人教版高中物理精讲精练-选择性必修3专题强化二：核式结构与波尔的原子模型 解析版

专题强化二：核式结构与波尔的原子模型【知识归纳】(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量.(2)跃迁：电子从能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时，会放出能量为hν的光子，这个光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝Em－En.(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应.原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的.4.氢原子的能量和能级变迁(1)能级和半径公式：①能级公式：En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6eV.②半径公式：rn＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态轨道半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10m.(2)氢原子的能级图，如图2所示技巧归纳：1.定态间的跃迁——满足能级差(1)从低能级(n)eq\o(→,\s\up7(跃迁))高能级(m)→吸收能量.：hν＝Em－En(2)从高能级(m)eq\o(→,\s\up7(跃迁))低能级(n)→放出能量.：hν＝Em－En.2.电离电离态与电离能电离态：n＝∞，E＝0基态→电离态：E吸>0－(－13.6eV)＝13.6eV.激发态→电离态：E吸>0－En＝|En|.若吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能.【题型归纳】题型一：散射实验1．（22-23高二下·北京海淀·期末）如图所示为α粒子散射的实验装置图。对该实验的解释，下列说法合理的是（）

A．原子内部存在质子B．原子核是由质子和中子组成的C．原子的正电荷在原子内部是均匀分布的D．原子的全部正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上【答案】D【详解】α粒子散射实验现象为：绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大的偏转，并有极少数α粒子的偏转超过，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来。卢瑟福根据该实验现象提出了原子核式结构模型：原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转，故ABC错误，D正确。故选D。2．（22-23高二下·河南南阳·期末）如图所示的实验装置为用α粒子轰击金箔，研究α粒子散射情况的实验装置。关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（

）

A．该实验最早是由玻尔所做B．α粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞C．卢瑟福根据该实验现象提出了原子的核式结构模型D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的【答案】C【详解】A．α粒子散射实验是由卢瑟福所做，故A错误；B．α粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用，而不是与电子发生碰撞，故B错误；C．卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，故C正确；D．α粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故D错误。故选C。3．（22-23高二下·江苏徐州·期末）如图所示为α粒子散射的实验装置示意图。将显微镜先后置于图中的A点和B点，在这两点观察的时间相同，则（

）A．在B点一定观察不到闪光B．在A、B两点观察到的闪光次数接近C．在B点能观察到闪光，主要因为α粒子通过金箔时与电子发生碰撞D．在A点观察到的闪光次数远多于在B点观察的，说明金原子内部非常空旷【答案】D【详解】ABD．α粒子散射的实验中，α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生大角度的偏转，极少数α粒子偏转角度大于，即个别α粒子反弹回来，所以在B位置能观察到闪光，但次数远小于A处的，也表明金原子内部非常空旷，AB错误，D正确；C．在B点能观察到闪光，并不是因为α粒子通过金箔时与电子发生碰撞，而是与原子核之间相互作用的结果，C错误；故选D。题型二：原子的核式结构4．（22-23高二下·陕西西安·期末）关于原子结构及原子核的组成，下列说法正确的是（）A．阴极射线是电子流，说明在原子核中存在电子B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型C．γ射线是原子内层电子由高能级向低能级跃迁时发出的高频光子流D．从原子核中发出的β射线是电子流，说明原子核中存在电子【答案】B【详解】A．阴极射线是电子流，说明在原子中存在电子，故A错误；B．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故B正确；C．γ射线是原子核由高能级向低能级跃迁时发出的高频光子流，故C错误；D．从原子核中发出的β射线是电子流，电子是由中子转化为质子而来的，原子核中不存在电子，故D错误。故选B。5．（22-23高二下·内蒙古呼和浩特·期末）1909年，物理学家卢瑟福用α粒子轰击金箔，研究α粒子被散射的情况，关于α粒子散射实验，下列说法正确的是（）A．原子中除了质子外还存在中子B．原子中的质量和正电荷是均匀分布的C．原子的结构类似于太阳系的球形结构D．原子中几乎全部的质量和全部正电荷都集中在很小的区域内【答案】D【详解】ABD．α粒子散射实验说明原子内存在一个集中了几乎全部的质量和全部正电荷的核，数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以α粒子散射实验不能证明原子中除了质子外还存在中子，故AB错误，D正确；C．卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核式结构，和太阳系类似，称为行星模型，但并非球形结构，故C错误。故选D。6．（2023·湖南·模拟预测）在19世纪，科学家就对原子的结构、组成及能量进行了实验和分析。请你根据所学习的物理学史，判断下列说法中正确的是（）A．汤姆孙在研究阴极射线时，认识到原子具有核式结构B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的电子发生了碰撞所导致的C．玻尔原子模型否定了核式结构，完美地揭示了微观粒子的运动规律D．玻尔原子理论告诉我们，原子发光时产生线状谱【答案】D【详解】A．汤姆孙在研究阴极射线时，发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，故A错误；B．在粒子散射实验中，有极少数粒子发生了大角度偏转，是它与原子中的原子核发生了碰撞所导致的，故B错误；C．玻尔首先把普朗克的量子假说推广到原子内部的能量，来解决卢瑟福原子模型在稳定性方面的困难，故C错误；D．玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱实验，他告诉我们，原子发光时产生线状谱，故D正确。故选D。题型三：光谱分析7．（22-23高二下·江苏苏州·期末）图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（）

A．这四条谱线中，谱线光子频率最大B．氢原子的发射光谱属于连续光谱C．用能量为3.5eV的光子照射处于激发态的氢原子，氢原子不发生电离D．氢原子从能级跃迁到能级，电子动能增大【答案】D【详解】A．由乙图可知谱线对应的波长最大，由可知，波长越大，能量越小，频率越小，A错误；B．氢原子的发射光谱属于线状光谱，B错误；C．处于能级的氢原子电离至少需要吸收3.4eV的能量，因此用能量为3.5eV的光照射处于激发态的氢原子，氢原子会发生电离，C错误；D．氢原子从能级跃迁到能级，势能减小，根据能量守恒，电子动能增大，D正确。故选D。8．（19-20高二下·黑龙江哈尔滨·期末）通过光栅分析太阳光谱，我们发现其中有很多暗线，对于这些暗线，我们可以得到的结论是（）A．太阳中与暗线相对应的元素少B．太阳大气中含有暗线对应的元素C．地球大气中的某些元素吸收了暗线中对应的光谱D．观测仪器精度不足造成的【答案】B【详解】太阳光谱是太阳内部发出的光在经过太阳大气的时候，被太阳大气层中的某些元素吸收而产生的，是一种吸收光谱，所以太阳光的光谱中有许多暗线，它们对应着太阳大气层中的某些元素的特征谱线，故B正确，ACD错误．故选B。9．（18-19高二·全国·单元测试）太阳光谱是吸收光谱，这是因为太阳内部发出的白光()A．经过太阳大气层时某些特定频率的光子被吸收后的结果B．穿过宇宙空间时部分频率的光子被吸收的结果C．进入地球的大气层后，部分频率的光子被吸收的结果D．本身发出时就缺少某些频率的光子【答案】A【详解】太阳光谱是一种吸收光谱，是因为太阳发出的光穿过温度比太阳本身低得多的太阳大气层，而在这大气层里存在着从太阳里蒸发出来的许多元素的气体，太阳光穿过它们的时候跟这些元素的特征谱线相同的光都被这些气体吸收掉了，故A正确，BCD错误．题型四：氢原子光谱10．（22-23高二下·云南玉溪·期末）下列说法正确的是（）A．巴耳末公式所计算得出的波长与氢原子光谱中的波长是一一对应的关系B．根据巴耳末公式不仅可以分析氢原子光谱，也可以分析其他原子的发光光谱C．由巴耳末公式得到的波长都在可见光波段D．氢原子光谱中有红外光区、可见光区和紫外光区【答案】D【详解】A．巴耳末公式只能描述氢原子光谱中的一个线系，不能确定氢原子光谱中所有谱线对应的波长，故A错误；B．根据巴耳末公式只能分析氢原子光谱，不能分析其他原子的发光光谱，故B错误；C．巴耳末线系包括可见光区和部分紫外光区，故C错误；D．氢原子光谱中有可见光区，红外光区，紫外光区，故D正确。故选D。11．（22-23高三上·江苏南京·阶段练习）图示为氢原子能级图以及氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线，已知氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656nm，下列说法正确的是（）A．四条谱线中波长最大的是HδB．用633nm的光照射能使氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种谱线D．如果用能量为10.3eV的电子轰击，一定不能使基态的氢原子受激发【答案】C【详解】A．根据能级跃迁规律可知可知四条谱线中波长中最大的是，故A错误；B．氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级时辐射光子的波长为656nm，所以氢原子从n=2能级跃迁到n=3能级也需要656nm的光照射，故B错误；C．一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时，最多产生种谱线，故C正确；D．当实物粒子轰击氢原子时，只要实物粒子的能量大于等于能级跃迁所需要的能量就可以发生跃迁，电子的能量大于从基态跃迁到第一激发态需要的能量10.2eV，故用能量为10.3eV的电子轰击，能使基态的氢原子受激发，故D错误。故选C。12．（19-20高二下·福建莆田·期末）有关氢原子光谱的说法中不正确的是（）A．氢原子的发射光谱是连续光谱B．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差有关C．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光【答案】A【详解】A．由于氢原子发射的光子的能量：,所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，A错误，符合题意；B．当氢原子从较高轨道跃第n能级迁到较低轨道第m能级时，发射的光子的能量为，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力差有关，B正确，不符合题意；C．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，故氢原子的能级是不连续的即是分立的，故C正确，不符合题意；D．由于氢原子发射的光子的能量：,所以发射的光子的能量值E是不连续的，只能是一些特殊频率的谱线，D正确，不符合题意。故选A。题型四：计算电子跃迁的频率种数13．（22-23高二下·江西宜春·期末）如图为氢原子的能级示意图，现有一群氢原子处于的能级上，下列说法正确的是（）

A．该氢原子向低能级跃迁最多可发出8种频率的光子B．从能级跃迁到能级发出的光子波长最短C．该氢原子可以吸收能量为的光子跃迁到的能级D．使该氢原子电离至少需要吸收的能量【答案】D【详解】A．根据，可知一群处于能级的氢原子最多可发出6种频率的光子，故A错误；B．从能级跃迁到能级发出的光子的能量最小，根据可知其波长最长，故B错误；C．该氢原子从低能级吸收能量跃迁到高能级，吸收光子的能量必须等于两个能级之间的差值，由能级示意图可知该氢原子可以吸收的光子跃迁到的能级，而不是，故C错误；D．根据电离的定义，可得使该氢原子电离至少需要吸收的能量为故D正确。故选D。14．（22-23高二下·四川绵阳·期末）氢原子的能级图如图所示。现有一群处于能级的氢原子，则这群氢原子（）

A．只可能辐射2种频率的光子B．氢原子在轨道上的能量是指电子的动能C．若被光照射后，发生了电离，则电离氢原子的光子能量可以少于D．辐射光子的最大能量为【答案】D【详解】A．一群处于能级的氢原子，最多辐射的光子种数为故A错误；B．氢原子在轨道上的能量是指电子的动能和势能之和，故B错误；C．处于能级的氢原子能量为，所以至少需要吸收能量为的光子才能电离，故C错误；D．这群氢原子辐射出光子的最大能量为故D正确。故选D。15．（22-23高二下·山东威海·期末）如图所示为氢原子的能级图，、、、分别为1、2、3、4能级上的能量，一个氢原子处于的激发态。已知光速为c，普朗克常量为h，下列说法正确的是（）

A．氢原子向低能级跃迁可发出3种频率的光B．氢原子向低能级跃迁发出光的最大波长为C．氢原子吸收能量为的光子可跃迁到能级D．氢原子被能量为的电子碰撞可发生电离【答案】C【详解】A．根据单个氢原子在不同能级向低能级跃迁时发出的光的种数则可知，一个处于能级的氢原子跃迁时发出的光最多有2种，故A错误；B．根据可知，光的频率越小则波长越大，而根据可知，放出的能量越小则频率越小，因此该氢原子从能级跃迁到能级时释放的能量最小，则有解得故B错误；C．氢原子若吸收光子进行跃迁，则所吸收光子的能量必须等于能级之间的差值，即若要跃迁到能级，则所吸收的光子的能量必须等于故C正确；D．氢原子与实物粒子发生碰撞而发生电离，则实物粒子所具有的能量必须大于等于氢原子所在能级能量的绝对值，即该氢原子被电子碰撞后要发生电离，则该电子的能量为故D错误。故选C。题型六：计算电子跃迁的频率和波长16．（22-23高二下·宁夏石嘴山·期末）氢原子的能级示意图如图所示，已知E1、E2、E3分别代表氢原子处于n=1、2、3能级时的能量，h为普朗克常量，下列说法正确的是（）

A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，产生的光子的最大频率为B．当氢原子从能级跃迁到能级时，对应的电子的轨道半径变小，电子的动能变小，原子能量变小C．若氢原子从能级跃迁到能级时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级跃迁到能级时放出的光子照射该金属时，逸出的光电子的最大初动能为1.89eVD．大量处于能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出3种不同频率的光子【答案】C【详解】A．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，从能级跃迁到能级时，能级差最大，产生的光子的能量最大，光子的频率最高，根据光电效应方程得解得A错误；B．根据牛顿第二定律得解得当氢原子从能级跃迁到能级时，对应的电子的轨道半径变小，电子的动能变大；又因为氢原子从能级跃迁到能级时，原子向外辐射能量，所以氢原子能量变小，B错误；C．若氢原子从能级跃迁到能级时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功为当氢原子从能级跃迁到能级时放出的光子照射该金属时，根据光电效应方程解得逸出的光电子的最大初动能为1.89eV，C正确；D．大量处于能级的氢原子向基态跃迁时，能辐射出6种不同频率的光子，D错误。故选C。17．（22-23高二下·河北唐山·期末）氢原子的能级图如图所示。氢原子由高能级向低能级跃迁时会产生各种谱线系，其中由高能级向能级跃迁时产生的光谱线属于巴尔末线系。如果大量氢原子处于能级的激发态，下列说法正确的是（）

A．这群氢原子最多可能辐射6种处于巴耳末系的光子B．从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的波长最长C．用能量为的电子轰击处于能级的氢原子，可以跃迁到能级D．能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离【答案】C【详解】A．由高能级向能级跃迁时产生的光谱线属于巴尔末线系，所以大量氢原子处于能级的激发态最多可产生2种处于巴耳末系的光子，即从能级跃迁到能级和能级跃迁到，故A错误；B．根据（n＞m）可知从能级跃迁到能级的氢原子所辐射光子的能量最大，波长最短，故B错误；C．从能级的氢原子跃迁到能级需要吸收的能量为＜1.95eV可知用能量为的电子轰击处于能级的氢原子，可以跃迁到能级，故C正确；D．能级的氢原子的电离能可知能级的氢原子至少需吸收能量的光子才能电离，故D错误。故选C。18．（22-23高二下·山东潍坊·期末）我国自主研发的氢原子钟已运用于北斗导航系统中，它通过氢原子能级跃迁过程中产生的电磁波校准时钟。如图所示为氢原子能级及核外电子在两能级间跃迁时辐射或吸收光子波长的示意图，设原子处于的能级时，对应能量为、、、，则下列判断正确的是（）

A．B．一个处在能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发射出6种不同波长的光C．氢原子从跃迁到时，吸收光的波长约为D．用波长为的光照射，氢原子能从跃迁到能级【答案】C【详解】A．由图可知故A错误；B．一个处在能级的氢原子向低能级跃迁时最多可发射出3种不同波长的光，故B错误；C．根据图可知和之间的能量差为和之间的能量差为所以和之间的能量差为即氢原子从跃迁到时，吸收光的波长约为，故C正确；D．由图可知和之间跃迁时需要吸收1875nm的光，故D错误；故选C。【专题强化】一、单选题19．（22-23高二下·江西南昌·期末）下列四幅图涉及的物理知识，说法正确的是（

）A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B．图乙：康普顿效应说明光子具有波动性C．图丙：汤姆生研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型D．图丁：玻尔研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流【答案】A【详解】A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故A正确；B．图乙：康普顿效应说明光子具有粒子性，故B错误；C．图丙：卢瑟福研究粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，故C错误；D．图丁：汤姆逊研究阴极射线管证实了阴极射线是带电粒子流，故D错误。故选A。20．（20-21高二下·四川绵阳·期末）关于物理学的重要史实和结论，下列说法正确的是（）A．通过分光镜观察到的氢原子光谱是连续谱B．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内C．卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论D．根据波尔原子结构理论，氢原子的电子绕氢原子核运动的半径可以取任意值【答案】C【详解】A．氢原子光谱是不连续的，是线状谱，因此通过分光镜观察到的氢原子光谱是不连续谱，故A错误；BC．汤姆孙发现电子后提出了“枣糕式”原子模型，而卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故B错误，C正确；D．根据波尔原子结构理论，电子绕核运动的轨道半径是量子化的，是一些不连续的特定值，且电子绕核旋转是定态，故D错误。故选C。21．（22-23高二下·四川绵阳·期末）下列说法不正确的是（）A．卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，发现了质子和中子B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的C．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的，有特定的轨道D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征【答案】A【详解】A．卢瑟福通过分析粒子散射结果，提出原子核式结构模型，卢瑟福在用粒子轰击氮原子核的实验中发现了质子，并预言了中子的存在，查德威克发现中子，故A错误；B．玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，故B正确；C．根据玻尔理论可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，故C正确；D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故D正确。本题选不正确的，故选A。22．（21-22高二下·河南南阳·期末）如图甲所示氢原子光谱中，给出了可见光区四条谱线对应的波长，波尔的氢原子能级图如图乙所示。已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，可见光光子的能量范围约为1.61eV~3.11eV，则下列说法不正确的是（）A．同一玻璃对谱线所对应的光要比谱线所对应的光的折射率小B．谱线对应的光子能量约为3.02eVC．谱线对应的光子是氢原子从n=5跃迁到n=2能级时发出的D．处在基态的氢原子至少要用光子能量为12.09eV的光照射才能使其发出可见光【答案】C【详解】A．谱线所对应的波长要比谱线所对应波长大，根据可知谱线所对应的能量要比谱线所对应的能量小，频率小，那么同一玻璃对谱线所对应的光要比谱线所对应的光的折射率小，故A正确；B．谱线对应的光子能量约为故B正确；C．谱线对应的光子能量为氢原子从n=5跃迁到n=2能级时发出的光子能量为，故C错误；D．可见光光子的能量范围约为1.61eV~3.11eV，处在基态的氢原子跃迁到n=3时才能发出可见光，因此处在基态的氢原子要用所照射的最小光子能量为故D正确。该题选择不正确选项，故选C。23．（21-22高二下·天津南开·期末）如图为氢原子能级示意图，下列说法正确的是（）A．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可以发出6种频率的光B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子轰击时，氢原子一定会电离C．处于基态的氢原子可以吸收能量为12.1eV的光子并发生跃迁D．处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小【答案】D【详解】A．一个处于n=4激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可发出3种不同频率的光，故A错误；B．当处于基态的氢原子受到动能为13.6eV的粒子当击时，若为光子，则氢原子一定会电离，若为其它实物粒子，氢原子不会电离，故B错误；C．处于基态的氢原子若吸收一个12.1eV的光子后的能量为由于不存在该能级，所以用12.1eV的光子照射处于基态的氢原子时，电子不可能跃迁，故C错误；D．氢原子中的电子从高能级向低能级跃迁时轨道半径减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，动能增大，原子的能量减小，故D正确。故选D。24．（22-23高二下·山东青岛·期末）“梦天号”实验舱携带世界首套可相互对比的冷原子钟组发射升空，对提升我国导航定位、深空探测等技术具有重要意义。如图所示为某原子钟工作的四能级体系，原子吸收频率为的光子，从基态I跃迁至激发态能级II，然后自发辐射出频率为的光子，跃迁到原子钟的上能级2，并在一定条件下可跃迁到原子钟的下能级1，实现受激辐射，发出频率为的钟激光，最后辐射出频率为的光子回到基态。以下关系式正确的是（）

A． B．C． D．【答案】B【详解】原子吸收频率为的光子，从基态I跃迁至激发态能级II，则有在自发辐射出频率为的光子，跃迁到原子钟的上能级2过程有跃迁到原子钟的下能级1过程有辐射出频率为的光子回到基态过程有解得故选B。25．（22-23高二下·云南·期末）如图为氢原子的能级图。大量氢原子处于n=3的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为4.2eV的金属铝。下列说法正确的是（

）

A．逸出光电子的最大初动能为8.89eVB．n=3跃迁到n=1放出的光子动量最大C．有3种频率的光子能使金属铝产生光电效应D．用0.85eV的光子照射，氢原子跃迁到n=4激发态【答案】B【详解】A．从n=3跃迁到n=1放出的光子能量最大，根据Ek=E－W0可得此时最大初动能为Ek=7.89eV，故A错误；B．根据，又因为从跃迁到放出的光子能量最大，故可知动量最大，故B正确；C．大量氢原子从的激发态跃迁到低能级能放出种频率的光子，其中从跃迁到放出的光子能量为不能使金属铝产生光电效应，其他两种均可以，故C错误；D．由于从跃迁到需要吸收的光子能量为所以用0.85eV的光子照射，不能使氢原子跃迁到激发态，故D错误。故选B。26．（22-23高二下·湖北十堰·期末）氢原子能级图如图所示，用某单色光照射大量处于基态的氢原子后，氢原子辐射的光对应谱线只有两根谱线属于巴耳末系，则该单色光的光子能量为（）

A．14.14eV B．12.75eV C．12.09eV D．10.20eV【答案】B【详解】巴耳末系是高能级氢原子跃迁到2能级的谱线图，根据题意可知氢原子辐射的光对应谱线只有两根谱线属于巴耳末系，则氢原子从4能级跃迁到2能级时有两根谱线属于巴耳末系，则单色光的光子能量为故选B。27．（22-23高二下·山东青岛·期末）氢原子的能级图如图所示，有一群处于n=3能级的激发态的氢原子，则下列说法正确的是（）

A．能发出6种不同频率的光子B．波长最长的光是氢原子从能级n=3跃迁到n=1产生的C．发出的光子的最小能量为12.09eVD．处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离【答案】D【详解】A．能发出3种不同频率的光子，即故A错误；B．从能级n=3跃迁到n=1产生的光的频率最大，即波长最短，故B错误；C．发出的光子的最小能量为故C错误；D．处于该能级的氢原子能量为-1.51eV，所以至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，故D正确。故选D。28．（22-23高二下·陕西宝鸡·期末）如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子，其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是（

）

A．光电子的最大初动能为B．光电管阴极K金属材料的逸出功为C．这些氢原子跃迁时共发出6种频率的光D．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则可判断图乙中电源右侧为正极【答案】C【详解】AB．大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的光子中，其中频率最高的光子，对应的能量为由光电效应方程可得由丙图可知截止电压为7V，代入数据可得光电子的最大初动能为阴极K金属材料的逸出功为故A、B错误；C．这些氢原子跃迁时发出频率不同的光子种类数为6种，故C正确；D．若调节滑动变阻器滑片能使光电流为零，则电子受到的电场力应向左，场强应向右，则可判断图乙中电源左侧为正极，故D错误。故选C。二、多选题29．（20-21高二下·四川绵阳·期末）氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=4能级的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6种不同频率的光B．氢原子从n=4跃迁到n=1，发射的光子波长最长C．氢原子从n=2跃迁到n=1，发射的光子能量最小D．氢原子从n=4跃迁到n=3，氢原子能量减小。【答案】AD【详解】A．大量氢原子从高能级向低能级跃迁过程中辐射出的光的种数为可知，当大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，将辐射出6种不同频率的光，故A正确；BCD．根据可知，跃迁过程中所辐射光子的能量越高其频率越大，而根据可知，频率越大的光其波长越小，而频率越小其波长越大，而氢原子跃迁时所释放的能量（，且、均为能级）分析可知，氢原子从n=4跃迁到n=3，发射的光子其能量最小，则可知其频率最小，波长最长，故BC错误，D正确。故选AD。30．（20-21高二下·内蒙古鄂尔多斯·期末）我国自主研发的氢原子钟现已运用于中国的北斗导航系统中，它通过氢原子能级跃迁而产生的电磁波校准时钟。氢原子能级如图所示，下列说法正确的是（

）A．的光子照射处于基态的氢原子可以使之发生跃迁B．大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，可辐射6种不同频率的光子C．用加速后的电子撞击处于基态的氢原子，氢原子可能发生电离D．用氢原子从能级跃迁到能级辐射的光照射逸出功为的金属，不能使金属发生光电效应【答案】BC【详解】A．处于基态的氢原子从能级跃迁到能级所需能量最少，能级与能级能量之差为而根据能级跃迁理论，的光子照射处于基态的氢原子不能使之发生跃迁，故A错误；B．处于能级的大量氢原子向低能级跃迁能发出种频率不同的光子，则大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时可辐射种不同频率的光子，故B正确；C．如果加速后的电子动能足够大，撞击时处于基态的氢原子可能吸收电子的部分动能而发生电离，故C正确；D．氢原子从能级跃迁到能级辐射的光子能量为则用其照射逸出功为的金属能发生光电效应，故D错误。故选BC.31．（22-23高二下·山东济南·期末）氢原子能级如图，当氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长为，该光恰能使金属A发生光电效应，以下判断正确的是（）

A．氢原子从跃迁到的能级时，辐射光的波长小于B．用波长为的光照射，可使氢原子从跃迁到的能级C．一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．当氢原子从跃迁到后，辐射光照射金属能产生最大初动能为的光电子【答案】ACD【详解】A．因为n=3到n=2的能级差小于n=2到n=1的能级差，所以氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射光子能量比氢原子从n=2跃迁到n=1的能级辐射的光子能量小，频率小，由可知，氢原子从n=2跃迁到n=1能级时辐射的光子波长小于氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时辐射的光子波长，即氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时，辐射光的波长小于656nm，选项A正确；B．氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的光子能量为辐射光的波长为656nm，当用波长为856nm的光照射，则其能量小于1.89eV，不可使氢原子从n=1跃迁到n=2的能级，选项B错误；C．根据知，一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线，选项C正确；D．由题意可知，当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时，辐射的光恰能使某金属A发生光电效应，说明金属A的逸出功为1.89eV；当氢原子从n=2跃迁到n=1后，辐射出光的能量为△E=-3.4eV-（-13.6）eV=10.2eV辐射光照射金属A能产生最大初动能为的光电子，选项D正确。故选ACD。32．（22-23高二下·广东东莞·期末）氢原子的能级图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，则（）A．核外电子绕核运动的轨道半径减小B．最多能够辐射3种频率的光子C．氢原子辐射出0.66eV的光子后，能够稳定在n=3的能级，不再往低能级跃迁D．氢原子从n=4直接跃迁到n=1的能级，发出的光子频率最大【答案】AD【详解】A．氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，核外电子绕核运动的轨道半径减小，故A正确；B．最多能够辐射=6种频率的光子，故B错误；C．氢原子辐射出0.66eV的光子后，能量为E=-0.85eV-0.66eV=-1.51eV，跃迁到n=3的能级，还可以继续往低能级跃迁，故C错误；D．氢原子从n=4直接跃迁到n=1的能级，释放的能量最多，根据可知发出的光子频率最大，故D正确；故选AD。33．（22-23高二下·天津和平·期末）图甲为氢原子能级图，图乙为氢原子的光谱，、、、是可见光区的四条谱线，其中谱线是氢原子从能级跃迁到能级辐射产生的，下列说法正确的是（）

A．这四条谱线中，谱线光子频率最小B．氢原子从能级跃迁到能级要吸收能量C．若、、、中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是D．用能量为的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以发生跃迁【答案】AC【详解】A．由乙图可知谱线对应的波长最大，由可知，波长越大，能量越小，频率越小，故A正确；B．氢原子从能级跃迁到能级要放出能量。故B正确；C．频率越大的光子越容易使金属产生光电效应，图中谱线波长最小，频率最大，可知，光能量最大，若中只有一种光能使某金属产生光电效应，那一定是，故C正确；D．由能级差公式可知，若用能量为的光子照射处于基态的氢原子，氢原子可以发生跃迁，则有由图甲可知，氢原子能级中没有能量为的能级，则假设不成立，即用能量为的光子照射处于基态的氢原子，氢原子不可以发生跃迁，故D错误。故选AC。34．（22-23高二下·青海西宁·期末）现已知金属铯的逸出功为，氢原子能级图如图所示，下列说法正确的是（）

A．大量处于能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出6种频率的光子B．一个处于能级的氢原子跃迁到基态的过程中最多可释放出3种频率的光子C．氢原子从能级跃迁到能级过程中辐射出的光子能使金属铯发生光电效应D．大量处于能级的氢原子跃迁到基态过程中发出的光照射金属铯，产生的光电子最大初动能为E．用光子能量为11eV的紫外线照射大量处于基态的氢原子，会有氢原子跃迁到能级【答案】ACD【详解】A．大量处于能级的氢原子跃迁最多可知释放的光子频率种类为故A项正确；B．一个处于能级的氢原子最多可以释放的光子频率种类为故B项错误；C．从能级跃迁到能级过程中，辐射出的光子能量为故其辐射出的光子可以使金属铯发生光电效应，故C项正确；D．从能级的氢原子跃迁到基态，辐射出的光子能量为根据光电效应方程有故D项正确；E．除电离外，只有光子的能量恰好等于两能级之差时，光子才能被吸收，而能级1和能级2之间的能级差为，能级1和能级3之间能级差为,所以能量为11eV的紫外线不能使处于基态的原子跃迁，故E项错误。故选ACD。35．（22-23高二下·浙江·期末）氢原子能级如图甲所示。一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙电路的阴极K，只能得到3条电流随电压变化的图线，如图丙所示。下列说法正确的是（）

A．a光与b光能发生干涉B．a光最容易发生衍射现象C．丙图中M点的数值为-6.34D．若丙图中c光的饱和光电流为I=3.2μA，则1s内最少有2×1013个氢原子发生跃迁【答案】CD【详解】C．一群处于n=4能级的氢原子，向低能级跃迁时能发出６种频率的光，其中频率最高的三条为能级差最大的三条，分别为4→1,3→1,2→1，由遏止电压与最大初动能的关系可得由图可知，a光的遏止电压最大，c光的遏止电压最小，故a光是从n=4能级跃迁到n=1能级发出的光，b光是从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光，c光是从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光，而a光的遏止电压为7V，所以a光的光子能量为所以该金属的逸出功为对b光，有所以M点的数