到基态发出的光子波长最长 C．从能级跃迁到能级发出的光子能使金属钙发生光电效应 D．用大量能级跃迁发出的光子照射，要使微安表示数为0，滑片P应向a端移动 19．（2024·湖南·模拟预测）现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A．在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B．电子能级越高，运动的周期越小 C． D．电子在第n个能级时体系的总能量 20．（23-24高二下·宁夏银川·阶段练习）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为，从玻尔的原子模型角度看，下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子可能发出能量为的光子 B．这些氢原子最多可以发出6种不同频率的光子 C．用的电磁波照射氢原子，可以使处于基态的氢原子电离 D．这些氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将减小 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$ 4.3 氢原子理论与波尔原子理论基本假设 一、光谱分析及应用 1．（2024·浙江宁波·模拟预测）下列说法正确的是（　　） A．外界对物体做功时，物体的内能一定增加 B．利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素 C．在浸润现象中，附着层的液体分子比液体内部的分子稀疏 D．某同学制作一个简易的收音机，若想接收一个频率较高的电台，则应该减小线圈的匝数 【答案】BD 【详解】A．改变物体内能的方式有做功和热传递，故外界对物体做功，物体的内能不一定增加，A错误； B．太阳光谱中的暗线是太阳大气中的原子吸收光子后产生的，所以利用太阳光谱中的暗线可以分析太阳大气层中含有的元素，B正确； C．发生浸润现象时，附着层分子间表现为排斥力，分子间距离小于r0，分子比液体内部更稠密，C错误； D．根据谐振频率 可知频率与电感值成反比，而电感值是描述电感器电感量大小的物理量，通常线圈圈数越多，电感量就越大，所以想听到高频率的电台他应该减少线圈匝数，D正确。 故选BD。 2．下列说法中正确的是( 　　) A．汤姆孙发现电子揭示了原子是由原子核和电子组成的 B．α粒子散射实验中，α粒子穿过原子时，只有少数α粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很少 C．进行光谱分析，可以利用线状谱也可利用吸收光谱 D．高温物体发出的光通过低温物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 【答案】BC 【详解】汤姆孙发现电子；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子是由原子核和电子组成的，选项A错误；α粒子散射实验中，α粒子穿过原子时，只有少数α粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很少，选项B正确；进行光谱分析，可以利用线状谱也可利用吸收光谱，选项C正确；高温物体发出的光通过低温物质后的光谱上的暗线反映了低温物体中含有与这些暗线对应的元素，选项D错误；故选BC. 3．关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法正确的是（　　） A．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关 B．吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合 C．明线光谱与吸收光谱都是连续谱 D．明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成 【答案】D 【详解】AB．吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，同种物质吸收光谱中的暗线与明线光谱中的明线相对应，故AB错误； C．明线光谱是线状谱，故C错误； D．明线光谱和吸收光谱都可以进行光谱分析，用来鉴别物质和确定化学组成，故D正确。 故选D。 4．下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是(  ) A．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱 C．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续光谱 D．我们能通过月球反射的日光分析鉴别月球的物质成分 【答案】BC 【详解】A．太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，故A错误； B．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，故B正确； C．光谱分析只能是线状谱和吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，故C正确； D．月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，故D错误。 故选BC。 二、氢原子光谱特点 5．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是（　　） A．虽然氢原子核外只有一个电子，但氢原子也能产生多种波长的光 B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线 C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线 D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关 【答案】AB 【详解】ABC．氢原子光谱是线状谱，是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，不是亮度不连续的谱线，AB正确，C错误； D．氢原子光谱是氢原子的特征谱线，氢原子发出的光的波长大小与放电管的放电强弱无关，D错误。 故选AB。 6．（2024·台湾·模拟预测）下图为氢原子光谱谱线的波长相对位置示意图（波长绝对位置未依实际刻度绘制）并以Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ表示来曼系、巴耳末系、帕申系中波长最长的三条光谱线，例如来曼系标示Ⅰ处为电子从能级跃迁至能级所发射的谱线。下列何者为电子从能级跃迁至能级所发射的谱线？（　　） A．帕申系标示Ⅰ处 B．帕申系标示Ⅱ处 C．巴耳末系标示Ⅱ处 D．巴耳末系标示Ⅲ处 E．来曼系标示Ⅲ处 【答案】B 【详解】从高能级向能级跃迁产生的光谱线称为帕申系，根据可知波长越长频率越小，在帕申系中波长最长的三条光谱线中，其中的跃迁到时产生的光谱线，其能级差最小，频率最小，波长最长；从跃迁到时产生的光谱线，其能级差最大，频率最大，波长最短，所以能级跃迁至能级产生的谱线，其能级差居中，频率居中，其波长也居中，所以从能级跃迁至能级所发射的谱线为帕申系标示Ⅱ处。 故选B。 7．（2024·江西·一模）氢原子从高能级向低能级跃迁时，会产生四种频率的可见光，其光谱如图1所示。氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ。用同一双缝干涉装置研究两种光的干涉现象，得到如图2和图3所示的干涉条纹。用两种光分别照射如图4所示的实验装置，都能产生光电效应。下列说法正确的是（　　） A．图1中的Hα对应的是Ⅱ B．图2中的干涉条纹对应的是Ⅱ C．Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量 D．P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大 【答案】ACD 【详解】A．由题意可知，氢原子从能级6跃迁到能级2产生可见光Ⅰ，从能级3跃迁到能级2产生可见光Ⅱ，故可见光Ⅰ的频率大于可见光Ⅱ，故可见光Ⅰ是紫光，可见光Ⅱ是红光，图1中的Hα对应的是Ⅱ，故A正确； B．因可见光Ⅱ的频率小，故可见光Ⅱ波长大，其条纹间距较大，根据 可知图3中的干涉条纹对应的是Ⅱ，故B错误； C．根据 可知Ⅰ的光子动量大于Ⅱ的光子动量，故C正确； D．根据 ， 可得 可知发生光电效应时I对应的遏制电压大，则P向a移动，电流表示数为零时Ⅰ对应的电压表示数比Ⅱ的大，故D正确。 故选ACD。 三、玻尔原子理论基本假设 8．（23-24高二下·江苏南通·期中）如图所示为氢原子的电子轨道示意图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（　　） A．能级越高，氢原子越稳定 B．能级越高，电子动能越大 C．电子的轨道可能是一些连续的数值 D．从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量大 【答案】D 【详解】A．根据波尔原子理论可知能级越低，氢原子越稳定，故A项错误； B．由题意可知，电子在能级轨道上绕原子核做圆周运动，由 能级越低，其半径越小，所以电子速度越大，电子动能为 所以能级越低，轨道半径越小，电子动能越大，故B项错误； C．由波尔原子理论可知，电子的轨道是不连续的，故C项错误； D．氢原子能级图，如图所示 从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为 从能级跃迁到能级辐射出的光子能量为 由上述分析可知，从能级跃迁到能级辐射出的光子能量较大，由 ，， 整理有 即从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量大，故D项正确。 故选D。 9．（2024·辽宁·三模）食盐被灼烧时会发出黄光，主要是由食盐蒸气中钠原子的能级跃迁造成的。在钠原子光谱的四个线系中，只有主线系的下级是基态，在光谱学中，称主线系的第一组线（双线）为共振线，钠原子的共振线是有名的黄双线（波长分别为589.0nm和589.6nm）。已知普朗克常量．元电荷，光速，下列说法正确的是（    ） A．玻尔理论能解释钠原子的光谱现象 B．钠原子处于高能级是因为从火中吸收了能量 C．黄双线均能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应 D．太阳光谱中有黄光，说明太阳中有钠元素 【答案】B 【详解】A．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的实验规律，但无法解释复杂原子的光谱现象，故A错误； B．食盐被灼烧时，钠原子吸收能量达到高能级，之后向低能级跃迁时放出光子，故B正确； C．根据可知黄双线的光子能量均约为 eV=2.1eV 根据发生光电效应的条件可知，均不能使逸出功为2.25eV的金属发生光电效应，故C错误； D．太阳光谱中有黄光，并不能说明太阳中有钠元素，有钠的特征光谱才能说明太阳中有钠元素，故D错误。 故选B。 （2024高二·全国·专题练习）经典理论的困难　玻尔原子理论的基本假设 10．经典理论的困难 （1）核式结构模型的成就：正确地指出了 的存在，很好地解释了 。 （2）经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的 ，又无法解释原子光谱的 线状谱。 11．玻尔原子理论的基本假设 （1）轨道量子化 ①电子绕原子核做圆周运动的轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是 的（填“连续变化”或“量子化”）。 ②电子在这些轨道上绕核的运动是 的，不产生 。 （2）定态 ①当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量。电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列 的值。这些 的能量值叫作能级。 ②原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为 。能量 的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。 （3）频率条件 当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m＜n）时，会 能量为hν的光子，该光子的能量hν＝ ，该式称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子 光子时，会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道， 光子的能量，同样由频率条件决定。 【答案】10． 原子核 α粒子散射实验 稳定性 分立 11． 量子化 稳定 电磁辐射 特定 量子化 定态 最低 放出 En－Em 吸收 吸收 【解析】10．（1）[1][2]核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验。 （2）[3][4]经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱。 11．（1）①[1]电子绕原子核做圆周运动的轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是量子化。 ②[2][3]电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射。 （2）①[4][5]当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量。电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列特定的值。这些量子化的能量值叫作能级。 ②[6][7]原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态。能量最低的状态叫作基态，其他的状态叫作激发态。 （3）[8][9][10][11]当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为En）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为Em，m＜n）时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件。反之，当电子吸收光子时，会从能量较低的定态轨道跃迁到能量较高的定态轨道，吸收光子的能量，同样由频率条件决定。 四、氢原子能级图 12．（23-24高二下·湖北·期末）我国国家航天局发布了首颗太阳探测卫星“羲和号”的探日成果，实现了国际首次在轨获取太阳谱线精细结构。是氢原子巴耳末系中频率最小的谱线，其对应的能级跃迁过程为（　　） A．从跃迁到 B．从跃迁到 C．从跃迁到 D．从跃迁到 【答案】D 【详解】由，最小的谱线对应的能级差最小，即 故选D。 13．（2023·江苏南京·模拟预测）如图甲所示为研究光电效应的电路，K极为金属钠（截止频率为，逸出功为2.29eV）。图乙为氢原子能级图，氢原子光谱中有四种可见光，分别是从、5、4、3能级跃迁到能级产生的。下列说法正确的是（　　） A．氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应 B．仅将P向右滑动，电流计示数一定变大 C．若图甲入射光的频率小于钠的截止频率，增大光照强度，也可以发生光电效应 D．将自感系数为30μH的电感线圈和电容为1.2pF电容器组成LC振荡电路，用该电路产生的电磁波照射K极，可以发生光电效应 【答案】A 【详解】A．从能级跃迁至产生的光的光子能量为，小于逸出功，不能使K极金属发生光电效应；从能级跃迁至产生的光的光子能量为，大于逸出功，可以使K极金属发生光电效应；则从能级、跃迁至产生的光的光子能量均大于，大于逸出功，能使K极金属发生光电效应；所以氢原子光谱中有三种可见光能够让图甲K极金属发生光电效应，故A正确； B．若K极发射的光电子未全部被A极吸收时，则将P向右滑动时，AK两极的电压增大，有更多的光电子被A极吸收，电流计示数增大；若K极发射的光电子已全部被A极吸收时，此时的电流已达到饱和电流，则将P向右滑动时，电流计示数不变，故B错误； C．若图甲入射光的频率小于钠的截止频率，增大光照强度，由于入射光的频率不变，所以不可以发生光电效应，故C错误； D．回路中产生的电磁波的频率为 所以产生的电磁波照射K极不能发生光电效应，故D错误。 故选A。 14．（2024·江西南昌·一模）如果电子具有足够的能量，在与氢原子碰撞过程中，电子将部分动能转移给氢原子，使其获得足够的能量跃迁到更高的能级。一个动能为12.3eV的电子与基态的氢原子发生碰撞，氢原子的能级如图所示，则激发后的氢原子发出的光子能量可能为（    ） A．0.66eV B．1.89eV C．2.86eV D．12.75eV 【答案】B 【详解】根据 可知一个动能为12.3eV的电子与基态的氢原子发生碰撞，氢原子处在或能级，激发后的氢原子发出的光子能量可能为 故选B。 15．（23-24高二下·河北·期末）氢原子能级的示意图如图所示。根据玻尔的原子理论，电子的轨道半径满足，轨道能量满足，其中n为能级数，、分别为基态电子的轨道半径和能量。若电子从某能级跃迁到第2能级时，轨道半径的变化量为原轨道半径的，则跃迁过程中辐射的光子能量为（　　） A．1.51eV B．2.55eV C．3.40eV D．12.75eV 【答案】B 【详解】电子从某能级跃迁到第2能级时，轨道半径的变化量为原轨道半径的，则 解得 跃迁过程中辐射的光子能量为 故选B。 16．a、b两束光是由处在同一激发态的原子跃迁到I态和Ⅱ态时产生的，分别用a、b两束单色光照射同一光电管阴极时，都发生了光电效应，且两束光照射时对应的截止电压Ua>Ub，则这两束光（　　） A．光子动量pa>pb B．发生电子跃迁时对应的能级EI>EII C．入射同一双缝干涉装置上，相邻亮纹的间距△xa<△xb D．若Ua=2Ub，则a、b两束光的光子能量满足 【答案】AC 【详解】A．截止电压Ua>Ub，说明a光子的能量大于b光子的能量，波长则小于b光子的波长；根据光子的动量公式 可知，光子动量pa>pb，故A正确； B．光子的能量等于原子跃迁前后两个能级之间的能量差，由于a光子的能量大于b光子，说明能级EI＜EII，故B错误； C．根据双缝干涉的条纹间距公式 可知，波长较小的a光子，其光束的干涉条纹间距更小，即 故C正确； D．在光电效应中，光电子的最大初动能等于光子能量与逸出功之差，即 而截止电压与电子电量的乘积等于光电子的最大初动能，即 由上两式可得 如果 则有 整理得 即 故D错误。 故选AC。 17．氢原子能级如图甲所示，一群处于高能级的氢原子，向低能级跃迁时发出多种可见光，分别用这些可见光照射图乙电路的阴极K，其中3条光电流I随电压U变化的图线如图丙所示，已知可见光波长范围约为到之间，a光的光子能量为。则（    ）    A．氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的可见光 B．当滑片P向a端移动时，光电流I将增大 C．a光照射得到的光电流最弱，所以a光光子动量最小 D．图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 【答案】D 【详解】A．可见光波长范围约为到之间，可知可见光的光子能量范围约为到之间。氢原子从能级向低能级跃迁时能辐射出6种频率的光，只有2种可见光，分别为从能级向能级跃迁和从能级向能级跃迁，故A错误； B．当滑片P向a端移动时，施加反向电压，光电流I将减小，故B错误； C．根据 可知频率越大，遏止电压越大，故a光的频率最大，根据 可知频率越大，波长越短，故a光的波长最短，根据 可知a光光子动量最大，故C错误； D．可见光波长范围约为到之间，根据氢原子能级图可知氢光谱可见光只有4条，而a光的能量最大，故排除氢原子从能级向能级跃迁的可能，故a光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.86，b光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为2.55，c光是氢原子从能级向能级跃迁发出的光，能量为1.89，故图丙中3条图线对应的遏止电压，一定有 故D正确。 故选D。 18．（23-24高三上·江苏·阶段练习）图甲是研究光电效应的实验原理图，阴极由逸出功的金属钙制成。图乙是汞原子的能级图，用汞原子跃迁发出的光子照射阴极，下列说法正确的是（　　）    A．大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出4种频率的光 B．从能级跃迁到基态发出的光子波长最长 C．从能级跃迁到能级发出的光子能使金属钙发生光电效应 D．用大量能级跃迁发出的光子照射，要使微安表示数为0，滑片P应向a端移动 【答案】D 【详解】A．大量能级的汞原子向低能级跃迁时只能发出 频率的光，故A错误； B．由公式 可知光的能量越小，光的波长越长，结合能级图容易知道并不是从能级跃迁到基态发出的光子的能量最小，所以从能级跃迁到基态发出的光子波长不是最长的，故B错误； C．由 可知从能级跃迁到能级发出的光子的能量为2.80eV，小于金属钙的逸出功，所以不能使金属钙发生光电效应，故C错误； D．大量能级跃迁发出的光子照射，当滑片P应向a端移动，有O点电势比a点的高，所以这时加在光电管的电压为反向电压，即K极加正极。所以有可能使得微安表示数为0，故D正确。 故选D。 19．（2024·湖南·模拟预测）现假设真空中有一氢原子，带电量为-e的电子绕一固定的原子核做圆周运动。根据Bohr的量子化假设，电子绕核转动时满足，其中为第n个能级的轨道半径，为电子处于第n个能级时的速度大小，为约化的普朗克常量。已知一电荷量为Q的点电荷在某处产生的电势满足，其中，r为该处到点电荷的距离，k为静电力常数，无穷远处为零势能面。下列说法正确的是（　　） A．在Bohr模型中，电子在定态轨道运行时，由于具有加速度，会不断向外辐射电磁波 B．电子能级越高，运动的周期越小 C． D．电子在第n个能级时体系的总能量 【答案】CD 【详解】A．根据玻尔的原子模型可知，电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波，A错误； B．电子绕着原子核做匀速圆周运动，具有“高轨、低速、大周期”的特点。即在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期大，B错误； C．对于氢原子，库仑力提供电子绕核运动的向心力，根据牛顿运动定律得 根据玻尔的量子化条件 ，n=1，2，3…… 联立以上两式解得 ，，n=1，2，3…… C正确； D．电子运行在半径为的轨道上，电子的动能 电子在轨道为时氢原子系统的电势能 则电子轨道为时氢原子系统的总能量 D正确。 故选CD。 20．（23-24高二下·宁夏银川·阶段练习）氢原子基态的能量为。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为，从玻尔的原子模型角度看，下列说法正确的是（　　） A．这些氢原子可能发出能量为的光子 B．这些氢原子最多可以发出6种不同频率的光子 C．用的电磁波照射氢原子，可以使处于基态的氢原子电离 D．这些氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将减小 【答案】BC 【详解】B．氢原子基态的能量为 大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子能量为，则有 解得 又 得 即处在n=4能级；根据 这些氢原子最多可以发出6种不同频率的光子，故B正确； A．这些氢原子可能发出能量为最小值为 不可能发出能量为的光子，故A错误； C．用的电磁波具有的能量 故用的电磁波照射氢原子，可以使处于基态的氢原子电离，故C正确； D．氢原子放出光子后，从高能级跃迁到低能级，电子的轨道半径减小，则库仑力做正功，所以动能增加，电势能减小，故D错误。 故选BC。 试卷第1页，共3页 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！ 1 学科网（北京）股份有限公司 $$