4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型 基础练习卷-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

氢原子光谱和玻尔的原子模型基础练习卷 一、单选题 1．氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式其中分别对应谱线，下列关于和光说法正确的是（　　） A．在同一玻璃介质中传播时，光的传播速度大 B．分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽 C．分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，光的饱和光电流大 D．用照射某一金属发生光电效应，则用照射该金属也一定能发生光电效应 【答案】A 【详解】AB．根据题意，由巴耳末公式可知，光的波长较大，折射率较小，则由公式可知，光的传播速度大，分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽，故A正确，B错误； C．若用两光照射同一光电效应装置，均能发生光电效应，相同光强的光，光频率较小，光子能量较小，光子数较多，饱和光电流大，故C错误； D．光的波长较大，频率较小，则用照射某一金属发生光电效应，用照射该金属不一定能发生光电效应，故D错误。 故选A。 2．下列叙述中符合物理学史的有（　　） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了质子 B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构理论 C．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 D．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量 【答案】B 【详解】A．汤姆孙通过阴极射线实验发现了电子，而非质子，故A错误； B．卢瑟福通过α粒子散射实验分析，提出原子核式结构理论，故B正确； C．玻尔模型基于卢瑟福的核式结构，引入量子化轨道，并未彻底否定核式结构，故C错误； D．密立根通过油滴实验测定了元电荷e的电荷量，库仑研究的是电荷间作用力，故D错误。 故选B。 3．某原子的部分能级如图中水平线所示，相邻水平线之间的距离与相应的能级差成正比，当原子中的电子发生跃迁时，辐射如图所示的A、B两种光子，则两光子的波长满足（　　） A． B． C． D．不确定 【答案】C 【详解】原子发生跃迁时，辐射出的光子能量等于两能级间的能量差，由题意及图A、B两种光子对应的水平线间距离可知，根据 可得两光子的波长满足 故选C。 4．氢原子的光谱如图所示，图中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ四条谱线都在可见光区。这四条谱线对应的光子能量最高的是（　　） A．Hα谱线 B．Hβ谱线 C．Hγ谱线 D．Hδ谱线 【答案】D 【详解】根据 根据光谱线可知，谱线的波长最短，则谱线对应的光子能量最高。 故选D。 5．如图所示为玻尔理论中氢原子能级图。当氢原子从的激发态向较低能级跃迁时，放出光子的能量可能是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】氢原子从高能级往低能级跃迁，能级能量差即为放出光子的能量，从的激发态向低能级跃迁，共放出6种光子，只有从跃迁到基态时，放出光子的能量－3.4eV－(－13.6eV)=10.2eV符合题意，故选B。 【点睛】 6．氢原子部分能级的示意图如图所示。巴耳末系的四条谱线、、和 的波长满足。已知靛蓝色光子能量范围为，四条谱线中为靛蓝色的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】巴耳末系的四条谱线，谱线的能量为 谱线的能量为 谱线的能量为 谱线的能量为 靛蓝色光子能量范围为，只有谱线属于靛蓝色。 故选B。 7．已知某金属的逸出功为4.63eV，一群处于基态的氢原子吸收能量被激发后，辐射出的光子中只有三种光子可以使该金属发生光电效应，则基态氢原子吸收的最大能量为（　　） A．13.60eV B．12.75eV C．12.09eV D．10.20eV 【答案】B 【详解】氢原子被激发后辐射的光子中有3种光子可以使该金属发生光电效应，则三种光子的能量大于，氢原子被激发到4能级，基态氢原子吸收的最大能量为。 故选B。 8．关于氢原子光谱，下列说法正确的是（　　） A．氢原子光谱是连续光谱 B．氢原子光谱是线状光谱 C．氢原子光谱是带状光谱 D．氢原子光谱是混合光谱 【答案】B 【详解】A．连续光谱由炽热的固体、液体或高压气体产生，而氢原子光谱由电子跃迁发射特定波长的分立谱线组成，故A错误。 B．氢原子光谱由不连续的亮线构成（如巴耳末系），属于线状光谱，故B正确。 C．带状光谱由分子气体产生，氢原子光谱为原子光谱，故C错误。 D．混合光谱指多种元素光谱的叠加，而题目仅讨论单一氢原子光谱，故D错误。 故选B。 9．1909~1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞”了回来。为了解释这个实验现象，卢瑟福提出了（　　） A．电子轨道量子化理论 B．原子的核式结构模型 C．原子结构“枣糕”模型 D．分子电流假说 【答案】B 【详解】A．电子轨道量子化理论是玻尔提出的，用于解释氢原子光谱规律，与粒子散射实验无关，故A错误； B．卢瑟福根据粒子散射实验的现象，提出原子的核式结构模型，认为原子中心存在体积小、带正电、集中几乎全部原子质量的原子核，电子在核外绕核运动，可完美解释实验中粒子的偏转规律，故B正确； C．原子结构“枣糕”模型是汤姆逊提出的，无法解释粒子大角度偏转的实验现象，故C错误； D．分子电流假说是安培提出的，用于解释物质磁性的本质，与本题实验无关，故D错误。 故选B。 10．玻尔理论假定：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为）时，会放出一定量的光子，则该光子频率为（    ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】根据玻尔跃迁理论，电子从高能级（能量）跃迁到低能级（能量）时，释放的光子能量等于两个定态的能量差，满足关系，变形可得光子频率。 故选C。 二、多选题 11．下列关于巴耳末公式=R∞（－）的理解，正确的是（　　） A．巴耳末系的4条谱线位于红外区 B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短 【答案】CD 【详解】A．此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线时得到的，故A错误； BC．公式中n只能取大于或等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，故B错误，C正确； D．根据公式可知，n值越大，对应的波长λ越短，故D正确。 故选CD。 12．如图所示是根据玻尔原子模型求得的氢原子能级图，下列说法正确的是（　　） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可能辐射出γ射线 B．能量为的光子可使处于能级的氢原子发生电离 C．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种频率的光子 D．氢原子从能级跃迁到基态时释放的光子，可使逸出功为的金属钨发生光电效应，产生的光电子最大初动能为 【答案】BD 【详解】A．γ射线为重核衰变或裂变时才会放出，氢原子跃迁无法辐射γ射线，故A错误； B．使处于能级的氢原子发生电离只需要能量大于的光子即可，故B正确； C．氢原子“一个”不是“一群”，一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出2种频率的光子，故错误； D．氢原子从能级跃迁到基态时释放的光子能量为 根据光电效应方程 得 故D正确。 故选BD。 13．下列说法正确的是（　　） A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人 B．红外线的波长比紫外线的波长更长 C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了光子说 D．原子从低能级向高能级跃迁时会放出光子 【答案】AB 【详解】A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人，故A正确； B．红外线的波长比紫外线的波长更长，故B正确； C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了能量量子化的概念，光子说是爱因斯坦提出的，故C错误； D．原子从低能级向高能级跃迁时会吸收光子，故D错误。 故选AB。 14．如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是（　　） A．a元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素 【答案】BD 【详解】各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线。由甲、乙两图可知，此光谱是由a与c元素的线状谱叠加而成的，因此通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是b、d元素，故AC错误，BD正确。 故选BD。 15．下列说法正确的是（　　） A．原子的核式结构模型是汤姆孙建立起来的 B．在α粒子散射实验中，极少数粒子发生了大角度偏转 C．玻尔模型能够解释所有原子的光谱现象 D．玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的 【答案】BD 【详解】A．原子的核式结构模型是卢瑟福建立起来的，选项A错误； B．在α粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，选项B正确； C．玻尔模型只能解释氢原子的光谱现象，选项C错误； D．玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，选项D正确。 故选BD。 16．氢原子的能级如图所示，一群处于的能级的氢原子向较低的能级跃迁时，辐射的光子（    ）    A．频率最多有2种 B．频率最多有3种 C．能量最大可能为 D．能量最小可能为 【答案】BC 【详解】AB．根据一群原子辐射光子的频率种类满足 故A错误，B正确； CD．根据辐射条件 故C正确，D错误。 故选BC。 17．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知．下列说法符合事实的是（    ） A．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并测出电子的电荷量 B．卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D．卢瑟福通过对粒子大角度散射实验的研究发现了质子 【答案】BC 【详解】A．汤姆孙发现了电子，密立根通过油滴实验测定了电子的电荷量，故A错误； BD．根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故B正确，D错误； C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确。 故选BC。 18．下列说法中正确的是（　　） 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 【答案】ABC 【详解】A．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； B．原子由高能级向低能级跃迁时，能量减小，放出光子，B正确； C．能量量子化成功解释了原子光谱的分立特征，C正确； D．原子只能吸收等于能级差的光子向高能级跃迁，D错误。 故选ABC。 19．如图为氢原子的能级示意图，现有一个处于能级的氢原子向低能级跃迁，共发出3个不同频率的光子，关于这些光子，下列说法正确的是（　　） A．频率最小的光子能量为0.66eV B．频率最大的光子能量为12.75eV C．3个光子中频率居中的那个光子对应的光谱线属于巴耳末系 D．如果是大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能发出6种光子 【答案】ACD 【详解】A．频率最小的光子为由能级跃迁到能级释放的光子，其能量为,故A正确； B．频率最大的光子为由能级跃迁到能级释放的光子，其能量为，故B错误； C．氢原子从能级向能级跃迁释放的光子构成的谱线系称为巴尔末系，3个光子中频率居中的那个光子为从能级跃迁到能级释放的光子，对应的谱线属于巴尔末系，故C正确； D．如果是大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能发出光子的种数为种，故D正确。 故选ACD。 20．有关氢原子光谱的说法正确的是（　　） A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子的发射光谱是线状谱 C．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 D．氢原子光谱线的频率都相同 【答案】BC 【详解】AB．氢原子的发射光谱是线状谱，不是连续谱，故A错误，B正确； C．氢原子光谱是线状谱，说明氢原子只发出特定频率的光，故C正确； D．氢原子光谱线的频率各不相同，故D错误。 故选BC。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 氢原子光谱和玻尔的原子模型基础练习卷 一、单选题 1．氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式其中分别对应谱线，下列关于和光说法正确的是（　　） A．在同一玻璃介质中传播时，光的传播速度大 B．分别照射同一单缝衍射装置，光的中央明条纹宽度更宽 C．分别用相同光强的光照射同一光电效应装置，光的饱和光电流大 D．用照射某一金属发生光电效应，则用照射该金属也一定能发生光电效应 2．下列叙述中符合物理学史的有（　　） A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了质子 B．卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构理论 C．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型 D．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量 3．某原子的部分能级如图中水平线所示，相邻水平线之间的距离与相应的能级差成正比，当原子中的电子发生跃迁时，辐射如图所示的A、B两种光子，则两光子的波长满足（　　） A． B． C． D．不确定 4．氢原子的光谱如图所示，图中的Hα、Hβ、Hγ、Hδ四条谱线都在可见光区。这四条谱线对应的光子能量最高的是（　　） A．Hα谱线 B．Hβ谱线 C．Hγ谱线 D．Hδ谱线 5．如图所示为玻尔理论中氢原子能级图。当氢原子从的激发态向较低能级跃迁时，放出光子的能量可能是（　　） A． B． C． D． 6．氢原子部分能级的示意图如图所示。巴耳末系的四条谱线、、和 的波长满足。已知靛蓝色光子能量范围为，四条谱线中为靛蓝色的是（　　） A． B． C． D． 7．已知某金属的逸出功为4.63eV，一群处于基态的氢原子吸收能量被激发后，辐射出的光子中只有三种光子可以使该金属发生光电效应，则基态氢原子吸收的最大能量为（　　） A．13.60eV B．12.75eV C．12.09eV D．10.20eV 8．关于氢原子光谱，下列说法正确的是（　　） A．氢原子光谱是连续光谱 B．氢原子光谱是线状光谱 C．氢原子光谱是带状光谱 D．氢原子光谱是混合光谱 9．1909~1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数粒子发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞”了回来。为了解释这个实验现象，卢瑟福提出了（　　） A．电子轨道量子化理论 B．原子的核式结构模型 C．原子结构“枣糕”模型 D．分子电流假说 10．玻尔理论假定：当电子从能量较高的定态轨道（能量记为）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为）时，会放出一定量的光子，则该光子频率为（    ） A． B． C． D． 二、多选题 11．下列关于巴耳末公式=R∞（－）的理解，正确的是（　　） A．巴耳末系的4条谱线位于红外区 B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C．公式中n只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D．在巴耳末系中n值越大，对应的波长λ越短 12．如图所示是根据玻尔原子模型求得的氢原子能级图，下列说法正确的是（　　） A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可能辐射出γ射线 B．能量为的光子可使处于能级的氢原子发生电离 C．一个处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种频率的光子 D．氢原子从能级跃迁到基态时释放的光子，可使逸出功为的金属钨发生光电效应，产生的光电子最大初动能为 13．下列说法正确的是（　　） A．赫兹是第一个通过实验证实电磁波存在的人 B．红外线的波长比紫外线的波长更长 C．德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时最先提出了光子说 D．原子从低能级向高能级跃迁时会放出光子 14．如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是（　　） A．a元素 B．b元素 C．c元素 D．d元素 15．下列说法正确的是（　　） A．原子的核式结构模型是汤姆孙建立起来的 B．在α粒子散射实验中，极少数粒子发生了大角度偏转 C．玻尔模型能够解释所有原子的光谱现象 D．玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的 16．氢原子的能级如图所示，一群处于的能级的氢原子向较低的能级跃迁时，辐射的光子（    ）    A．频率最多有2种 B．频率最多有3种 C．能量最大可能为 D．能量最小可能为 17．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知．下列说法符合事实的是（    ） A．汤姆孙研究阴极射线发现了电子，并测出电子的电荷量 B．卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构模型 C．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律 D．卢瑟福通过对粒子大角度散射实验的研究发现了质子 18．下列说法中正确的是（　　） 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 19．如图为氢原子的能级示意图，现有一个处于能级的氢原子向低能级跃迁，共发出3个不同频率的光子，关于这些光子，下列说法正确的是（　　） A．频率最小的光子能量为0.66eV B．频率最大的光子能量为12.75eV C．3个光子中频率居中的那个光子对应的光谱线属于巴耳末系 D．如果是大量处于能级的氢原子向低能级跃迁，可能发出6种光子 20．有关氢原子光谱的说法正确的是（　　） A．氢原子的发射光谱是连续谱 B．氢原子的发射光谱是线状谱 C．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 D．氢原子光谱线的频率都相同 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $