3.3 光谱与氢原子光谱 3.4 玻尔原子模型 练习-2025-2026学年高二下学期物理鲁科版(2019)·选择性必修 第三册

光谱与氢原子光谱、玻尔原子模型 学科网（北京）股份有限公司 选择题：本题共14小题，单选每小题6分，多选每小题10分，共100分。 1.有关光谱的说法中正确的是( ) A.太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱 B.根据月光的光谱可以分析出月球上有哪些元素 C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 D.霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱 2.关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是( ) 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.原子的特征谱线可能是由于原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的 C.可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 D.原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据 3.如图甲所示，放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，从其中的氢气放电管观察氢原子的光谱，发现它只有一些分立的不连续的亮线（图乙），下列说法正确的是( ) A.亮线分立是因为氢原子有时发光，有时不发光 B.有几条谱线，就对应着氢原子有几个能级 C.核式结构决定了氢原子有这种分立的光谱 D.光谱不连续对应着氢原子辐射光子能量的不连续 4.下列说法中不正确的是( ) A.继承了卢瑟福的核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设 B.氢原子核外电子的轨道半径越大，核外电子动能越大 C.能级跃迁吸收(辐射)光子的频率由两个能级的能量差决定 D.原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量 5.一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.可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线 B.可能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 6.氢原子的能级图如图所示，现有大量的氢原子处于的激发态，当氢原子从能级跃迁到能级时，辐射出光子a，从能级跃迁到能级时，辐射出光子b.下列说法正确的是( ) A.大量处于激发态的氢原子最多可放出2种光子 B.光子a的能量大于光子b的能量 C.光子a能使处于能级的氢原子电离 D.处于激发态的氢原子可吸收能量为0.70 eV的光子 7.如图所示是某原子的能级图，为原子跃迁所发出的三种波长的光.在下列各选项所示的光谱中，谱线从左向右的波长依次增大，则为该原子光谱的是( ) A. B. C. D. 8.氢原子能级示意图如图所示.光子能量在1.64~3.10 eV之间的光为可见光.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射出若干不同频率的光.下列说法正确的是( ) A.这些氢原子共能辐射出5种不同频率的光子 B.这些氢原子共能辐射出3种不同频率的可见光 C.电子处在能级上时比处在能级上时的动能更小 D.从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长短 9.有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光。可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为( ) A.红色 B.黄色 C.绿色 D.青色 10.下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是( ) A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光 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 11.（多选）氢原子光谱在红外、可见光和紫外光区的谱线的波长公式满足与巴耳末公式类似的关系式：，m与n都是正整数，且.当m取定一个数值时，不同数值的n得出的谱线属于同一个线系.如：，、3、4、…组成的线系叫赖曼系，，、4、5、…组成的线系叫巴耳末系，则( ) A.赖曼系中对应的谱线波长最长 B.赖曼系中对应的谱线频率最大 C.巴耳末系中对应的谱线波长最长 D.赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大 12.（多选）关于太阳光谱，下列说法正确的是( ) A.太阳光谱是吸收光谱 B.太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后产生的 C.根据太阳光谱中的暗线，可分析太阳的物质组成 D.根据太阳光谱中的暗线，可分析地球大气层中含哪些元素 13.（多选）用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线.调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条，用表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量.根据如图所示的氢原子的能级可以判断和E的可能值为( ) A. B. C. D. 14.（多选）氢原子的能级示意图如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.64~3.10 eV，下列说法正确的是( ) A.一个处于能级的氢原子，最多可向外辐射6种不同频率的光子 B.如果能级的氢原子依靠某电子的撞击获得能量跃迁到能级，则该电子的能量一定等于12.75 eV C.处于能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 D.氢原子的核外电子跃迁时，若原子吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大 参考答案 1.答案：D 解析：太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；月光是月球反射的太阳光，分析月光实际上就是在分析太阳光，因此无法通过分析月光的光谱来得到月球的元素成分，故B错误；高温物体发出的光通过物质后，物质会吸收掉一部分，通过对光谱的分析，可以得知物质的组成成分，但是无法得到高温物体的组成成分，故C错误；稀薄气体和金属蒸气发出的光谱是线状谱，则霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱，故D正确. 2.答案：D 解析：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，A正确；原子的特征谱线可能是原子从高能级向低能级跃迁时放出光子而形成的，B正确；利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，但不能证明原子有何种内部结构，C正确，D错误.本题选不正确的，故选D. 3.答案：D 解析：放电管两端加上高压，管内的稀薄气体会发光，这是因为原子发生了跃迁，同时辐射出光子形成光谱，原子在不同能级之间跃迁时，形成不同波长的光，而形成的光谱是已经发生了跃迁的能级形成的，由于不同能级之间发生跃迁的条件不一样，有几条光谱线并不对应着氢原子有几个能级，由玻尔理论可知，氢原子的光谱是一些分立的不连续的亮线是因为氢原子的能量是不连续的，辐射的光子能量是不连续的，所以辐射的光子的频率也是不连续的，对应的光子的波长也是不连续的，所以亮线分立并非因为氢原子有时发光有时不发光，故A、B、C错误，D正确. 4.答案：B 解析：玻尔原子理论继承了卢瑟福的原子核式结构模型，但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设，A正确；电子绕核做圆周运动，由库仑力提供向心力，有，则电子的动能，可知核外电子的轨道半径越大，动能越小，B错误；电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由两个能级的能量差决定，即，C正确；按照玻尔理论，原子只能处于一系列不连续的状态中，每个状态都对应一定的能量，D正确.本题选择不正确的，故选B. 5.答案：B 解析：当原子由高能级向低能级跃迁时，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. 6.答案：C 解析：根据公式，可知大量处于能级的氢原子能发出三种频率不同的光，故A错误；氢原子从能级跃迁到能级的能级差为，比从能级跃迁到能级时的能级差小，根据公式，可知光子a的能量小于光子b的能量，故B错误；氢原子从能级跃迁到能级的能级差为1.89 eV，因为1.89 eV大于1.51 eV，所以光子a能使处于能级的氢原子电离，故C正确；用光子能量为的光照射处于能级的氢原子，根据公式，可得，由氢原子的能级图可知该光子不能被吸收，故D错误. 7.答案：C 解析：由（ν为光的频率）、可知，从第3能级跃迁到第1能级的能级差最大，发出的光的频率最大，波长最短；从第3能级跃迁到第2能级的能级差最小，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，故C正确，A、B、D错误. 8.答案：C 解析：大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出种不同频率的光子，故A错误；从能级到能级和从能级到能级产生的光，对应的光子能量分别为2.55 eV和1.89 eV，属于可见光，其余均不属于可见光，故这些氢原子共能辐射出2种不同频率的可见光，故B错误；对电子有，则，电子处在能级的轨道上的轨道半径比处在能级的轨道半径大，则动能更小，故C正确；由和可知，再根据，所以，故D错误. 9.答案：A 解析：根据题意可知，钠原子从激发态跃迁回基态有 锂原子从激发态跃迁回基态有 联立可得 根据图乙可知锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为红色。 故选A。 10.答案：B 解析：氢原子光谱是线状谱，光谱是一系列波长不连续的、分立的特征谱线，并不是只产生一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B正确，A、C错误；氢原子产生的光的波长与氢原子能级的能量差有关，与放电管的放电强弱无关，D错误. 11.答案：ACD 解析：在赖曼系中，利用氢原子光谱谱线的波长公式可知，n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，A正确，B错误；在巴耳末系中，、4、5、…利用氢原子光谱谱线的波长公式可知，n值越小，波长λ就越长，频率f就越小，C正确；由m和n的取值可知，赖曼系中一定大于巴耳末系中，则赖曼系中所有谱线波长一定小于巴耳末系谱线波长，所以在赖曼系中所有谱线频率都比巴耳末系谱线频率大，D正确. 12.答案：AB 解析： 13.答案：CD 解析：最高激发态量子数之差和最高能级量子数之差相同，设氢原子原来的最高能级为n，则调高后的最高能级为，则有，即.当时，，则调高后的最高能级为，此时能级与基态的能量差为，调高后电子的能量应该大于等于此时的能量差，同时小于基态和能级之间的能量差，否则氢原子将跃迁到更高能级，即小于，所以A错误，C正确；当时，，调高后的最高能级为，此时能级与基态的能量差为，调高后电子的能量应该大于等于此时的能量差，同时小于基态和能级之间的能量差，否则氢原子将跃迁到更高能级，即小于，所以B错误，D正确. 14.答案：CD 解析：一群处于能级的氢原子，最多可向外辐射6种不同频率的光子，而一个处于能级的氢原子，最多可向外辐射3种不同频率的光子，故A错误；如果能级的氢原子依靠某电子的撞击获得能量跃迁到能级，根据题图有，吸收的能量一定等于12.75 eV，因此该电子的能量大于或者等于12.75 eV，故B错误；紫外线的频率大于可见光的频率，故紫外线的光子能量大于3.10 eV，处于能级的氢原子吸收紫外线后，能量大于零，氢原子发生电离，故C正确；原子吸收光子时，电子的轨道半径增大，电场力做负功，电子动能减小，原子的电势能增大，根据玻尔理论可知，原子的能量增大，故D正确. $