课时跟踪检测(十七) 氢原子光谱和玻尔的原子模型（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

课时跟踪检测(十七)　氢原子光谱和玻尔的原子模型 1.(2025·宁夏银川高二阶段练习)下列说法正确的是 (　　) A.不同原子的发光频率是不一样的,每种原子都有自己的特征谱线 B.炽热的钢水产生的是线状谱 C.太阳光谱中的暗线说明太阳上缺少与这些暗线相对应的元素 D.所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 2.(2024·江苏高考)在某原子跃迁中,辐射如图所示的4种光子,其中只有一种光子可使某金属发生光电效应,是哪一种 (　　) A.λ1 B.λ2 C.λ3 D.λ4 3.下列有关热辐射和能量量子化的说法正确的是 (　　) A.热辐射的辐射强度按波长的分布情况随温度的变化而有所不同 B.原子处于最高能级时最稳定 C.原子发生能级跃迁时要放出光子 D.普朗克认为带电微粒的能量是连续的 4.包含各种波长的复合光,被原子吸收了某些波长的光子后,连续光谱中这些波长的位置上便出现了暗线,这样的光谱叫作吸收光谱。传到地球表面的太阳光谱就是吸收光谱,下列说法正确的是 (　　) A.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 B.太阳光谱中的暗线是地球大气中的原子吸收光子后产生的 C.利用太阳光谱可以分析地球大气中含有哪些元素 D.利用太阳光谱可以分析太阳光中含有哪些元素 5.(2024·江西高考)近年来,江西省科学家发明硅衬底氮化镓基系列发光二极管(LED),开创了国际上第三条LED技术路线。某氮化镓基LED材料的简化能级如图所示,若能级差为2.20 eV(约3.52×10-19 J),普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则发光频率约为 (　　) A.6.38×1014 Hz　　　　 B.5.67×1014 Hz C.5.31×1014 Hz D.4.67×1014 Hz 6.如图所示是氢原子的能级图,若一群氢原子处于n=3能级,下列说法正确的是 (　　) A.从n=3能级跃迁到n=1能级时放出的光子的波长最长 B.这群氢原子放出的光子中,能量最大为10.2 eV C.这群氢原子跃迁时能够放出3种不同频率的光子 D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁 7.(2025·广西北海高二期末)(多选)氢原子的能级图如图所示,一群处于n=5能级的氢原子向较低能级跃迁时会发出不同频率的光,这些光照射在逸出功为3.34 eV的锌板上,下列说法正确的是 (　　) A.这群氢原子最多能发出10种不同频率的光 B.从n=5跃迁到n=4能级时发出的光波长最长 C.锌板上逸出的电子的最大初动能为13.06 eV D.氢原子的发射光谱是连续谱 8.(2025·宁夏石嘴山高二期末)如图所示,氢原子可在下列各能级间发生跃迁,设从n=4能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ1,从n=4能级跃迁到n=2能级辐射的电磁波的波长为λ2,从n=2能级跃迁到n=1能级辐射的电磁波的波长为λ3,则下列关系式中正确的是 (　　) A.λ1>λ3 B.λ3=λ2 C.λ3<λ2 D.=+ 9.氢原子的能级图如图所示,如果大量氢原子处在基态,则下列说法正确的是 (　　) A.由于氢原子只吸收特定能量的光子,所以能量为12.5 eV的光子不会被基态氢原子吸收 B.由于氢原子只吸收特定能量的光子,故动能为12.5 eV的电子的能量不会被基态原子吸收 C.能量为14 eV的光子不会被基态氢原子吸收 D.动能为14 eV的电子不会被基态氢原子吸收 10.(2025·山东烟台高二期末)氢原子能级图如图所示。大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,下列说法正确的是 (　　) A.可能辐射出三种不同频率的光 B.氢原子辐射出能量,电子的动能减少,电势能减少 C.从n=4能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子频率最小 D.从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射出的光子波长最长 11.(10分)氢原子光谱除了巴耳末系外,还有赖曼系、帕邢系等,其中帕邢系的公式为=R∞,n=4,5,6,…,R∞=1.10×107 m-1。若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域,真空中的光速c=3×108 m/s,试求: (1)n=7时,对应的波长;(4分) (2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大?n=7时,传播频率为多大?(6分) 12.(12分)如图甲是研究光电效应的电路图,图乙是汞原子的能级图,若用处于n=2能级的汞原子跃迁发出的光子照射某种金属,恰好可以使它发生光电效应,试求:(本题所求结果均以eV为单位) (1)该金属的逸出功W0;(4分) (2)若某次实验时图甲中的电压表示数为2 V,且用处于n=4能级的汞原子跃迁发出的光子照射该金属,求到达A极板的光电子动能的最大值。(8分) 课时跟踪检测(十七) 1．选A　不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线，故A正确；炽热的钢水产生的是连续谱，故B错误；太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故C错误；巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，故D错误。 2．选C　根据光电效应方程Ek＝hν－W0可知，只有一种光子可使某金属发生光电效应，该光子对应的能量最大，根据题图可知，跃迁时辐射的λ3光子能量最大。故选C。 3．选A　热辐射强度按波长的分布情况随物体温度的变化而有所不同，这是热辐射的一种特性，故A正确；通常情况下，原子处于能量最低的状态，这是最稳定的，故B错误；原子从低能级向高能级跃迁时要吸收光子，从高能级向低能级跃迁时要放出光子，故C错误；普朗克认为带电微粒的能量不是连续的，而是一份一份的，故D错误。 4．选A　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，且太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应，于是我们知道太阳大气中存在哪些金属元素，故A正确。 5．选C　根据题意可知，辐射出的光子能量ε＝3.52×10－19 J，由ε＝hν，代入数据解得ν≈5.31×1014 Hz，C正确。 6．选C　氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时放出的光子的能量最大，频率最高，波长最短，故A错误；这群氢原子放出的光子中，能量最大为ε＝E3－E1＝12.09 eV，故B错误；这群氢原子跃迁时能够放出光子的频率种数为N＝C32＝3，故C正确；这群氢原子只能吸收特定光子的能量而向更高能级跃迁，故D错误。 7．选AB　这群氢原子最多能发出C52＝10种不同频率的光，故A正确；根据ε＝hν＝h，氢原子从n＝5跃迁到n＝4能级时发出的光的能量最小，光波长最长，故B正确；氢原子从n＝5跃迁到n＝1能级时发出的光的能量最大，为hν＝E5－E1＝13.06 eV，根据Ek＝hν－W0，可得锌板上逸出的电子的最大初动能Ek＝9.72 eV，故C错误；氢原子只能处于几条特定的能级状态，在不同能级跃迁时发出特定频率的光，因此所发射的光谱是线状谱，故D错误。 8．选C　由题意结合题图可知氢原子跃迁时辐射的这三种磁波的能量的关系为h>h>h，可得λ1<λ3<λ2，故A、B错误，C正确；又h＝E4－E1，h＝E2－E1，h＝E4－E2，得h＝h＋h，即＝＋，则＝－，故D错误。 9．选A　根据玻尔理论，氢原子吸收光子可以从低能级跃迁至高能级，光子的能量恰好等于两能级差，如果不等于，则光子不能被吸收，基态与第三能级的能级差为12.09 eV，与第四能级的能级差为12.75 eV，所以12.5 eV的光子不会被吸收，故A正确；氢原子被外来自由电子撞击俘获能量被激发，电子能量为12.5 eV，氢原子最高可跃迁到第三能级，剩余能量可以以动能形式存在，所以可以被吸收，故B错误；当光子的能量大于13.6 eV时，氢原子吸收光子后发生电离，多余的能量作为脱离氢原子后电子的动能，因此可以被吸收，故C错误；动能为14 eV的电子最高可以使氢原子电离，因此可以被吸收，故D错误。 10．选D　大量处在n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多辐射出C42＝6种不同频率的光，故A错误；氢原子辐射出能量，能级降低，轨道半径减小，根据库仑力提供向心力有k＝m，可知电子的速度变大，结合动能表达式Ek＝mv2，可知电子的动能变大，库仑力做正功，电子的电势能减少，故B错误；由题图可知氢原子从n＝4能级跃迁到n＝1能级时辐射出的光子能量最大，根据ε＝hν可知光子频率最大，故C错误；由题图可知氢原子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时辐射出的光子能量最小，根据ε＝可知光子波长最长，故D正确。 11．解析：(1)由帕邢系公式＝R∞可知 当n＝7时，得λ≈1.00×10－6 m。 (2)帕邢系形成的谱线在红外线区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为v＝c＝3×108 m/s，由v＝λν 得ν＝＝＝ Hz＝3×1014 Hz。 答案：(1)1.00×10－6 m　(2)3×108 m/s　3×1014 Hz 12．解析：(1)根据光电效应方程Ek＝hν－W0 由题意可得W0＝hν＝E2－E1＝4.9 eV。 (2)由题意可得处于n＝4能级的汞原子跃迁到基态时发出的光子动能最大， 根据公式有hνmax＝E4－E1＝8.8 eV， Ek0＝hνmax－W0＝3.9 eV 同时根据动能定理有eU＝Ekm－Ek0 得Ekm＝eU＋Ek0＝5.9 eV。 答案：(1)4.9 eV　(2)5.9 eV 4 / 4 学科网（北京）股份有限公司 $