人教版(新教材)高中物理选择性必修3课时作业6：4 4 氢原子光谱和玻尔的原子模型练习

人教版(新教材)高中物理选择性必修第三册PAGEPAGE1第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型(限时35分钟)1.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〖答案〗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，故选项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。2.(多选)由玻尔理论可知，下列说法中正确的是()A.电子绕核运动有加速度，就要向外辐射电磁波B.处于定态的原子，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量C.原子内电子的可能轨道是连续的D.原子的轨道半径越大，原子的能量越大〖答案〗BD〖解析〗按照经典物理学的观点，电子绕核运动有加速度，一定会向外辐射电磁波，能量不断减小，其轨道半径连续变化，而这与客观事实相矛盾，由玻尔假设可知选项A、C错误，B正确；原子轨道半径越大，原子能量越大，选项D正确。3.(多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有()A.原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量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不连续的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〖答案〗ABC〖解析〗选项A、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其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，电子跃迁时辐射光子的频率由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En，故选项D错误，A、B、C正确。4.(多选)按照玻尔原子理论，下列表述正确的是()A.核外电子运动轨道半径可取任意值B.氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大C.电子跃迁时，辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定，即hν＝En－Em(m＜n)D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程，可能辐射能量，也可能吸收能量〖答案〗BC〖解析〗根据玻尔理论，核外电子运动的轨道半径是确定的值，而不是任意值，选项A错误；氢原子中的电子离原子核越远，能级越高，能量越大，选项B正确；由跃迁规律可知选项C正确；氢原子从激发态向基态跃迁的过程中，应辐射能量，选项D错误。5.对于巴耳末公式，下列说法正确的是()A.所有氢原子光谱的波长都与巴耳末公式相对应B.巴耳末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C.巴耳末公式确定了氢原子发光的一个线系的波长，其中既有可见光，又有紫外光D.巴耳末公式确定了各种原子发光中的光的波长〖答案〗C〖解析〗巴耳末公式只确定了氢原子发光中一个线系的波长，不能描述氢原子发出的各种波长，也不能描述其他原子的发光，选项A、D错误；巴耳末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线，总结出来的，但它适用于整个巴耳末线系，该线系包括可见光和紫外光，故B错误，C正确。6.(多选)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都是线状谱B.煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱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〖答案〗BC〖解析〗太阳光谱是吸收光谱，白炽灯光谱是连续谱，A错误；煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱是线状谱，B正确；进行光谱分析时，要利用原子的特征谱线即线状谱，不能用连续谱，C正确；由于月亮自身不会发光，只是反射了太阳光，因此无法用光谱分析确定月亮的化学组成，D错误。7.(多选)下列有关氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子的吸收光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关〖答案〗BC〖解析〗由于氢原子的轨道是不连续的，而氢原子在不同的轨道上的能级符合公式En＝eq\f(1,n2)E1，故氢原子的能级是不连续的，即是分立的，故C正确；当氢原子从较高轨道第n能级跃迁到较低轨道第m能级时，发射的光子的能量为E＝En－Em＝eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝eq\f(m2－n2,n2m2)E1＝hν，显然n、m的取值不同，发射光子的频率就不同，故氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差有关，故D错误；由于氢原子发射(或吸收)的光子的能量E＝En－Em＝eq\f(1,n2)E1－eq\f(1,m2)E1＝eq\f(m2－n2,n2m2)E1，所以发射(或吸收)的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，故A错误，B正确。8.(多选)用光子能量为E的光束照射容器中的氢气，氢原子吸收光子后，能发射频率为ν1、ν2、ν3的三种光子，且ν1＜ν2＜ν3。入射光束中光子的能量应是()A.hν3 B.h(ν1＋ν2)C.h(ν2＋ν3) D.h(ν1＋ν2＋ν3)〖答案〗AB〖解析〗氢原子吸收光子后发射三种频率的光，可知氢原子由基态跃迁到了第三能级，能级跃迁如图所示，由图可知该氢原子吸收的能量为hν3或h(ν1＋ν2)。故A、B正确。9.(2021·山东昌乐一中期末)可见光的光子能量如下表所示，玻尔的氢原子能级图如图所示，则关于氢原子能级跃迁的说法正确的是()色光红橙黃绿蓝—靛紫光子能量范围(eV)1.61～2.002.00～2.072.07～2.142.14～2.532.53～2.762.76～3.10A.氢原子从高能级向低能级跃迁时放出光子的能量是连续的B.处于n＝2能级的氢原子可以吸收红光发生电离C.从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时会辐射出红外线D.大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时可辐射出两种频率的可见光〖答案〗D〖解析〗氢原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后两个能级之差，是分立的，A错误；处于n＝2能级的氢原子至少吸收3.4eV的能量才能电离，而红光的能量较小，不符合要求，B错误；从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时，释放的能量为1.89eV，该能量在红光能量范围内，所以辐射的是红光，C错误；大量氢原子从n＝4能级向低能级跃迁时，从4到2跃迁和从3到2跃迁释放的能量都在可见光范围，其他的不在可见光范围，D正确。10.(2021·山西临汾市月考)氢原子的能级示意图如图所示，用光子能量为12.75eV的一束光照射一群处于基态的氢原子，下列说法正确的是()A.这些处于基态的氢原子会被电离B.这些处于基态的氢原子会跃迁到n＝3能级C.照射后可能观测到氢原子发射有3种不同波长的光D.照射后可能观测到氢原子发射有6种不同波长的光〖答案〗D〖解析〗能量12.75eV等于n＝1和n＝4间的能级差，故处于基态的氢原子吸收能量为12.75eV的光子后，会跃迁到n＝4能级，不会被电离，A、B错误；照射后可能观测到氢原子发射Ceq\o\al(2,4)＝6种波长的光波，C错误，D正确。11.(多选)(2021·内蒙古包头市高二期末)已知氢原子的能级图如图所示，部分金属的逸出功如下表所示，现用光子能量介于8～12.7eV范围内的光去照射大量处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是()金属铯钙镁钛逸出功W/eV1.92.73.74.4A.在照射光中可能被吸收的光子能量有3种B.照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种C.照射后氢原子发射的各种波长的光照射金属铯，都可以使金属铯发生光电效应D.照射后氢原子发射的各种波长的光照射金属钛，有2种光可以使金属钛发生光电效应〖答案〗BD〖解析〗根据玻尔理论E2－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝10.2eVE3－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.09eVE4－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－0.85))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.75eVE5－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－0.54))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝13.06eV能被吸收的光子能量有2种，A错误；照射后跃迁最高能级为3级，可能观测到氢原子发射不同波长的光有Ceq\o\al(2,3)＝3，照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种，B正确；根据玻尔理论E3－E2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV＝1.89eV不能使金属铯发生光电效应，C错误；根据玻尔理论E2－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－3.4))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝10.2eVE3－E1＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－1.51))eV－eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(－13.6))eV＝12.09eV这2种光的能量均大于金属钛的逸出功，均能使金属钛发生光电效应，D正确。12.(2021·河北张家口市一模)氢原子能级如图所示，用光子能量为2.55eV的光照射大量处于n＝2能级的氢原子，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光照射到逸出功为9eV的金属板时，射出光电子最大初动能为()A.4.6eV B.3.75eVC.3.09eV D.1.2eV〖答案〗B〖解析〗用光子能量为2.55eV的光照射大量处于n＝2能级的氢原子，2.55eV－3.40eV＝－0.85eV，跃迁到n＝4的能级，氢原子向低能级跃迁时辐射出的光子的最大能量Em＝－0.85eV－(－13.6)eV＝12.75eV，照射到逸出功为9eV的金属板时，射出光电子最大初动能为Ek＝12.75eV－9eV＝3.75eV，故选项B正确。13.(2021·福建漳州市一模)如图是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生的三种跃迁，发出三种不同波长的光λa、λb、λc，E1、E2、E3分别表示三个对应能级，且En＝eq\f(E1,n2)，E1＜0，则()A.λa＞λb＞λcB.λa＝λb＋λcC.E1＜E2＜E3 D.E1＋E2＝E3〖答案〗C〖解析〗电子跃迁时发出的光子的能量为E＝En－Em能量差(E3－E2)等于光子b的能量，能量差(E2－E1)等于光子c的能量，能量差(E3－E1)等于光子a的能量，由玻尔理论可知E3－E2＜E2－E1，结合题图可知光子的能量关系为Ea＝Ec＋Eb，同时Ea＞Ec＞Eb，又E＝eq\f(hc,λ)，联立可得eq\f(1,λa)＝eq\f(1,λb)＋eq\f(1,λc)，λa＜λc＜λb，A、B错误；由玻尔理论知氢原子