第4章 第4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课后达标检测（课件PPT）-【学霸笔记·同步精讲】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册（人教版）

该高中物理课件聚焦原子光谱、氢原子光谱规律及玻尔理论，通过“基础对点练”“综合提升练”题组，从光谱形成原理到能级跃迁应用逐步深入，搭建连贯知识支架，帮助学生构建原子物理认知体系。 其亮点在于结合高考真题（如2022重庆卷、2024江西卷）设计分层练习，通过能级跃迁计算、光谱分析等实例，培养科学思维与物理观念。详细解析助力学生掌握能量量子化等核心规律，教师可直接用于课堂检测与巩固，提升教学效率。

课后达标检测 1 √ 题组1　光谱和氢原子光谱的规律 1．(多选)下列关于原子光谱的说法正确的是(　　) A．原子光谱是由物质的原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子形成的 B．不同的谱线分布对应不同的元素 C．不同的谱线对应不同的发光频率 D．利用光谱分析不可以准确确定元素的种类 √ √ 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 课后达标检测 解析：原子光谱即线状谱，是由物质的原子从高能级向低能级跃迁时辐射光子形成的；不同原子的亮线位置不同，即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，可以利用它来鉴别物质或确定物质的组成成分。 4 5 6 7 8 1 9 10 12 11 2 3 课后达标检测 2．(多选)下列有关氢原子光谱的说法正确的是(　　) A．氢原子的发光光谱是连续谱 B．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 解析：原子的发光光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发光光谱不是连续谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，A、D错误，B、C正确。 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 √ 题组2　玻尔理论和能级跃迁 3．(多选)下列说法正确的是(　　) A．原子处于能级最低的状态时，最稳定 B．原子由高能级向低能级跃迁时，放出光子 C．能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征 D．原子能吸收任意能量值的光子向高能级跃迁 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：原子在不同的状态中具有不同的能量，能量最低的状态最稳定，A正确； 原子由高能级向低能级跃迁时，能量减小，放出光子，B正确； 能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征，C正确； 原子只能吸收等于能级差的光子向高能级跃迁，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 4．(多选)关于玻尔理论，以下叙述正确的是(　　) A．原子的不同定态对应于电子沿不同的圆形轨道绕核运动 B．当原子处于激发态时，原子向外辐射能量 C．只有当原子处于基态时，原子才不向外辐射能量 D．不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量 解析：根据玻尔理论知A正确； 不论原子处于何种定态，原子都不向外辐射能量，原子只有从一个定态跃迁到另一个定态时，才辐射或吸收能量，所以B、C错误，D正确。 √ √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 5．(2022·重庆卷，T6)如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53～2.76 eV，紫光光子的能量范围为2.76～3.10 eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为(　　) A．10.20 eV　　　　　 B．12.09 eV C．12.75 eV D．13.06 eV √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：由题知使处于基态氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知氢原子从n＝4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光(即从n＝4能级跃迁到n＝2能级辐射蓝光)，则需激发氢原子到n＝4能级，则激发氢原子的光子能量ΔE＝E4－E1＝12.75 eV。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 √ 6．氢原子钟是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制和校准的石英钟。氢原子能级示意图如图所示，下列说法正确的是(　　) A．玻尔理论认为电子的轨道半径是连续的 B．玻尔理论能很好地解释各种复杂原子的光谱 C．大量处于n＝3能级氢原子可以辐射出3种不同频率的光 D．氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级需要吸收能量 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：玻尔理论认为原子的能量是量子化的，轨道半径也是量子化的，不是连续的，故A错误； 玻尔理论由于仍然保留了经典力学的理论，因此存在一定的局限性，只能解释氢原子的光谱，对复杂原子的光谱不适用，故B错误； 氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时向外辐射光子，放出能量，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 √ 7．(2024·江西卷，T2)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，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 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 √ 8．利用氢气光谱管发光，可以产生氢的线状谱，这些谱线的产生是由于(　　) A．大量氢原子处于不同的激发状态，从而辐射不同频率的光子 B．大量氢原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子 C．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子 D．大量氢原子从基态或较低的激发态向较高的激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：根据玻尔理论可知，大量氢原子从较高的能级向较低的能级跃迁时，发出不同频率的光，从而辐射不同频率的光子，产生线状谱。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 9．中国“墨子号”量子科学实验卫星科研团队获得了克利夫兰奖。有关量子理论，下列说法正确的是(　　) A．量子理论是普朗克首先提出的，光量子理论则是爱因斯坦首先提出的 B．光的强度越大，光子的能量越大 C．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可以放出任意频率的光子 D．氢原子光谱为连续的亮线 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：普朗克提出了量子理论，爱因斯坦提出了光子说，A正确； 根据ε＝hν知，光子的能量与光子的频率有关，与光的强度无关，B错误； 氢原子从高能级向低能级跃迁时，辐射光的频率大小由能级差决定，只能发射某些特定频率的光子，C错误； 氢原子的能级是分立的，放出的光子的能量也是分立的，因此氢原子光谱中只有一些分立的亮线，D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 10．大千世界的五光十色是由于原子跃迁发光而产生的。氢原子能级的示意图如图所示，关于氢原子在跃迁过程中发射或吸收光子的描述，下列说法正确的是(　　) A．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，吸收的光子能量为1.89 eV B．大量氢原子从n＝4的激发态向低能级跃迁时发射的谱线有3条 C．用光子能量为10.3 eV的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 D．n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光子波长长 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 解析：氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时，放出的光子能量为1.89 eV，A错误； 用光子能量为10.3 eV的光照射处于基态的氢原子En＝－13.6 eV＋10.3 eV＝－3.3 eV，氢原子不存在En＝－3.3 eV的能级，C错误； n＝4能级的氢原子跃迁到n＝2能级比跃迁到基态发出的光子能量小，光子的频率小，波长长，D正确。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 √ 11．(多选)如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n＝4能级，下列说法正确的是(　　)   A．这群氢原子跃迁时能够发出4种不同频率的光子 B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为12.75 eV C．这群氢原子发出的光子中，从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出的光波长最长 D．这群氢原子跃迁时发出的光子频率连续 √ 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 这群氢原子发出的光子中，能量最大的为E＝E4－E1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，故B正确； 这群氢原子发出的光子中，从n＝4能级跃迁到n＝3能级时发出的光能量最小，则光的频率最小，即波长最长，故C正确； 这群氢原子跃迁时发出的光子频率是不连续的，故D错误。 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 12．(12分)已知h＝6.63×10-34 J·s，1 eV＝1.6×10-19 J。 (1)有一群氢原子处于量子数n＝4的激发态中，能发出几条光谱线？其中最高频率、最低频率各约为多少？(6分) 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 最高频率的光子满足hν1＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV＝2.04×10-18 J，ν1≈3.1×1015 Hz。最低频率的光子满足hν2＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV＝1.056×10-19 J，ν2≈1.6×1014 Hz。 答案：6条　3.1×1015 Hz　1.6×1014 Hz 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 (2)若有一个氢原子处于量子数n＝4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？(6分)　 解析：一个氢原子由n＝4能级向较低能级跃迁，最多能发出3种频率的光子，因为它从n＝4的能级跃迁至n＝3的能级时一定不存在由n＝4的能级直接跃迁至n＝1的能级的可能。 答案：3种 4 5 6 7 8 9 10 12 11 2 3 1 课后达标检测 $