2022版新教材物理人教版选择性必修第三册基础训练：第四章第4节氢原子光谱和玻尔的原子模型含解析

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1.（多选）有关氢原子光谱的说法，正确的是( )
A.氢原子的发射光谱是线状谱
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：
A
;
B
;
C
解析：原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发
射光谱是线状谱，原子发出的光子的能量等于原子跃迁时的能级差，只能发出特定频率的
光。
2.（多选）欲使处于基态的氢原子激发或电离，下列措施可行的是( )
A.用
10.2 eV
的光子照射
B.用
11 eV
的光子照射
C.用
14 eV
的光子照射
D.用
10 eV
的光子照射
答案：
A
;
解析：由氢原子的能级图可求得
E2− E1=−3.40 eV −(−13.6)eV =10.2 eV
，处于基态的
氢原子吸收
10.2 eV
的光子后将跃迁到第 2能级态，可使处于基态的氢原子激发，
A
项正确；
要使处于基态的氢原子发生电离，照射光的能量须大于等于
13.6 eV
，而
14 eV >13.6 eV
，
故
14 eV
的光子可使基态的氢原子发生电离，
C
项正确；
B
、
D
项既不满足玻尔理论关于跃
迁的条件，也不能使氢原子发生电离。
3.（2021 江苏南通高三期中）大量处于
n=4
能级的氢原子辐射出多条谱线，其中最长和最
短波长分别为
λ1
和
λ2
。已知普朗克常量为
ℎ
，光速为
c
。则
n=4
能级与
n=3
能级的能量差为
( )
A.
cℎ
λ1
B.
cℎ
λ2
C.
cℎ(λ1+λ2)
λ1λ2
D.
cℎ(λ1− λ2)
λ1λ2
答案：
A
解析：大量氢原子从
n=4
能级向低能级跃迁时，从
n=4
能级向
n=3
能级跃迁时释放的光子
能量最小，波长最长，其波长为
λ1
，其频率为
ν1=c
λ1
，则
n=4
能级与
n=3
能级的能量差
ε1=ℎν1=cℎ
λ1
。
4.（2021 重庆西南大学附中高三月考）如图所示为氢原子的能级图，一群处于
n=3
能级的
氢原子，向低能态跃迁时，能辐射出三种不同频率的光
a
、
b
、
c
，频率大小关系为
νa>νb>νc
，让这三种光照射逸出功为
10.2 eV
的某金属表面，则( )
A.
a
光照射该金属，逸出的光电子的最大初动能为
1.51 eV
B.从
n=3
能级跃迁到
n=2
能级辐射出的光频率为
νb
C.从
n=3
能级跃迁到
n=1
能级辐射出的光波长最短
D.光
a
、
b
、
c
均能使该金属发生光电效应
答案：
C
解析：
a
光频率最高，所以
a
光应该是从
n=3
能级跃迁到
n=1
能级产生的，所以
Δ E31=12.09 eV
依据光电效应方程，逸出的光电子的最大初动能为
1.89 eV
，故
A
项错误；频率大小关系为
νa>νb>νc
，从
n=3
能级跃迁到
n=2
能级辐射出的能量最小，即其对应的光频率为
νc
，故
B
项错误；氢原子由
n=3
能级跃迁到
n=1
能级辐射的光的能量最大，辐射出的光频率为
νa
，
νa>νb>νc
，故光的频率最大，波长最小，
C
项正确；氢原子由
n=3
能级跃迁到
n=2
能级
时，辐射的光子能量为
Δ E32=1.89 eV
，所以不能使逸出功为
10.2 eV
的金属发生光电效应，
故
D
项错误。
素养视角
科学思维
光谱分析
从分析光谱成因入手，理解不同谱线的特征。
（1）连续谱和线状谱同属发射光谱。连续谱由炽热的固体、液体和高压气体直接发光形成，
光谱为一条光带，含有各种频率的光。线状谱是由稀薄气体或金属蒸气产生的，光谱是一
些不连续的亮线，仅含有一些特定频率的光，线状谱中每条光谱线对应着一种频率，不同
元素的原子产生的线状谱不同，因而可以用线状谱来确定物质的成分。
（2）吸收光谱是由高温物体发出的白光通过低温物质，某些波长的光被吸收后产生的光谱，
光谱是在连续谱的背景下有若干暗线，而这些暗线与线状谱的亮线一一对应，因而吸收光
谱中的暗线也是该元素原子的特征谱线。
（3）由于各种元素的原子结构不同，在光源的作用下都可以产生自己特征的光谱。如果一
个样品经过激发在感光板上有几种元素的谱线出现，就证明该样品中有这几种元素。光谱
分析可以分析多种元素，精度、灵敏度高，且不需纯样品，只需利用已知光谱，即可进行
光谱定性分析。
素养演练
1.（多选）如图甲所示是
a
、
b
、
c
、
d
四种元素的线状谱，图乙是某矿物质的线状谱，通过
光谱分析可以了解该矿物质中缺乏的是( )
A.
a
元素
B.
b
元素
C.
c
元素
D.
d
元素
答案：
B
;
D
解析：将甲中的线状谱与乙中的谱线相对照，可知缺乏的是
b
、
d
元素。
课时评价作业
基础达标练
1.（多选）关于原子光谱，下列说法正确的是( )
A.原子光谱是不连续的
B.原子光谱是连续的
C.由于原子都是由原子核和电子组成的，因此各种原子的原子光谱是相同的
D.因为各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同
答案：
A
;
D
解析：原子光谱为线状谱，各种原子都有自己的特征谱线。
2.关于经典理论，以下论断中错误的是( )
A.按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速
运转，不断地向外辐射电磁波
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