高中人教版 (2019)第四章 原子结构和波粒二象性4 氢原子光谱和玻尔的原子模型课时作业

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．关于原了结构和玻尔理论，下列说法中正确的是

A．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构

B．卢瑟福通过ɑ粒子散射实验，提出原子的核式结构模型

C．玻尔在研究原子结构中提出了电子云的观念

D．按照玻尔理论，氧原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量减小

2．以下说法中正确的是

A．如甲图是a粒子散射实验示意图，当显微镜在A，B，C，D中的A位置时荧光屏上接收到的a粒子数最多

B．如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=4能级跃迁到n=l能级时吸收了一定频率的光子能量

C．如丙图是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是负电荷

D．如丁图是爱因斯坦在研究黑体辐射的基础上，提出了量子理论，描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图

3．金属钠的逸出功为2.49eV，氢原子的能级分布如图所示，一群氢原子处于n=4的激发态，当它们向较低的能级跃迁时发出的光照射金属钠，能使金属钠逸出光电子的光子频率有

A．1种 B．2种 C．3种 D．4种

4．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，则

A．6种光子中有3种属于巴耳末系

B．6种光子中频率最小的是n=2激发态跃迁到基态时产生的

C．从n=2能级跃迁到基态所释放的光子频率大于从基态跃迁到n=2能级所吸收的光子频率

D．使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量

5．如图为氢原子的能级示意图，处于能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射出的光子再照射到逸出功为2.30eV的某金属板上。下列说法正确的是（　　）

A．跃迁时可辐射出8种不同频率的光子

B．从金属板中逸出光电子的最大初动能为10.45eV

C．从金属板中逸出的光电子就是β射线

D．共有3种不同频率的光子能使该金属发生光电效应现象

6．氢原子从能级A跃迁到能级B，释放频率为的光子，从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为的光子，且，则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将

A．吸收频率为的光子 B．吸收频率为的光子

C．释放频率为的光子 D．释放频率为的光子

7．根据波尔的原子理论，当氢原子中的电子从较高的能级E1跃迁到较低的能级E2时（已知普朗克常量为h）（　　）

A．氢原子要辐射光子，光子频率为

B．氢原子要辐射光子，光子频率为

C．氢原子要辐射光子，光子频率为

D．氢原子要吸收光子，光子频率为

8．如图所示为氦离子（He+）的能级图，根据能级跃迁理论可知（　　）

A．氦离子从n=4 能级跃迁到n=3能级，需要吸收能量

B．氦离子处于n=1 能级时，能吸收60eV的能量而发生电离

C．大量处在n=5能级的氦离子向低能级跃迁，能发出12种不同频率的光子

D．氦离子从n=4能级跃迁到n=3 能级比从n=3能级跃迁到n=2 能级辐射出光子的波长小

9．如图所示为氢原子能级示意图，由玻尔原子理论可知（　　）

A．一个处于n=4的激发态的氢原子总共可辐射出6种不同频率的光

B．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子的动能增大，原子的电势能减小

C．处于基态的氢原子可以吸收12.5eV的能量发生跃迁

D．由n=4能级跃迁到n=2能级辐射出的光，能使逸出功为2.14eV的金属钾发生光电效应

10．电离能是原子失去电子变为阳离子必须克服核电荷对电子的引力而所需要的能量，氢原子处于不同能级电高能计算公式为：，已知氢原子的能级公式，（里德伯常量，普朗克常量），则下列说法正确的是（　　）

A．基态氢原子的电离能约是12.6eV

B．基态氢原子的电离能约是

C．第一激发态氢原子的电离能约是3.15eV

D．第一激发态氢原子的电离能约是

11．按照玻尔的原子理论，大量氢原子从的激发态向较低能级跃迁时，最多能向外辐射（　　）

A．5种不同频率的光子 B．6种不同频率的光子 C．8种不同频率的光子 D．10种不同频率的光子

12．如图所示是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生跃迁时发出的三种不同光，波长分别为λa、λb、λc，频率分别为va，vb，vc，下列关系式正确的是（　　）

A．λa=λc＋λb B．λa >λc> λb C．va=vb＋vc D．va>vb>vc

13．用能量为12.30 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则受到光的照射后下列关于氢原子跃迁的说法正确的是(       )

A．电子能跃迁到n=2的能级上去              

B．电子能跃迁到n=3的能级上去

C．电子能跃迁到n=4的能级上去                 

D．电子不能跃迁到其他能级上去

14．如图为玻尔解释氢原子光谱画出的氢原子能级图，一群处于n=4激发态的氢原子，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是（　　）

A．这群氢原子跃迁时最多可产生3种不同频率的光子

B．核外电子的轨道半径减小、动能增大

C．由n=4能级跃迁到n=1能级时发出光子的波长最长

D．已知金属钾的逸出功为2.25eV，从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子可使金属钾发生光电效应

15．图 甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线 a 是氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光，则谱线 b 是氢原子（　　）

A．从 n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光

B．从 n=5 的能级跃迁到 n=2 的能级时的辐射光

C．从 n=4 的能级跃迁到 n=3 的能级时的辐射光

D．从 n=2 的能级跃迁到 n=1 的能级时的辐射光

二、填空题（共4题）

16．已知氢原子基态能量为—13.6eV，则氢原子处于n=4激发态的能量为_____eV ;大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多种不同能量的光子，若用能量最大的光子照射到逸出功为2.75eV的光电管上，加在该光电管上的反向遏止电压为_____V．

17．氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处在n=4的能级上，向低能级跃迁时，最多能辐射出______种光子；用这些光子照射逸出功为W0=4.54eV的金属钨时，能使其发生光电效应的有______种光子。

18．原子从较高的能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后______，由于原子的能级是______的，所以放出的光子的能量也是______的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。

19．有一群处在量子数，n=3的激发态中的氢原子，在它们的发光过程中发出的光谱共有_____条．

三、综合题（共4题）

20．将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。（电子电荷量e＝1.6×10－19C，电子质量m＝0.91×10－30kg，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s）

（1）若要使n＝2激发态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子？

（2）若用波长为200nm的紫外线照射n＝2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为多大？

21．已知氢原子基态的电子轨道半径为r1=0.528×10-10m，量子数为的能级值为。

(1)求电子在基态轨道上运动的动能（结果保留3位有效数字）；

(2)有一群氢原子处于量子数的激发态，这些氢原子能发出几种光谱线；

(3)计算这几种光谱线中波长最短的波长。（静电力常量是是，电子电荷量，普朗克常量，真空中光速。结果保留3位有效数字）

22．己氢原子处于基态的能级值为，处于量子数为n的激发态能级时能量为，普朗克常量为h．原子从能级向跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于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：

（1）该金属的截止频率：

（2）产生光电子最大初动能。

23．氢原子的核外电子处于第三轨道上，当它向能级较低的轨道跃迁时，放出光子，则

(1)放出光子的最长波长和最短波长之比是多少？

(2)若电离n=3的氢原子至少需要给它多少能量？（E1=－13.6eV）

参考答案：

1．B

2．A

3．D

4．D

5．B

6．A

7．C

8．B

9．D

10．D

11．D

12．C

13．D

14．B

15．B

16．     -0.85     10

17．     6     3

18．     两个能级之差     分立     分立

19．3

20．（1）；（2）

21．(1)13.6eV；(2)3种；(3)

22．（1）；（2）

23．(1)；(2)1.51eV