30原子物理 高考物理一轮复习经典题汇编含解析

原子物理

一．选择题（共9小题）

1．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．动能先增大，后减小

B．电势能先减小，后增大

C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D．加速度先变小，后变大

2．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．下图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中（α粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是（　　）

A．α粒子的动能先增大后减小

B．α粒子的电势能先增大后减小

C．α粒子的加速度先变小后变大

D．电场力对α粒子先做正功后做负功

3．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是（　　）

A．1305、25、7、1 B．202、405、625、825

C．1202、1010、723、203 D．1202、1305、723、203

4．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次为E2，则为（　　）

A． B． C． D．

5．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱

B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱

C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱

D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成

6．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（　　）

A．﹣ B．﹣ C．﹣ D．﹣

7．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（　　）

A．可以取任意值

B．可以在某一范围内取任意值

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

8．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中（　　）

A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大

B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小

C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大

D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大

9．分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板都发生了光电效应，且光电子的最大初动能之比为3：1．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属的逸出功为（　　）

A． B． C． D．

二．选择题（共1小题）

10．氢原子内有一个氢原子核和一核外电子，电子和原子核都带一个元电荷e，电子带负电，原子核带正电，电子质量为m，设电子绕原子核运动的轨道半径为r．求：

（1）电子的运动周期；

（2）电子的动能．

（3）等效电流．

三．选择题（共1小题）

11．α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰（假设电子原来是静止的），则碰撞后α粒子的速度变化了多少？

四．多选题（共7小题）

12．关于太阳光谱，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光谱是吸收光谱

B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的

C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成

D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素

13．对于光谱，下列说法正确的是（　　）

A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱

B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成

C．太阳光谱是连续谱

D．太阳光谱是吸收光谱

14．氢原子核外电子分别在第1、2条轨道上运动时，其有关物理量的关系是（　　）

A．半径r1＞r2 B．电子转动角速度ω1＞ω2

C．电子转动向心加速度a1＞a2 D．总能量E1＞E2

15．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的3条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则以下关系错误的是（　　）

A．ν0＜ν1 B．ν3=ν2+ν1

C．ν0=ν1+ν2+ν3 D．=+

16．如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（　　）

A．电子轨道半径减小，动能也要增大

B．该氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线

C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小

D．该氢原子跃迁时，可发出的光谱线中有两条可见光

17．氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是（　　）

A．λ1+λ2 B．λ1﹣λ2

C． D．

18．如图为氢原子能级图．下列说法正确的是（　　）

A．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV的光子

B．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV的光子

C．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子

D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6eV

E．用能量为10eV和3.6eV的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离

五．解答题（共2小题）

19．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系，帕邢系等，其中帕邢系的公式为=R（﹣），n=4，5，6，…，R=1.10×107m﹣1．若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：

（1）n=6时，对应的波长；

（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n=6时，传播频率为多大？

20．有一群氢原子处于n=4的能级上，已知氢原子的基态能量E1=﹣13.6eV，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，求：

（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线？

（2）这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？

（3）这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？

原子物理

参考答案与试题解析

一．选择题（共9小题）

1．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法中正确的是（　　）

A．动能先增大，后减小

B．电势能先减小，后增大

C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D．加速度先变小，后变大

【分析】α粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功，根据电场力做功情况，即可判断α粒子动能、电势能的变化情况．

【解答】解：α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动到b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，整个过程中由于a与c在同一等势线上，故电场力不做功，AB错误，C正确；

根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后减小，故D错误。

故选：C。

【点评】本题借助α粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况，根据电场有关知识即可解答．

2．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．下图表示了原子核式结构模型的α粒子散射图景．图中实线表示α粒子的运动轨迹．其中一个α粒子在从a运动到b、再运动到c的过程中（α粒子在b点时距原子核最近），下列判断正确的是（　　）

A．α粒子的动能先增大后减小

B．α粒子的电势能先增大后减小

C．α粒子的加速度先变小后变大

D．电场力对α粒子先做正功后做负功

【分析】α粒子在原子核形成的电场中运动时，电荷间的电场力做功，根据电场力做功情况，即可判断α粒子动能、电势能的变化情况．

【解答】解：α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动b过程中电场力做负功，电势能增加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，AD错误，B正确；

根据点电荷周围电场可知，距离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此α粒子加速度先增大后减小，故C错误。

故选：B。

【点评】题借助α粒子散射实验考查了带电粒子在电场中运动时动能、势能、加速度等物理量的变化情况，根据电场有关知识即可解答．

3．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是（　　）

A．1305、25、7、1 B．202、405、625、825

C．1202、1010、723、203 D．1202、1305、723、203

【分析】在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子运动方向基本不变，少数发生了偏转，极少数粒子发生了大角度偏转．

【解答】解：由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转。符合该规律的数据只有A选项。故A正确，B、C、D错误。

故选：A。

【点评】由α粒子的散射实验可知，原子内部的结构：中心有一个很小的核，全部正电荷及几乎全部的质量都集中在里面，外面自由电子绕核高速旋转，知道α粒子的散射实验的结果；

4．氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E1，其次为E2，则为（　　）

A． B． C． D．

【分析】在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长满足公式：=R（﹣）（n=3，4，5，…），再根据E=h，即可求解．

【解答】解：在可见光区的氢原子光谱的四条谱线做了分析，

发现这些谱线的波长满足公式：=R（﹣）（n=3，4，5，…），

当n=3时，波长最大，=R（﹣）

根据E1=h，则有：E1=hcR；

同理，当n=4时，则有：E2=hcR；

因此==，故A正确，BCD错误；

故选：A。

【点评】氢原子跃迁时．有高能级向低能级跃迁辐射出光子，利用巴尔末公式可以直接计算从各个能级向基态跃迁时释放的光子所对应的波长，并掌握E=h的应用．

5．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱

B．霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱

C．进行光谱分析时，可以利用线状谱，不能用连续谱

D．观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成

【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．

【解答】解：A、阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续光谱，故A错误；

B、炽热气体发光是线状光谱，霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的是光谱是线状谱，故B正确；

C、光谱分析是用元素的特征谱线与连续谱对比来分析物体的化学成分，故C错误；

D、月亮是反射太阳光，是吸收光谱，观察月亮光谱，只能确定月亮表面的化学组成，但不能确定月亮内部的化学组成，故D错误；

故选：B。

【点评】本题是考查光谱与光谱分析，注意区分连续谱和线状谱，知道光谱分析的原理，基础问题．

6．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En=，其中n=2，3…．用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（　　）

A．﹣ B．﹣ C．﹣ D．﹣

【分析】最大波长对应着光子的最小能量，即只要使使氢原子从第一激发态恰好电离即可．根据题意求出第一激发态的能量值，恰好电离时能量为0，然后求解即可．

【解答】解：第一激发态即第二能级，是能量最低的激发态，则有：；

电离是氢原子从第一激发态跃迁到最高能级0的过程，需要吸收的光子能量最小为：

所以有：，解的：λ=﹣，故ABD错误，C正确。

故选：C。

【点评】本题主要考察了电离中涉及的氢原子的能级跃迁问题．同时明确光子能量、光速、频率、波长之间关系．

7．根据玻尔的原子理论，原子中电子绕核运动的半径（　　）

A．可以取任意值

B．可以在某一范围内取任意值

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

【分析】根据玻尔的原子理论，原子能量和轨道都是量子化的，电子绕核运动的半径是不连续的特定值．

【解答】解：根据波尔理论知，电子的轨道半径是量子化的，半径是一系列不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，不向外辐射能量。故D正确，A、B、C错误。

故选：D。

【点评】解决本题的关键知道玻尔理论的内容，知道原子能量的量子化以及轨道的量子化．

8．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中（　　）

A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大

B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小

C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大

D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大

【分析】氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，能级增大，总能量增大，根据库仑引力提供向心力，比较电子动能的变化，通过电势能与动能之和等于原子能量判断电势能的变化．

【解答】解：从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，能级增大，总能量增大，根据知，电子的动能减小，则电势能增大。故D正确，A、B、C错误。

故选：D。

【点评】解决本题的关键知道原子能量与轨道半径的关系，以及电势能、电子动能与轨道半径的关系．

9．分别用波长为λ和2λ的单色光照射同一金属板都发生了光电效应，且光电子的最大初动能之比为3：1．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则此金属的逸出功为（　　）

A． B． C． D．

【分析】根据光速、频率、波长之间的关系可知光子的能量为E=，然后根据爱因斯坦光电效应方程，即可求解．

【解答】解：光子能量为：E=h…①

根据爱因斯坦光电效应方程可知光电子的最大初动能为：Ek=h﹣W…②

根据题意：λ1=λ，λ2=2λ，Ek1：EK2=3：1…③

联立①②③可得逸出功W=，故ACD错误，B正确。

故选：B。

【点评】本题比较简单，但是涉及物理量比较多，在应用公式的同时要理清物理量之间的关系．

二．选择题（共1小题）

10．氢原子内有一个氢原子核和一核外电子，电子和原子核都带一个元电荷e，电子带负电，原子核带正电，电子质量为m，设电子绕原子核运动的轨道半径为r．求：

（1）电子的运动周期；

（2）电子的动能．

（3）等效电流．

【分析】（1）根据库仑力提供向心力，结合圆周运动周期的公式，即可求解．

（2）氢原子中电子绕原子核做匀速圆周运动时，由原子核的库仑引力提供电子的向心力，根据库仑定律和牛顿定律列方程求解电子的速度，再求解电子的动能．

（3）等效电流为电子的电荷量乘以单位时间内转过的圈数

【解答】解：（1）库仑力提供了电子做匀速圆周运动的向心力，即有：k=m

解之得电子做匀速圆周运动的速度：v=e

由于做匀速圆周运动的周期：T=

由以上三式得电子绕核运动的周期：T=

（2）根据牛顿第二定律得：k=m

电子的动能为Ek=mv2；

联立两式得Ek=

（3）电流I=ne=

答：（1）电子的运动周期；

（2）电子的动能．

（3）等效电流为

【点评】考查库仑定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意原子核的电量与电子电量相等．

对于匀速圆周运动，分析向心力的来源是关键．基础题，要熟悉动能与向心力之间的联系．

三．选择题（共1小题）

11．α粒子的质量大约是电子质量的7300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰（假设电子原来是静止的），则碰撞后α粒子的速度变化了多少？

【分析】对碰撞过程由动量定理和机械能守恒定律列式，联立即可求得碰后的α粒子的速度大小，则可求得速度的变化量．

【解答】解：设α粒子的方向为正方向；a粒子质量为m，电子质量为m1，碰撞后速度为v1，v2

由能量守恒，mv12+m1v22=mv2

由动量守恒，mv=mv1+m1v2

且m=7300m1

由解得：v1=

v2=

所以v1==0.997V

故撞后α粒子的速度变化了v﹣0.997v=0.003V；

答：碰撞后α粒子的速度变化了0.003v．

【点评】本题考查动量守恒定律以及机械能守恒定律的应用，要注意弹性碰撞即为没有能量损失的碰撞，机械能守恒．

四．多选题（共7小题）

12．关于太阳光谱，下列说法正确的是（　　）

A．太阳光谱是吸收光谱

B．太阳光谱中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的

C．根据太阳光谱中的暗线，可以分析太阳的物质组成

D．根据太阳光谱中的暗线，可以分析地球大气层中含有哪些元素

【分析】光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．

【解答】解：太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素。故AB正确，CD错误；

故选：AB。

【点评】本题是考查光谱与光谱分析，要求学生理解与掌握，属于基础题．

13．对于光谱，下列说法正确的是（　　）

A．大量原子发生的光谱是连续谱，少量原子发光的光谱是线状谱

B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成

C．太阳光谱是连续谱

D．太阳光谱是吸收光谱

【分析】原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成．光谱是复色光经过色散系统（如棱镜、光栅）分光后，被色散开的单色光按波长（或频率）大小而依次排列的图案，发射光谱物体发光直接产生的光谱叫做发射光谱．发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱；连续分布的包含有从红光到紫光各种色光的光谱叫做连续光谱；观察固态或液态物质的原子光谱，可以把它们放到煤气灯的火焰或电弧中去烧，使它们气化后发光，就可以从分光镜中看到它们的明线光谱．

【解答】解：A、原子的发射光谱都是线状谱，故A错误；

B、爱因斯坦的“光子说”提出在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光子，每个光子的能量为E=hv，故光的能量是不连续的，线状谱是由不连续的若干波长的光所组成，故B正确；

C、太阳光谱是不连续谱，故C错误；

D、太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，是太阳光经过太阳大气层时某些特定频率的光被吸收后而产生的，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素，故D正确；

故选：BD。

【点评】考查原子光谱是线状谱线，也是特征谱线，并掌握光谱分析的原理．太阳光谱是不连续的，太阳光谱是吸收光谱．

14．氢原子核外电子分别在第1、2条轨道上运动时，其有关物理量的关系是（　　）

A．半径r1＞r2 B．电子转动角速度ω1＞ω2

C．电子转动向心加速度a1＞a2 D．总能量E1＞E2

【分析】氢原子核外电子半径rn=n2r1，能级En=；向心力由静电力提供，根据牛顿第二定律求解出角速度表达式分析．

【解答】解：A、氢原子核外电子半径rn=n2r1，量子数n=1、n=2对应的电子的轨道半径r1＜r2，故A错误；

B、电子运动向心力F==mω2r=ma，解得：ω=，所以F1＞F2，a1＞a2，ω1＞ω2，故BC正确；

D、能级En=，由于第一能级为负值，故量子数越大，氢原子能级越高，故D正确；

故选：BCD。

【点评】本题关键是熟悉波尔的氢原子模型理论的基本假设，然后结合库仑引力提供向心力列式求解角速度．

15．用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2、ν3的3条谱线，且ν3＞ν2＞ν1，则以下关系错误的是（　　）

A．ν0＜ν1 B．ν3=ν2+ν1

C．ν0=ν1+ν2+ν3 D．=+

【分析】用波长为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到波长分别为v1、v2、v3的三条谱线，根据能级差等于吸收光子的能量求出光子能量．根据辐射光子的频率大小确定哪个光子是哪两个能级之间的跃迁．

【解答】解：A、C、用波长为v0的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到波长分别为v1、v2、v3的三条谱线，根据辐射的光子的种类与能级的关系：，说明是从n=3能级向低能级跃迁。由于三条谱线中的频率关系为v3＞v2＞v1，所以ν3是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的，而ν0是从n=1小n=3跃迁时吸收的光子的频率。所以ν0=ν3＞v1，故A错误，C错误；

B、D、由于三条谱线中的频率关系为v3＞v2＞v1，所以n=3能级向n=1能级跃迁时，E3=hv3=E3n﹣E1n

n=2能级向n=1能级跃迁时，E2=hv2=E2n﹣E1n

n=3能级向n=2能级跃迁时，E1=hv1=E3n﹣E2n

由以上公式可知，E1＜E2＜E3，且E1+E2=E3．所以ν3=ν2+ν1．故B正确，D错误；

本题选择错误的，故选：ACD

【点评】该题考查波尔理论，解决本题的关键掌握能级差与光子频率的关系Em﹣En=hγ，以及掌握频率与波长的关系．

16．如图为玻尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能及示意图，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合玻尔理论的有（　　）

A．电子轨道半径减小，动能也要增大

B．该氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线

C．由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最小

D．该氢原子跃迁时，可发出的光谱线中有两条可见光

【分析】电子绕核做圆周运动，靠库仑引力提供向心力，结合轨道半径的变化得出电子动能的变化．能级跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，光子频率越大，波长越小．

【解答】解：A、电子轨道半径减小，根据k=m 得，电子动能Ek=mv2=k，知动能增大，故A正确。

B、由于能级是量子化的，能级差是量子化的，氢原子跃迁时，只能发出几种特定频率的光谱线，故B错误。

C、能级跃迁时，由于n=4和n=1间的能级差越大，则发出的光子频率最大，故C错误。

D、根据能级的跃迁满足hγ=Em﹣En得产生的光子能量分别是12.75 eV，12.09eV，10.2eV，2.55eV，1.89eV，0.66eV，

可见光的光子能量范围约为1.62eV～3.11eV．所以可以产生二条在可见光区的光谱线，故D正确。

故选：AD。

【点评】解决本题的关键知道能级跃迁所满足的条件，即Em﹣En=hv，知道能级差越大，辐射或吸收的光子频率越大．

17．氢原子在某三个相邻能级间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1＞λ2，则另一个波长可能是（　　）

A．λ1+λ2 B．λ1﹣λ2

C． D．

【分析】氢原子在跃迁时，发光的光子能量等于能级间的差值，则设出三个能级即可表示出辐射光子的能量关系，由E=h可明确波长关系．

【解答】解：氢原子在能级间跃迁时，发出的光子的能量与能级差相等。如果这三个相邻能级分别为1、2、3能级E3＞E2＞E1，且能级差满足E3﹣E1＞E2﹣E1＞E3﹣E2，根据可得可以产生的光子波长由小到大分别为：、和

这三种波长满足两种关系和，变形可知C、D是正确的。

故选：CD。

【点评】本题考查氢原子的能级公式和跃迁，在解题时要注意进行讨论所有的可能性，不能漏掉应有的答案．

18．如图为氢原子能级图．下列说法正确的是（　　）

A．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7eV的光子

B．一个处于n=3能级的氢原子，可以吸收一个能量为2eV的光子

C．大量处于n=3能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子

D．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6eV

E．用能量为10eV和3.6eV的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离

【分析】根据数学组合公式 求出氢原子可能辐射光子频率的种数．能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高．

【解答】解：A、根据△E=Em﹣En，可知，0.7eV不在△E范围内。故A错误；

B、n=3能级的氢原子，E3=﹣1.51eV，当吸收能量为2eV的光子，出现电离现象。故B正确；

C、根据=3知，这些n=3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子。故C正确；

D、根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量最大值仍小于13.6eV，故D正确；

E、由于氢原子的能级，基态的氢原子为能级为﹣13.6eV，要出现电离，则光子的能量即为13.6eV，因此10eV和3.6eV的两种光子不可能出现电离现象。故E错误。

故选：BCD。

【点评】解决本题的关键知道光电效应的条件以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，注意电离时，吸引能量可以大于能级之差．

五．解答题（共2小题）

19．氢原子光谱除了巴耳末系外，还有莱曼系，帕邢系等，其中帕邢系的公式为=R（﹣），n=4，5，6，…，R=1.10×107m﹣1．若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：

（1）n=6时，对应的波长；

（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多少？n=6时，传播频率为多大？

【分析】（1）根据帕邢系的公式，代入n值，即可求解对应的波长；

（2）根据光在真空中传播速度c=3×108m/s，结合公式，即可求解频率．

【解答】解：（1）帕邢系的公式为=R（﹣），n=4，5，6，…，R=1.10×107m﹣1．

当n=6时，对应的波长为：λ==1.1×10﹣6m；

（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速，等于光速，即为c=3×108m/s，

有：=Hz=2.7×1014Hz，

答：（1）n=6时，对应的波长1.1×10﹣6m；

（2）帕邢系形成的谱线在真空中的波速为3×108m/s，n=6时，传播频率为2.7×1014Hz．

【点评】考查帕邢系公式的应用，掌握电磁波在真空中的传播速度，及知道公式的内容，注意运算的正确性，及物理量的单位．

20．有一群氢原子处于n=4的能级上，已知氢原子的基态能量E1=﹣13.6eV，普朗克常量h=6.63×10﹣34J•s，求：

（1）这群氢原子的光谱共有几条谱线？

（2）这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？

（3）这群氢原子发出的光子的最长波长是多少？

【分析】（1）根据求出这群氢原子发光的光谱的条数．

（2）从n=4向n=1跃迁，能级差最大，发出的光子频率最大．

（3）从n=4向n=3跃迁，发出的光子波长最长．

【解答】解：（1）根据=6，知可能观测到氢原子发射的不同波长的光6种．

所以这群氢原子发光的光谱共有6条．

（2）从n=4向n=1跃迁，发出的光子频率最大．

根据hγ=E4﹣E1

代入数据得：γ=3.1×1015Hz

（3）波长最长的光子能量最小，对应跃迁的能极差也最小，

所以从n=4向n=3跃迁，发出的光子波长最长，

根据h=E4﹣E3，

代入数据得：λ=1.2×10﹣7m，

答：（1）这群氢原子的光谱共有6条谱线．

（2）这群氢原子发出的光子的最大频率是3.1×1015Hz．

（3）这群氢原子发出的光子的最长波长是1.2×10﹣7m．

【点评】本题考查对玻尔理论的理解和应用能力，关键抓住辐射的光子能量与能级差之间的关系．