课时分层检测(18)氢原子光谱和玻尔的原子模型-【创新大课堂系列】2025-2026学年高中物理选择性必修第三册同步辅导与测试(人教版)

电效应的条件是微光的频率要大于金属的裁止频率，故A错误：电 速直线运动，根据平衡条件得gE一gB,解得射线被加速后的速度 子一次性吸收光子的全部能量，不需要积累能量的时间，光电流几 乎是瞬时产生的，故B正确：对于同种频率的光，在光强略强的情 为u=E 况下，单位时间内照射到金属表面的光子数较多，照射金属时产生 (2)去掉金属板间电压后，粒子不再受到 765 439 的光电子较多，饱和电流较大，选项中缺少同种频率的光这一条 电场力，只在洛伦兹力作用下做匀速圆 件，故C错误：爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能 周运动，经过A点，设轨迹图心为O,半 E与入射光的频率v有关，而与光的强弱无关，根据E=eU,可 径为r,如图所示。 知逼止电压(U)和光强无关，与光的频率有关，故D正确。 则有(4d)2=2-(r-2d)2, 2 答案BD 解得r-5d, 14,解析用激光“焊接”剥落的视网膜利用了激光频率高、能量高的 因为洛伦兹力提供向心力，则” 特点，故A错误：根据c=以可知激光的频率为y=,故B错误： 9B. 联立解得 E 2 m 5dB29 激光光子的动量为力 ,故C错误：根据s=hy和c=以可知，单 (3)设粒子轨迹对应的圆心角为日，根据几何关系可得si0 Ad 5d 个光子的能量为h ，剥每个激光脉冲的能量为h，故D 0.8 正确。 解得0=53° 答案D 带电粒子在磁场中运动到A点的时间为 课时分层检测（十七） 1.解析阴极射线管可以从阴极发射出电子，用荧光屏可以显示出电 1360×2-53mdB 53° 36E 子束的轨迹，故A正确：电子发射出来时速度极大，无法看到每个电 子的运动轨迹，只能观察到电子束的轨迹，故B错误：电子质量很 答案(1)书 五 (2)5dB 3280 小，阴极射线管内如有空气 ,电子因与空气分子碰撞，能量损失很！12.解析 打在最边缘的电子，其初速度方 大，轨迹很短，所以阴极射线管内部应抽成真空，故C正确：阴极射 向平行于金离板，在电场中做类平抛 线管工作时，在它的阴极和阳极之间加上高电压，产生强电场，使电 运动， 在垂直于电场方向上做匀速运动，即 A 子脱离阴极加速，故D正确。 答案B r=7l 2,解析电子的电荷量是密立根通过“油滴实验”测出的，选项A、C! 在平行于电场方向上做初速度为零的匀加速运动，即 错误，选项B正确：测出比荷的值。和电子电荷量的值，可以确定 d=- 2a1 电子的质量，故选项D正确。 电子在平行于电场方向上的加速度a eE eU 答案BD m md 3.解析卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构 电子打在B板上的区域面积S=πr 模型，故B正确，A、C、D错误。 答案B 由以上几式得e=2π0d SU 4.解析 正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中是汤 2πu2d2 姆孙提出的原子模型，卢瑟福设计的α粒子散射实验说明带正电的 答案 SU 那部分物质占原子质量的绝大部分且集中在很小的空间范围内，从 而证明汤姆孙的模型是错误的，故A、C错误，B正确；当α粒子穿过 课时分层检测（十八）】 原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核， 1.解析根据玻尔原子理论中轨道量子化的知识可知，原子中电子绕 离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α 核的半径只能是一系列不连续的特定值，故D正确。 粒子与核十分接近时，才会受到很大的库仑斥力，而原子核很小，所 答案D 以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数发生大角度的偏 :2.解析 巴耳末公式中n为量子数，不可以取任意值，只能取整数，且 转，而绝大多数基本按直线方向前进，故D错误 n≥3，式中R。叫作里德伯常量，故A错误：巴耳末系的4条谱线位 答案B 5.解析在α粒子散射实验中，从α粒子源到荧光屏都处于真空环境 于可见先区，故B错误：根搭巴耳来公式六-R(侵十)可知， 中，选项A正确：绝大多数α粒子穿过金箔后不改变方向，只有极少 n值越大，对应的波长入越短，故C正确：公式只适用于氢原子从 数的粒子发生大角度偏转，选项B错误；α粒子接近金原子核时，受 n≥3的能级向n=2的能级跃迁时发出的光谱，故D错误。 到很强的排斥力才可能发生大角度偏转，选项C错误：通过α粒子 答案 C 散射实验建立了原子的核式结构模型，选项D错误。 3.解析 由轨道量子化假设知A正确：根据能级假设和频率条件知不 答案A 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 6.解析阴极射线是电子流，电子在电场中所受电场力与电扬方向相 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 反，可知选项C正确，B错误：加上垂直纸面向里的磁场时，电子在 正确 磁场中受洛伦兹力，要发生偏转，选项D错误：当不加电场和磁场 : 答案AD 时，由于电子所受的重力可以忽略不计，因而不发生偏转，选项A 4.解析语线的波长满足公式】=R( 确。 nn=3,4,5,…), 答案AC 7.解析粒子的散射实验说明了原子具有核式结构，而普朗克提出 当n=3时，波长最长， =R（侵一）小当n=4时，波长次之， 了能量量子化理论，故A错误；根据α粒子散射现象可知，大多数{ 1 粒子穿过金箔后几乎沿原方向前进，只有当击中金箔时才有较大角· 度的偏转，故B错误；粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可 R(令）小解得-器由=得 2 =20,故A 21 27 正确，B、C、D错误。 知，从远处运动到近处过程中电场力做负功，电势能增加，所以α粒 答案 子的电势能先增大后减小，故C错误；a、c两点距金原子核的距离相 等，则a粒子经过a、c两点时动能相等，故D正确。 15.解析 要吸收光子产生跃迁需要满足一定的条件，即吸收的光子的 能量必须是任两个能级的差值。40.8V是第一能级和第二能级的 答安 8.解析 差值，51.0eV是第一能级和第四能级的差值，54.4eV是电子电离 卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，正 需要吸收的能量，选项A、C、D均满足条件，而B选项不满足条件， 电荷全都集中在原子核内，《粒子带正电，同种电荷相互排斥，在曲 所以选B。 线运动中，合外力的方向应指向曲线的凹侧，①区域符合题意，故选 答案B 项A正确。 ·6.解析能级差越大，对应的光子的能量越大，频率越大，波长越小， 答案A 故A、C、D正确，B错误。 9.解析α粒子在靠近金原子核的过程中，库仑力做负功，电势能逐渐· 答案 增大，A错误：粒子散射实验说明占原子质量绝大部分的带正电物 ACD 7,解析(1)氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光子的能量为v= 质集中在很小的空间内，不能说明原子核是由质子和中子组成的， E3-E1=(-1.51+13.6)eV=12.09eV。 B,C错误：当它们的距离最小时，二者速度相等，α粒子与金原子核！ 的动量大小之比等于质量之比，为4：197，D正确。 (2)逸出光电子的最大初动能为 答案D E =eU.=10.92 evo 10.解析偏转线圈中没有电流，阴极射线沿直线运动，打在()点，A! (3)根据光电效应方程得 正确：由阴极射线的电性及左手定则可知B错误，C正确：由R一 W。=hy-Ek=(12.09-10.92)eV=1.17eV。 答案(1)12.09eV(2)10.92eV(3)1.17eV 5可知，B越小，R越大，故磁感应猫度应先由大变小，再由小变8，解析氢原子发射光谱属于线状语，故A错误：H语线的波长爱长，频 大，故D错误。 率最小，所以光子能量最小，故B错误：H。谱线的波长最短，频率最大， 答案AC 故C错误：该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生，故D正确。 11.解析(1)射线被加速后在电场力和洛伦兹力的共同作用下做匀： 答案D 230 9.解析一群氢原子从=4的能级向低能级跃迁时，能够发出六种！ 故A错误：康普顿效应实验证明了光的粒子性，B错误：千涉、衍射 不同频率的光。六种情况发出光子能量依次为： 现象是波特有的现象，因此电子双缝干涉实验以及衍射实验均说明 n=4到n=3时， 了粒子具有波动性，C、D正确。 -0.85eV-(-1.51eV)=0.66eV2.22eV, 答案C n=3到n=2时， -1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV<2.22eV, 5,解析 中子的动量=杂，氛枚的动童： -,对撞后形成的氚 n=2到n=1时， -3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV>2.22eV, 核的动量力：=p:十p1,所以氚核的德布罗意波长为入= P: n=4到n=1时， 0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV>2.22eV, 1,故A正确，B、CD错误。 n=4到n=2时， 答案A -0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV>2.22eV, 16.解析由表可知，弹子球的波长为3.3×10一0m,远小于宏观物质 n=3到n=1时， 和微观物质的尺寸，故要检测弹子球的波动性几乎不可能，故A正 -1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV>2.22eV, 确：B.无线电波的波长为3.0×102m,大于普通物体的尺寸，很容易 前两种不能从金属钾表面打出电子，后四种可以，故C正确。 发生衍射，故通常情况下只能表现出波动性，故B正确：C,电子的波 答案C 10.解析设原来光语线教目为C=mm”卫，调高电子的能量后， 长为12X100m,与原子的尺寸接近，故照射到金属晶体上才能 观察到它的波动性，故C正确：D.根据德布罗意的物质波理论，电磁 2 波和实物粒子都具有波粒二象性，故D错误：故选ABC。 光搭线敦日为C=n",卫。依题意有C-C=5,得两组解： 答案ABC 2 n=4m二2或n=6,m=5。故当△n=2时，E1一E≤E<E；一E1,7.解析离子加速后的动能Ek=gU,离子的德布罗意波长A=上 选项D正确：当△n=1时，E6一E1≤E<E,一E1,选项A正确。 答案AD 所以H /24X2_45,故选项D正确。 1 11.解析Ew=E2一E1,E6=E3一E1,E。=E3一E2,故E6=E。十E,CI /2mEw √/2m·gU 答案D 入。 确：a光恰能使某金属发生光电效应，而E。>E,故c光不能使该 h 金属发生光电效应，D项错误。 答案BC 12解析（①)根据系公式=R-()得 h h 当n=6时，有1≈1.09×10-6m。 所以入= (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 √/2moEk√J/2emoU 空中以光速传播，故波速为光速c=3×108m/s 把U=200V,mo=9.1×10-31kg, 3×10 代入上式解得1≈8.69X10-2nm。 v-六-=1.09x10Hz≈2.75×104H. 答案 8.69×10-2nm 9.解析设带电粒子加速后的速度为， 答案(1)1.09×10-im(2)3×108m/s2.75×1011Hz 13.解析)由E。=京E得 根据动能定理可得gU=】 2qU E一 =-0.85eV。 所以vm 由德布罗意波长公式可得 (2)由rn=nr1,得r1=16n1,由圈周运动知识得 h h 2gU 2mgU √2mgU m 所以4子- ke29.0×10×(1.6×10-1") 所以选项C正确。 -J=0.85eV。 32×0.53×10-10 答案C (3)要使处于=2轨道的氢原子电离，照射光的光子能量应能使！10，解析，以速率2发射电子时，O点到两个狭缝的路程差仍为零， 电子从第2能级跃迁到无限远处，爱小频率的电磁波的光子能量} 故()点仍然是亮纹，故A错误，B正确：以速度2发射电子，动量 应为 变为2倍，根据公式入=么知，波长减小为原来的之，根据条纹间 E v=0- 距公式△x= 得≈8.21×1014Hz。 知，条纹间距减小为原来的号，故C正确，D 答案(1)-0.85eV(2)0.85eV(3)8.21×104Hz 错误。 答案BC 课时分层检测（十九） 11.解析设加速电压为U,电子电荷量为e,质量为m,则Ek=U 1.解析实物粒子与光子一样都具有波粒二象性，但实物粒子与光子 本质不同，故A错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子， p ,又力= ,故eU= h 认为实物粒子也具有波动性，故B正确：康普顿效应表明光具有粒！ 2m,可得入√m0对电子来说，加速 子性，即光子不仅具有能量还具有动量，故C错误：根据德布罗意的 电压越高，则入越小，衍射现象越不明显，显微镜分辨本领越强，故 物质波公式=么可知，粒子的动量越小，波长越长，其波动性越明！ AB错误：电子与质子相比较，质子质量远大于电子质量，在电荷 量和加速电压相同的情况下，质子加速后的波长要比电子小得多， 显，故D错误。 衍射不明显，分辨本领强，故C正确、D错误。 答案C 答案B 2解折光电效应表明光具有“二份一份“的能量，康普领效应说明光2，解析 (1)电子在电场中加速，根据动能定理， 具有动量，均能说明光具有粒子性，A正确：电子束射到晶体上产生 电子动能Ek=eU=之m 的衍射图样说明实物粒子具有波动性，B正确；动量p=√2mEk,因 为质子与电子的质量不同，所以动能相等的质子与电子的动量是不 对应的德布罗意波长入。=上=么 p mv h 同的，根据德布罗意波长公式入= 么可知它们的德布罗意波长不相 联立得入= ≈1.3×101m。 等，C错误；因为电磁波的频率越低，能量值越小，频率越高，能量值 √2m.E√2meeU (2)当电子与固体撞击后，其动能全部失去， 越大，所以低频电磁波的波动性显著，高频电磁波的粒子性显著，D 错误。 其中光子能量Ek=hym,eU=Ek 答案AB 解得X%1.4X1010m: 3.解析 个别或少数光子表现出光的粒子性，大量光子表现出光的波 动性。使光子一个一个地通过狭缝，如果时间足够长，通过狭缝的 光子数足够多，光子的分布遵循波动规律，则底片上将会显示出衍 一个光子的装大动童pa名≈4.7X10短·m/ 射图样，选项A、C正确。单个光子通过狭缝后，路径是随机的，底 答案(1)1.3×10-1m 片上不会出现完整的衍射图样，选项B、D错误。 (2)1.4×1010m4.7×10-21kg·m/s 答案AC 课时分层检测（二十） 4,解析通过研究金属的遇止电压与入射光频率的关系，证明爱因斯1解析 卢瑟福通过α粒子的散射现象发现了原子核式结构模型，故 坦光电效应方程的正确性，这句话正确，但是这证明了光的粒子性，： A不符合题意：贝克勃尔最早发现了天然放射现象，故B符合题意： 231班级 姓名 课时分层检测（十八） 氢原 …0基础达标练0。 1.根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核的 半径 A.可以取任意值 B.可在某一范围内任意取值 C.可以取一系列不连续的任意值 D.是一系列不连续的特定值 2关于巴耳末公式-R一)=34, 5,…)的理解正确的是 A.式中n只能取整数，R∞称为巴耳末常量 B.巴耳末系的4条谱线位于红外区 C.在巴耳末系中n值越大，对应的波长入 越短 D.巴耳末系的4条谱线是氢原子从n=2的 能级向n=3、4、5、6能级跃迁时辐射产 生的 6 3.(多选)关于玻尔理论，以下论断正确的是 ( 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 4.巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴 耳末公式=R(一是)式中n=34,5, …。后人把可用该公式描述的谱线系称为 160 得分 子光谱和玻尔的原子模型 巴耳末系，氢原子光谱的巴耳末系中波长最 长的光波的光子频率为少，波长次之的为 2,则上为 ( A器 B2 20 c号 氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构 的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1= 一54.4eV,氦离子能级示意图如图所示。 在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离 子吸收而发生跃迁的是 En------ Es 3.40eV Es -6.00eV E2 -13.6eV E -54.4eV A.40.8eV B.43.2eV C.51.0eV D.54.4eV （多选)如图所示给出了氢4n 原子的6种可能的跃迁，则 它们发出 A.a的波长最长 B.c的波长最长 C.f比d光子能量大 D.a频率最小 氢原子的能级图如图所 示，一群氢原子受激发 -1.51 -3.40 后处于n=3能级。当 它们向基态跃迁时，辐 1 -13.6 射的光照射光电管阴极K,电子在极短时间 内吸收光子形成光电效应。实验测得其遏 止电压为10.92V。求： 班级 姓名 (1)氢原子从n=3能级向基态跃迁，辐射光 子的能量； (2)逸出光电子的最大初动能Ek初； (3)光电管阴极K的逸出功。 0能力提升练0… 8.如图为氢原子发射光谱，H。、H、Hy、H是 其中的四条谱线，下列说法正确的是( 410.2434.1486.1 656.3/nmi Hs Hy Hp Ha A.氢原子发射光谱属于连续光谱 B.H。谱线对应光子的能量最大 C.H谱线对应光子的频率最小 D.该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生 9.如图所示，画出了氢原 n EleV -0.85 子的4个能级，并注明 -1.51 -3.4 了相应的能量E。处在 n=4能级的一群氢原子 -13.6 向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的 光波。已知金属钾的逸出功为2.22cV.在这些 光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总 共有 ( ) A.二种B.三种 C.四种 D.五种 16 得分 10.（多选)用大量具有 E/ev 0 一定能量的电子轰 8器 击大量处于基态的 -1.51 氢原子，观测到了 一定数目的光谱 2 -3.4 线。调高电子的能 量再次进行观测， 发现光谱线的数目 --13.6 比原来增加了5条。用△n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。根据氢原子的能级图（如 图所示)可以判断，△n和E的可能值为 ( A.△n=1,13.22eV≤E<13.32eV B.△n=2,13.22eV≤E<13.32eV C.△n=1,12.75eV≤E<13.06eV D.△n=2,12.75eV≤E<13.06eV 11.(多选)氢原子能级图n EleV 0------------0 如图所示，a、b、c分别 3 -1.51 01 -3.40 表示原子在不同能级 之间跃迁时发出的三 -13.6 种光子，设在跃迁过程中，放出a、b、c光子 的能量和波长分别是E。、E6、E。和入。、入b、 入。，若a光恰能使某金属发生光电效应，则 A.入a=入b十λ。 B太太以 C.E6=Ea十E。 D.c光也能使该金属发生光电效应 …0 创新应用练0 12.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是 班级 姓名 得分 13.氢原子基态能量E1=一13.6eV,电子绕核 R 32 n2 n =4,5,6,…),R∞=1.10× 做圆周运动的半径r1=0.53×1010m。 107m1。已知帕邢系的氢原子光谱在红 求氢原子处于n=4激发态时：（已知能量 外线区域 (1)n=6时，对应的波长为多少？ 关系尼=是，半径关系人= (2)帕邢系的氢原子光谱谱线对应的波在： 9.0X109N·m2/C2,e=1.6×10-19C,普 真空中的波速为多少？n=6时，传播频率 朗克常量h=6.63×10-34J·s) 为多大？ (1)原子系统具有的能量； (2)电子在n=4轨道上运动的动能； (3)若要使处于n=2轨道上的氢原子电 离，至少要用频率为多大的电磁波照射氢 原子？ 162