第4章 4.第2课时 玻尔理论对氢光谱的解释 玻尔理论的局限性（课时跟踪检测）（学用word）-【优学精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

第2课时　玻尔理论对氢光谱的解释　玻尔理论的局限性 1.B　当一群氢原子由高能级向低能级跃迁时，氢原子将发出光子，由于不只是两个特定能级之间的跃迁，所以可以发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线，故B正确。 2.C　由ε=hν（ν为光的频率）和λ=可知，从第3能级跃迁到第1能级的能量差最大，发出的光的频率最大，波长最短；从第3能级跃迁到第2能级的能量差最小，发出的光的频率最小，波长最长，所以波长依次增大的顺序为a、c、b。故C正确，A、B、D错误。 3.C　由公式hν=En－Em可知，从n=3跃迁到n=1产生的光子能量最大，从n=3跃迁到n=2产生的光子能量最小，三种光子的最大能量与最小能量的差为ΔE=（E3－E1）－（E3－E2）=E2－E1=－3.40 eV－（－13.6 eV）=10.2 eV，故C正确，A、B、D错误。 4.B　从n=4跃迁到n=1时辐射出的光子能量最大，最大能量为－0.85 eV－（－13.6 eV）=12.75 eV，则根据爱因斯坦光电效应方程，产生的光电子的最大初动能为12.75 eV－4.73 eV=8.02 eV，故选B。 5.AD　一群氢原子处于n能级向基态跃迁时可以辐射出种频率的光子，一个氢原子从n能级逐级往下跃迁时，最多可产生n－1种频率的光子。因为P处于n=4能级，且P为一群氢原子，所以P最多能辐射6种不同频率的光子；Q为一个氢原子，处于n=3能级，所以Q最多能辐射2种不同频率的光子。故A、D正确。 6.AC　氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态会放出光子，故A正确；一个氢原子处于n=4激发态，当它向基态跃迁时最多可以发出3条不同频率的光谱线，故B错误；氢原子发生能级跃迁吸收或放出的光子能量等于两能级的能量差，－13.6 eV＋13.06 eV=－0.54 eV，可知电子跃迁到n=5能级，氢原子辐射的不同频率的光子最多有C=10种，C正确；氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径增大，因电场力做负功，故氢原子电势能增大，电子的动能减小，故D错误。 7.C　玻尔原子理论的成功之处是引入了量子观念，不足之处是保留了经典粒子的概念，故A错误；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，但不足之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念，不能解释其他原子的发光光谱，故B错误；玻尔在原子核式结构模型的基础上把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统中，提出了自己的原子结构假说，故C正确；玻尔受到普朗克的能量子观点的启发，得出原子轨道的量子化和能量的量子化，故D错误。 8.A　根据C=6，可知这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A正确；由题图可知当核外电子从n=4能级跃迁到n=3能级时，能级差最小，辐射的光子频率最小，波长最长，故B、C错误；从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光子能量ε=－1.51 eV－（－3.4 eV）=1.89 eV＜2.22 eV，小于钾的逸出功，不能发生光电效应，故D错误。 9.BC　Ea=E2－E1，Eb=E3－E1，Ec=E3－E2，故Eb=Ea＋Ec，C正确；又因为E=hν=h，故=＋，A错误，B正确；a光恰能使某金属发生光电效应，而Ea＞Ec，则c光不能使该金属发生光电效应，D错误。 10.C　氢原子从n=1能级向n=2能级跃迁时需要吸收光子，故A错误；一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱有C=3，即三条亮线，故B错误；大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子是从能级4向能级3跃迁时辐射出的，则其能量为ΔE=E4－E3=0.66 eV，故C正确；用能量为3.6 eV的光子照射处于基态的氢原子，3.6 eV＜13.6 eV，可知能量为3.6 eV的光子不可以使氢原子电离，故D错误。 11.D　一个处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出（5－1）=4种不同频率的光子，故A错误；从n=5能级向低能级跃迁，跃迁到n=4能级辐射的光能量最小，由公式E=hν=h可知，波长最长，故B错误；处于n=3能级的氢原子跃迁到基态应放出能量，故C错误；原子从n=5能级跃迁到n=3能级时，释放出的一个光子能量为E，即有E=E5－E3=－，n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光子能量为E′=E4－E2=－，由爱因斯坦光电效应方程可知，用n=4能级跃迁到n=2能级辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为Ekmax=E′－E，联立解得Ekmax=E，故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $ 第2课时　玻尔理论对氢光谱的解释　玻尔理论的局限性 知识点一　玻尔理论对氢光谱的解释 1.一群氢原子处于同一较高能级的激发态，它们向较低能级激发态或基态跃迁的过程中（　　） A.吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B.发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线 C.只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D.只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线 2.如图所示是氢原子的能级图，a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光。在下列各选项的光谱中，谱线从左向右的波长依次增大，则为该原子光谱的是（　　） 知识点二　能级跃迁 3.我国北斗三号使用的氢原子钟是世界上最先进的原子钟，它是利用氢原子吸收或释放能量发出的电磁波来计时的。如图所示为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收某种频率的光子跃迁到激发态后，能辐射三种不同频率的光子，能量最大的光子与能量最小的光子的能量差为（　　） A.13.6 eV B.12.09 eV C.10.2 eV D.1.89 eV 4.（2025·浙江台州中学月考）氢原子的能级图如图所示，大量处于n＝4能级的氢原子跃迁发出的光照射在金属Ag的表面上。已知Ag的逸出功为4.73 eV，则产生的光电子的最大初动能为（　　） A.7.36 eV B.8.02 eV C.10.20 eV D.12.75 eV 5.〔多选〕如图所示为氢原子的能级图，其中n＝1为基态，若一群氢原子P处于激发态n＝4能级，一个氢原子Q处于激发态n＝3能级，则下列说法正确的是（　　） A.P最多能辐射出6种频率的光子 B.P最多能辐射出3种频率的光子 C.Q最多能辐射出3种频率的光子 D.Q最多能辐射出2种频率的光子 6.〔多选〕按照玻尔氢原子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（　　） A.氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要释放光子 B.一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可以发出6条光谱线 C.用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子 D.氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，氢原子的电势能减小，电子的动能增大 知识点三　玻尔理论的局限性 7.下列说法中正确的是（　　） A.玻尔原子理论的成功之处是保留了经典粒子的概念 B.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱，因此玻尔的原子结构理论已完全揭示了微观粒子运动的规律 C.玻尔把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，提出了自己的原子结构假说 D.玻尔原子理论中的轨道量子化和能量量子化的假说，启发了普朗克将量子化的理论用于黑体辐射的研究 8.氢原子的能级图如图所示，现处于n＝4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　） A.这些氢原子可能发出6种不同频率的光 B.氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射的光子能量最小 C.氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，辐射的光子波长最短 D.已知钾的逸出功为2.22 eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射的光子可以从金属钾的表面打出光电子 9.〔多选〕氢原子能级图如图所示，a、b、c分别表示原子在不同能级之间的三种跃迁途径，设a、b、c在跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是Ea、Eb、Ec和λa、λb、λc，若a光恰能使某金属发生光电效应，则（　　 ） A.λa＝λb＋λc B.＝＋ C.Eb＝Ea＋Ec D.c光也能使该金属发生光电效应 10.北斗二期导航系统的“心脏”是上海天文台自主研发的星载氢原子钟，它是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制并校准石英钟的。图为氢原子能级图，则下列说法正确的是（　　 ） A.氢原子从n＝1能级向n＝2能级跃迁时辐射电子 B.一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，形成的线状光谱有两条亮线 C.大量处于n＝4能级的氢原子辐射出来的光子中，波长最长的光子能量为0.66 eV D.用能量为3.6 eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离 11.如图是氢原子的能级图，各能级能量关系为En＝，其中E1为基态能量，n为量子数。当原子从n＝5能级跃迁到n＝3能级时，释放出的一个光子能量为E，下列说法正确的是（　　） A.一个处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多能辐射出10种不同频率的光子 B.从n＝5能级向低能级跃迁，跃迁到n＝4能级辐射的光波长最短 C.处于n＝3能级的氢原子跃迁到基态吸收光子能量为12.5E D.某金属的逸出功为E，用n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射的光子照射该金属，逸出光电子的最大初动能为E 3 / 3 学科网（北京）股份有限公司 $