人教版 (2019)选择性必修 第三册4 氢原子光谱和玻尔的原子模型复习练习题

4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型专题复习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．如图所示为氢原子能级的示意图，已知锌的逸出功为3.34eV，则关于氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征描述，下列说法正确的是（　　）

A．电子处在n=3的轨道上比处在n=5的轨道上离氢原子核远

B．大量氢原子处于n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有3条

C．用光子能量为10.3eV的光照射氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态

D．用大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁发出的光照射锌板，锌板表面有光电子逸出

2．如图，是氢原子能级示意图，一群氢原子处于的激发态，当它们自发地跃迁到较低能级时，以下说法符合波尔理论的有（　　）

A．氢原子向低能级跃迁时，动能减小

B．氢原子向低能级跃迁时，电势能增大

C．由跃迁到时发出光子的频率最小

D．氢原子向低能级跃迁时，能发出6种不同的光谱线

3．氢原子的能级如图所示，现有处于n=4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是

A．这些氢原子可能发出4种不同频率的光

B．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小

C．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时，氢原子能量减小0.66eV

D．钾的逸出功为2.22eV，从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子

4．在研究氢原子光谱时，瑞典数学家巴尔末提出巴尔末公式，很好的解释了氢原子光谱中可见光区域的谱线规律，后来把氢原子在可见光范围内的谱线称为巴尔末线系。进一步的研究发现，巴尔末线系是氢原子在从较高能级跃迁到2能级发出的谱线。如图所示为氢原子能级图，如果一束单一频率的光照射一群处于基态的氢原子使其跃迁到某激发态，再自发跃迁时发出的谱线中有3条是巴尔末线系，则这束光的光子能量为

A．10.2 eV B．12.09 eV C．12.75 eV D．13.06 eV

5．人类认识原子结构和开发利用原子能经历了曲折的过程。下列说法正确的是（　　）

A．玻尔认为氢原子的能级是分立的

B．卢瑟福通过对阴极射线的研究发现了电子

C．汤姆孙提出了原子的核式结构模型

D．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了质子

6．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

7．根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ的光，以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，则E′等于（     ）

A． B． C． D．

8．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则 （　　）

A．吸收光子的能量为 B．辐射光子的能量为

C．吸收光子的能量为 D．辐射光子的能量为

9．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n＝3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠．下列说法正确的是

A．这群氢原子能发出3种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝2所发出的光波长最短

B．这群氢原子能发出2种不同频率的光，其中从n＝3跃迁到n＝1所发出的光频率最小

C．金属钠表面发出的光电子的最大初动能为9.60eV

D．这群氢原子发出不同频率的光，只有一种频率的光可使金属钠发生光电效应

10．如图是氢原子能级示意图的一部分则（   ）

A．电子在各能级出现的概率是一样的

B．一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时最多发出 3 种频率的光

C．一个动能是 13.6eV 的原子撞击处于基态的氢原子，一定能使它电离

D．一个氢原子从 n=4 的能级向低能级跃迁时，能辐射出的光子中，波长最长的是从 n=4 到 n=1 的轨道跃迁时放出的光子

11．如图所示，用a、b两种不同频率的光分别照射同一金属板，发现当a光照射时验电器的指针偏转，b光照射时指针未偏转，以下说法正确的是(　)

A．增大a光的强度，验电器的指针偏角一定减小

B．a光照射金属板时验电器的金属小球带负电

C．增大b光的强度，验电器指针偏转

D．若a光是氢原子从n＝4的能级向n＝1的能级跃迁时产生的，则b光可能是氢原子从n＝5的能级向n＝2的能级跃迁时产生的

12．处于基态的一群氢原子被外来单色光激发后，发射的光谱中，在巴耳末系中只有两条光谱线（跃迁到）。则下列说法中错误的是（　　）

A．外来单色光的频率约为

B．该氢原子发射的所有谱线中，最长的波长为6564nm

C．该氢原子发射的所有谱线中，最短波长的光子动量约为

D．氢原子发射的光照射逸出功为2.29eV的金属钠，光电子最大动能约为

13．氢原子能级示意图如图所示，大量处于n＝4能级的氢原子，辐射出光子后，能使金属钨发生光电效应，已知钨的逸出功为4.54eV，下述说法中正确的是（　　）

A．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应

B．光电子的最大初动能为8.21eV

C．一个钨原子能吸收两个从n＝４到n＝2能级跃迁的光子而发生光电效应

D．氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子的速率减小

14．下列说法正确的是（　　）

A．声波能发生干涉，电磁波不能发生衍射

B．英国物理学家托马斯杨的干涉实验证明了光具有波动性

C．实际的LC振荡电路中，振荡电路的能量将变小但振幅保持不变

D．玻尔理论不但解释了氢原子光谱的实验规律而且完全揭示了微观粒子的运动规律

15．氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．当氢原子处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的

B．当用能量为11eV的电子撞击处于基态的氢原子时，氢原子可能会跃迁到激发态

C．用从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光照射逸出功为3.34eV的锌，会发生光电效应

D．氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级比从n=2能级跃迁到n=1能级辐射出电磁波的频率高

二、填空题（共4题）

16．氢原子第n能级的能量为,其中E1为基态能量．当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为ν1;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为ν2,则_______________________．

17．定义∶原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫作_____。

18．某单色光照射光电管阴极K，发生光电效应，测得电子的最大初动能为，若此光是一群氢原子受激发后处于能级向低能级跃迁时产生的，则阴极K的逸出功为__________；电子的遏止电压为_________．

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．氢原子处于基态时，原子能量E1=-13.6 eV，氢原子各能级的关系为En=（n=1，2，3…）。今有一群处于n=4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同的光子？其中光子最小的能量是多少？是从哪两个能级跃迁发出的？

21．(1)已知基态的电离能为，为使处于基态的静止的跃迁到激发态，入射光子所需的最小能量为多少？

(2)静止的从第一激发态跃迁到基态时，如果考虑到离子的反冲，与不考虑反冲相比，发射出的光子波长相差的百分比为多少（离子的能级与n的关系和氢原子能级公式类似，质子和中子的质量均取）

22．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， 表示真空中的光速。求能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长。

23．氢原子的能级如图所示．原子从能级n=3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．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．普朗克常h=6.63×10−34 Js，求：

(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光；

(2)该金属的逸出功和截止频率；（以 Hz 为单位保留两位有效数字）

(3)产生光电子最大初动能的最大值．(以 eV 为单位)．

参考答案：

1．D

2．D

3．C

4．D

5．A

6．A

7．C

8．D

9．C

10．B

11．D

12．B

13．B

14．B

15．B

16．

17．能级

18．         

19．6

20．6， ，n=4能级跃迁到n=3

21．（1）   （2）

22．

23．(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出6种频率的光；(2)该金属的逸出功12.09eV和截止频率2.9×1015Hz；(3)产生光电子最大初动能的最大值0.66eV．