4.4 氢原子光谱和玻尔的原子模型（第1课时 氢原子光谱和玻尔的原子模型） 同步练习-2026-2027学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

**基本信息** 本同步练习通过A级（必备知识基础）和B级（关键能力提升）分层设计，以选择题为主要形式，从基础概念辨析到综合应用分析，构建“物理观念巩固—科学思维提升”的知识巩固路径，适配高中物理同步教学需求。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A级|光谱分类、经典理论困难、玻尔假设等基础概念|以概念辨析题为主（如光谱类型判断、玻尔定态假设），强化物理观念中的物质与运动观念| |B级|能级跃迁计算、光谱分析、激光原理等综合应用|结合图像分析（如特征谱线对比）和能级跃迁计算（如巴尔末系波长分析），提升科学思维中的模型建构与科学推理能力|

4　氢原子光谱和玻尔的原子模型 第1课时　氢原子光谱和玻尔的原子模型 A级 必备知识基础 一、光谱 1.关于光谱,下列说法正确的是(　　) A.一切光源发出的光谱都是连续谱 B.一切光源发出的光谱都是线状谱 C.稀薄气体发出的光谱是线状谱 D.做光谱分析时,利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成 2.白炽灯发光产生的光谱是(　　) A.连续谱 B.明线光谱 C.原子光谱 D.吸收光谱 3.关于光谱,下列说法正确的是(　　) A.大量原子发出的光谱是连续谱,少量原子发出的光谱是线状谱 B.线状谱由不连续的若干波长的光组成 C.做光谱分析时只能用发射光谱,不能用吸收光谱 D.做光谱分析时只能用吸收光谱,不能用发射光谱 4.利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分,关于光谱分析,下列说法正确的是(　　) A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分 B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分 C.高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分 D.同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线,由于光谱的不同,它们没有关系 二、氢原子光谱的实验规律　经典理论的困难 5.关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系,下列说法正确的是(　　) A.经典电磁理论很容易解释原子的稳定性 B.根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后坠落到原子核上 C.根据经典电磁理论,原子光谱应该是不连续的 D.原子的核式结构模型彻底否定了经典电磁理论 6.根据玻尔理论,下列说法正确的是(　　) A.原子处于定态时,虽然电子做变速运动,但并不向外辐射能量 B.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,其电势能的减少量等于动能的增加量 C.氢原子可以吸收小于使氢原子电离的任意能量的光子,因而电子轨道半径可以连续增大 D.电子没有确定的轨道,只存在电子云 7.关于巴耳末公式=R∞(),下列说法正确的是(　　) A.此公式是巴耳末在研究氖光谱特征谱线时发现的 B.公式中n可取任意值,故氢光谱是连续谱 C.公式中n只能取不小于3的整数,故氢光谱是线状光谱 D.公式不但适用于氢光谱的分析,也适用于其他原子的光谱分析 8.在氢原子光谱中,巴耳末系中最长波长为(　　) A. B. C. D.R∞ 三、玻尔原子理论的基本假设 9.玻尔在他提出的原子模型中所做的假设是(　　) A.原子处在具有一定能量的定态中,虽然电子做变速运动,但会向外辐射能量 B.原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子的可能轨道的分布是连续的 C.电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时,辐射(或吸收)一定频率的光子 D.电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 10.(2026南通月考)用能量为0.66 eV的大量光子照射处于不同能级的氢原子,氢原子的能级图如图所示。下列关于此过程的说法正确的是(　　) A.基态的氢原子,其核外电子动能最小 B.n=2能级的氢原子始终稳定 C.n=3能级的氢原子可以跃迁到n=4能级 D.n=4能级的氢原子吸收一个光子可以电离 11.若用E1表示氢原子处于基态时的能量,处于第n能级的能量为En=,则在下列各能量值中,可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是(　　) A.|E1| B.|E1| C.|E1| D.|E1| B级 关键能力提升 12.原子从高能级向低能级跃迁时产生光子,将频率相同的光子汇聚可形成激光。下列说法正确的是(　　) A.频率相同的光子能量相同 B.原子跃迁发射的光子频率连续 C.原子跃迁只产生单一频率的光子 D.激光照射金属板不可能发生光电效应 13.a、b、c、d四种元素的特征谱线如图甲所示,图乙是某矿物的线状谱,通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为(　　) A.a元素 B.b元素 C.c元素 D.d元素 14.关于玻尔的原子模型,下列说法正确的是(　　) A.按照玻尔的观点,电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波 B.电子只能通过吸收或放出一定频率的光子在轨道间实现跃迁 C.电子从外层轨道跃迁到内层轨道时,动能增大,原子能量也增大 D.电子绕着原子核做匀速圆周运动,在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期小 15.与原子光谱有关的物理知识,下列说法正确的是(　　) A.有些原子的发射光谱是线状谱,有些原子的发射光谱是连续谱 B.太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应 C.巴耳末发现氢原子的可见光谱有分立特征,但氢原子的不可见光谱有连续特征 D.有些电子绕原子核运动的变化是连续的,所以我们看到了原子的连续光谱 16.(2026南通二模)氢原子从高能级向n=2能级跃迁时释放的光子形成的光谱线,称为巴尔末系谱线。图甲为氢原子的能级图,图乙为氢原子的光谱图,Hα是巴尔末系中波长最长的谱线。下列说法正确的是(　　) 甲 乙 A.Hα是氢原子从n=5能级向n=2能级跃迁时产生的 B.巴尔末系中光子能量最大的是Hα C.巴尔末系中光子动量最大的是Hα D.氢原子外层电子在不同能级上绕核运动时,不辐射电磁波 参考答案 1.C　 解析 炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续谱,稀薄气体发出的光谱是线状谱,所以A、B项错误,C项正确;在鉴别物质和确定物质的化学组成时,是利用原子的特征谱线来进行分析,原子的特征谱线是线状谱,所以D项错误。 2.A　 解析 白炽灯发的光是灯丝在炽热状态下发出的光,是连续谱,选项A正确。 3.B　 解析 原子发出的光谱是特征光谱,是线状谱,A项错误;线状谱只包含对应波长的若干光,B项正确;做光谱分析一定要用线状谱,既可以是发射光谱也可以是吸收光谱,C、D项错误。 4.B　 解析 高温物体的光谱包括了各种频率的光,与其组成成分无关,选项A错误;某种物质发光的线状谱中的明线是与某种原子发出的某频率的光有关,通过这些亮线与原子的特征谱线对照,即可确定物质的组成成分,选项B正确;高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线,这些暗线与所经物质有关,选项C错误;某种物质发出某种频率的光,当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光,因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应,选项D错误。 5.B　 解析 根据经典电磁理论,电子在绕核做加速运动的过程中,要向外辐射电磁波,因此能量要减少,电子的轨道半径要减小,最终会落到原子核上,因而原子是不稳定的,电子在转动过程中,随着转动半径不断减小,转动频率不断增大,辐射电磁波的频率不断变化,因而大量原子发光的光谱应该是连续谱,事实上,原子是稳定的,原子光谱也不是连续谱,而是线状谱,故选项A、C错误,B正确;经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体,但不能解释原子世界的现象,故选项D错误。 6.A　 解析 氢原子具有确定能量的稳定状态称为定态,处于定态时电子绕核运动,但它并不向外辐射能量,故A项正确;氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,其电势能的减少量大于动能的增加量,故B项错误;原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应,而电子轨道的分布是不连续的,当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时原子才辐射或吸收能量,所以氢原子只能吸收特定频率的光子的能量,故C项错误;根据玻尔理论知,核外电子具有量子化的确定的轨道,玻尔理论并未引入电子云概念,故D项错误。 7.C　 解析 巴耳末根据氢光谱的特征谱线,得出公式=R∞(n=3,4,5,…),反映了氢原子的光谱是线状光谱,即氢光谱波长的分立特征,故C项正确,A、D项错误;公式中的n只能取整数,计算出的氢光谱并不是连续谱,故B项错误。 8.C　 解析 在氢原子光谱中,巴耳末公式为=R∞(n=3,4,5,…),当n=3时,波长最长,此时λ=。 9.C　 解析 玻尔理论的核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出,也就是“量子化”的概念;原子的不同能量状态与电子绕核运动时不同的圆轨道相对应,是经典理论与量子化概念的结合;电子跃迁时辐射的光子的频率与能级间的能量差有关,与电子绕核做圆周运动的频率无关,故C项正确,A、B、D项错误。 10.C　 解析 由k=m,Ek=mv2,可得Ek=,基态的氢原子核外电子轨道半径最小,则动能最大,故A错误;n=2能级的氢原子会自发地向基态跃迁,处于基态的氢原子始终稳定,故B错误;n=3和n=4两个能级的能量差为[-0.85-(-1.51)] eV=0.66 eV,故n=3能级的氢原子可以跃迁到n=4能级,故C正确;使n=4能级的氢原子电离需要吸收的光子的能量至少为[0-(-0.85)] eV=0.85 eV,故0.66 eV的光子不能使n=4能级的氢原子电离,故D错误。 11.B　 解析 处于第2能级的能量E2=,则向基态跃迁时辐射的能量ΔE=|E1|,处于第3能级的能量E3=,则向基态跃迁时辐射的能量ΔE'=|E1|,处于第4能级的能量E4=,则向基态跃迁时辐射的能量ΔE″=|E1|,则B项正确。 12.A　 解析 根据E=hν可知,频率相同的光子能量相同,故A项正确;原子从一个定态跃迁到能级更低的定态时,原子辐射一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差决定,电子轨道是量子化的,能量是量子化的,频率是不连续的,故B项错误;原子在不同的轨道之间跃迁时产生不同频率的光子,故C项错误;根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,光子的能量大于金属板的逸出功时,照射金属板即可发生光电效应,故D项错误。 13.B　 解析 将矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照,b元素的特征谱线在该线状谱中不存在,故选B。 14.A　 解析 根据玻尔的原子模型可知,电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波,A项正确;电子在轨道间跃迁时,可通过吸收或放出一定频率的光子实现,也可通过其他方式(如电子间的碰撞)实现,B项错误;电子从外层轨道(高能级)跃迁到内层轨道(低能级)时动能增大,但原子的能量减小,C项错误;电子绕着原子核做匀速圆周运动,具有“高轨、低速、大周期”的特点,即在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期大,D项错误。 15.B　 解析 各种原子的发射光谱都是线状谱,A项错误;太阳光谱中的许多暗线与太阳大气中存在的金属元素的特征谱线相对应,于是我们知道太阳大气中存在哪些金属元素,B项正确;氢原子的可见光谱与不可见光谱都有分立特征,没有连续特征,C项错误;电子绕原子核运动的变化都是不连续的,我们看到的原子光谱都是线状谱,D项错误。 16.D　 解析 从图乙可知,四条谱线的波长关系为λα>λβ>λγ>λδ,根据光子能量公式得E=h,可知Eα<Eβ<Eγ<Eδ,由此可知,波长最长的光子,对应的能量最小,对应能级差最小的跃迁。Hα是巴尔末系中波长最长的谱线,因此它对应能级差最小的跃迁,也就是从n=3能级向n=2能级的跃迁,故A、B错误;根据光子动量公式有p=,因为λα>λβ>λγ>λδ,可知四条谱线中光子动量最大的是Hδ,故C错误;根据玻尔原子理论的定态假设,氢原子外层电子在特定的轨道(能级)上绕核运动时,处于定态,不辐射电磁波,只有发生跃迁时才辐射或吸收光子,故D正确。 学科网（北京）股份有限公司 $