4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课时对点练2 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第4节 氢原子光谱和玻尔的原子模型 课时对点练2 基础对点练 一、选择题: 1．处于n＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时(　　) A．能辐射2种频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子频率最大 B．能辐射2种频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子频率最大 C．能辐射3种频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子波长最长 D．能辐射3种频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝1能级放出的光子波长最长 2．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低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 3．已知处于某一能级n上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的跃迁的示意图是(　　) 4．氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是(　　) A．当氢原子从n＝2能级跃迁到n＝3能级时，辐射光子的能量为1.89 eV B．处于n＝2能级的氢原子可以被能量为2.5 eV的光子照射而向高能级跃迁 C．处于基态的氢原子，吸收14 eV能量后不能发生电离 D．一个处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出3种不同频率的光子 5.(多选)如图所示给出了氢原子6种可能的跃迁，则它们发出的光(　　) A．a的波长最长 B．d的波长最长 C．f比d光子能量大 D．a的频率最低 6．(多选)如图所示是氢原子的能级图，一群处于n＝3的激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子，用这些光子照射逸出功为2.25 eV 的金属钾，则下列说法正确的是 (　　) A．能使金属钾发生光电效应的光有3 种 B．金属钾表面所发出的光电子的最大初动能是9.84 eV C．这群氢原子在辐射光子的过程中，电子绕原子核的动能减小，电势能增大 D．这群氢原子能辐射出3 种不同频率的光子，其中从n＝3 能级跃迁到n＝2 能级所发出的光波长最长 能力综合练 一、选择题: 7.如图所示为氢原子能级示意图的一部分，关于氢原子，下列说法正确的是(　　) A．一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级，可能放出3种不同频率的光子 B．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子会吸收光子，能量升高 C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级，氢原子会向外放出光子，能量降低 D．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 8.已知氢原子的能级图如图所示，现用光子能量介于10～12.9 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是(　　) A．在照射光中可能被吸收的光子能量有无数种 B．在照射光中可能被吸收的光子能量只有3种 C．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有10种 D．照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种 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．(多选)氢原子的部分能级图如图所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子(　　) A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的长 B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光 C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的低 D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 11．(多选)氢原子能级图如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长为656 nm，下列说法正确的是(　　) A．一群处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线 B.用从n＝2跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，可以发生光电效应 C．氢原子从n＝4跃迁到n＝3的能级时，辐射光的波长小于656 nm D．用波长为633 nm的光照射，可以使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级 2． 计算题： 12.如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时， (1)最多有可能放出几种能量的光子？ (2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？最长波长是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，结果保留三位有效数字) 13．氢原子在基态时轨道半径r1＝0.53×10－10 m，能量E1＝－13.6 eV.电子的质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19 C．求氢原子处于基态时：(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，结果保留三位有效数字) (1)电子的动能； (2)原子的电势能． 参考答案： 1.答案　C解析　根据C＝3可知，处于n＝3能级的大量氢原子最多能辐射3种频率的光，分别为从n＝3能级跃迁到n＝2能级、从n＝3能级跃迁到n＝1能级，从n＝2能级跃迁到n＝1能级，根据ΔE＝hν，ν＝可知，从n＝3能级跃迁到n＝2能级放出的光子频率最小，波长最长，故选项C正确． 2.答案　B 3.答案　A解析　根据玻尔理论，波长最长的跃迁对应着频率最小的跃迁，即放出的光子能量最小，根据氢原子能级图，可知对应的是从n＝5能级到n＝4能级的跃迁，选项A正确． 4.答案　D 5.答案　ACD解析　氢原子由高能级向低能级跃迁时，能级差越大，对应的光子的能量越高，频率越大，波长越短． 6.答案　BD解析　处于n＝3的激发态的氢原子，向较低能级跃迁只能辐射出三种不同频率的光，又因为，金属钾的逸出功为2.25 eV，所以，处于n＝3的激发态的氢原子跃迁到n＝2时，不能使金属钾发生光电效应，故能使金属钾发生光电效应的光有2种，A错误；根据爱因斯坦光电效应方程可得，照射金属钾得到的光电子的最大初动能为Ek＝hν－W0＝(13.6－1.51－2.25) eV＝9.84 eV，B正确；氢原子辐射光子的过程中，核外电子的能量减小，轨道半径减小，根据k＝m可知，电子速率增大，动能增大，但电势能减小，C错误；由n＝3 能级跃迁到n＝2 能级的光子能量为1.89 eV，由n＝3 能级跃迁到n＝1 能级的光子能量为12.09 eV，由n＝2 能级跃迁到n＝1 能级的光子能量为10.2 eV，由光子能量ε＝hν可知，由n＝3 能级跃迁到n＝2 能级的光子频率最小，波长最长，D正确． 7.答案　C解析　一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级，最多能放出两种不同频率的光子，方式为：由能级3到能级2，再由能级2到能级1，所以A错误；从n＝4能级跃迁到n＝3能级，即由高能级向低能级跃迁，氢原子会放出光子，能量降低，所以C正确，B错误；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，所以D错误． 8.答案　B解析　根据跃迁规律hν＝Em－En和能级图，可知A错，B对；氢原子吸收光子后能跃迁到最高为n＝4的能级，能发射的光子的波长种类有C＝6种，故C、D错． 9.答案　BC解析　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，D错误． 10.答案　CD解析　从高能级向n＝1能级跃迁时，辐射的光子能量最小为10.20 eV，大于可见光的光子能量，则波长小于可见光的波长，A错误；从高能级向n＝2能级跃迁时辐射的光子能量最大为3.40 eV，大于可见光的能量，选项B错误；从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率最大为1.51 eV，小于可见光的光子能量，则频率比可见光的低，C正确；从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光子能量为1.89 eV，在可见光能量范围之内，D正确． 11.答案　AB解析　根据C＝6可知一群处于n＝4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生6种谱线，故A正确；从n＝2跃迁到n＝1能级辐射出的光子能量为：ΔE＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，用此光照射逸出功为6.34 eV的金属铂，可以发生光电效应，故B正确；当氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长为656 nm，那么氢原子从n＝4跃迁到n＝3的能级时，辐射的能量更低，则波长大于656 nm，故C错误；当氢原子从n＝3跃迁到n＝2能级时，辐射光的波长为656 nm，所以要使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级所需要的光的波长也应该是656 nm，故D错误． 12.答案　(1)6种　(2)第4能级向第3能级　1.88×10－6 m 解析　(1)由N＝C，可得N＝C＝6种． (2)氢原子由第4能级向第3能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长，根据hν＝＝E4－E3＝[－0.85－(－1.51)] eV＝0.66 eV， λ＝＝ m ≈1.88×10－6 m. 13.答案　(1)13.6 eV　(2)－27.2 eV 解析　(1)设处于基态的氢原子核外电子速度为v1， 则k＝ 所以电子动能Ek1＝mv12＝ ＝ eV≈13.6 eV (2)因为E1＝Ek1＋Ep1 所以Ep1＝E1－Ek1＝－13.6 eV－13.6 eV＝－27.2 eV. 学科网（北京）股份有限公司 $