物理选择性必修 第三册4 氢原子光谱和玻尔的原子模型课后作业题

4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．大量处于n=3能级的氢原子跃迁到较低能级时

A．辐射带状连续光谱，核外电子动能减小

B．辐射1条线状光谱，核外电子动能减小

C．辐射2条线状光谱，核外电子动能增大

D．辐射3条线状光谱，核外电子动能增大

2．锌的逸出功是。如图为氢原子的能级示意图，则下列对氢原子在能级跃迁过程中的特征认识，正确的是（　　）

A．用能量为的光子轰击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

B．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光

C．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为

D．用氢原子从高能级直接向基态跃迁时发射的光照射锌板一定能产生光电效应

3．大量的氢原子处于n = 4能级，该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子，从n = 3能级跃迁到 n = 2能级时辐射的光子频率为v0．若某种金属的极限频率为v0，则下列说法中正确的是（     ）

A．氢原子跃迁向外辐射的光子中有6种能使该金属发生光电效应现象

B．由n = 4能级向低能级跃迁时，在辐射出的所有光子中只有一种不能使该金属发生光电效应

C．用辐射出的光子照射该金属时，光子的频率越大该金属的逸出功越大

D．当该金属发生光电效应时，入射光的强度越大，则光电子的最大初动能越大

4．大量氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级，辐射出的光照射下列三种金属，已知三种金属的逸出功：钨4.31eV；钙3.04eV；钾2.14eV。下列判断正确的是（　　）

A．仅钾能产生光电子

B．钾、钙能产生光电子

C．都能产生光电子

D．都不能产生光电子

5．如图所示为氢原子的能级图，A、B、C 分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（　　）

A．频率最大的是 A B．波长最长的是 C

C．频率最大的是 C D．波长最长的是 B

6．已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11ev.如图所示是氢原子的能级图，已知某金属逸出功为12.0eV.若大量氢原子从激发态n=4跃迁到低能级，以下判断不正确的是(       )

A．最多可能产生6条光谱线

B．可以产生二条在可见光区的光谱线

C．若氢原子从激发态n=4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应

D．若大量氢原子从激发态n=4跃迁到低能级，则会有3种光子使该金属产生光电效应

7．氢原子能级示意图如图所示。氢原子由高能级向低能级跃迁时， 从 n＝4 能级跃迁到 n＝2 能级所放出的光子恰能使某种金属发生 光电效应，则处在 n＝4 能级的一大群氢原子跃迁时所放出的光 子中有几种光子能使该金属发生光电效应（   ）

A．2 B．3 C．4 D．8

8．如图为玻尔为解释氢原子光谱而画出的氢原子能级示意图，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．氢原子跃迁时，可发出连续不断的光谱线

B．基态氢原子能吸收14 eV的光子发生电离

C．基态氢原子能吸收11 eV的光子发生跃迁

D．在氢原子谱线中，从n＝2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长

9．某实验小组用图甲所示电路研究a、b两种单色光的光电效应现象，通过实验得到光电流I与电压U的关系如图乙所示，由图可知（　　）

A．光电子的最大初动能Eka > Ekb

B．若a光可以让处于基态的氢原子电离，则b光一定也可以

C．两种光照射金属K时的逸出功不一样

D．两种光的频率νa > νb

10．关于下列四幅图的说法正确的是：

A．甲图中A处能观察到大量的闪光点，B处能看到较多的闪光点，C处观察不到闪光点

B．乙图中处于基态的氢原子能吸收能量为10.4 eV的光子而发生跃迁

C．丙图中用弧光灯照射原来就带电的锌板时，发现验电器的张角变大，则锌板原来带负电

D．丁图中1为α射线，它的电离作用很强可消除静电

11．氢原子的能级图如图所示．用某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收这种光子后，能发出波长分别为 λ1、λ2、λ3的三种光子（λ1 >λ2 >λ3）．则照射光光子的波长为（     ）

A．λ1 B．λ3 C．λ1-λ2 D．λ2 +λ3

12．甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱．已知谱线是氢原子从的能级跃迁到能级时的辐射光，则谱线是氢原子

A．从的能级跃迁到的能级时的辐射光

B．从的能级跃迁到的能级时的辐射光

C．从的能级跃迁到的能级时的辐射光

D．从的能级跃迁到的能级时的辐射光

13．如图所示，氢原子的能级图。一群处于基态的氢原子受到激发后，会辐射出6种不同频率的光。已知可见光光子的能量范围为1.64eV～3.19eV。下列说法正确的是（　　）

A．6种不同频率的光中包含有γ射线 B．基态的氢原子受激后跃迁到n=6的能级

C．从n=4能级跃迁到n=2发出的光是可见光 D．从n=4能级跃迁到n=3发出的光波长最短

14．μ子与氢原子核构成的原子称为μ氢原子，它在核物理研究中具有重要的作用。如图为氢原子的能级示意图，假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子，能辐射三种频率分别为v1、v2和v3的光，且v1<v2<v3，则E等于（　　）

A． B． C． D．

15．如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子发生跃迁，释放出不同频率的光子，利用这些光子照射逸出功为3.20eV的金属钙，则下列说法中正确的是

A．随能级n的增加氢原子能量减小

B．电子发生跃迁时，可放出3种不同频率的光

C．释放出最大频率的光子照射金属钙，电子的最大初动能为12.75eV

D．释放出最大频率的光子照射金属钙，发生光电效应的遏止电压为9.55V

二、填空题（共4题）

16．氢原子从能量较高的能级（能量为）跃迁到能量较低的能级（ 能量为）时，会_____（填“释放”或“吸收”）光子，真空中这种光子的波长为_______.用这种光子照射逸出功为W0的锌板发生了光电效应，则光电子的初动能不大于 ______（普朗克常量为h，光速为c）

17．经典理论的困难

（1）核式结构模型的成就：正确地指出了_____的存在，很好地解释了_____。

（2）经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的____，又无法解释原子光谱的____线状谱。

18．某金属的逸出功为3.50eV，用光子能量为5.0eV的一束光照到该金属上，光电子的最大初动能为______ eV。氢原子的能级如图所示，现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有______种。

19．在氢原子光谱中．电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出_____________条不同频率的谱线．

三、综合题（共4题）

20．根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的2条谱线所对应的n，它们的波长各是多少?氢原子光谱有什么特点?

21．电子撞击一群处于基态的氢原子，氢原子激发后能放出3种不同频率的光子，然后让这三种光子光照射逸出功为2.49eV的金属钠，已知氢原子的能级如图所示，求：

（1）氢原子在跃迁过程中释放的最大能量－

（2）有几种频率的光能使金属钠发生光电效应－

（3）金属钠发出的光电子的最大初动能．

22．如图所示为氢原子能级示意图，现有动能是E(eV)的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞．已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等．碰撞后氢原子受激发跃迁到n＝5的能级．(粒子的质量m与氢原子的质量mH之比为k)求：

（1）碰前氢原子的动能；

（2）若有一群氢原子处在n＝5的能级，会辐射出几种频率的光？

（3）其中频率最高的光子能量多大？

23．氢原子处于基态的能级值为﹣E1，原子其它各定态能量为，普朗克常量为h．原子从能级n＝2向n＝1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．

（1）求该金属的截止频率ν0

（2）有一群处于n＝4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属，求：产生光电子的最大初动能．

（3）现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子？其中频率最大的光子能量为频率最小的光子能量的多少倍（可保留分数）？

参考答案：

1．D

2．D

3．B

4．A

5．B

6．D

7．C

8．B

9．B

10．D

11．A

12．C

13．C

14．D

15．D

16．     释放         

17．     原子核     α粒子散射实验     稳定性     分立

18．     1.5     2

19．6

20．6.5×10－7 m　4.8×10－7 m　不连续的线状谱

21．（1）12.09eV（2）2种（3）9.60eV

22．(1)kE(2)13.06 eV

23．（1）（2）Ek= 3E1/16（3）