原子能级问题及跃迁方式 2019年高考物理一轮复习Word版含解析

11月22日原子能级问题及跃迁方式

高考频度：★★☆☆☆难易程度：★★☆☆☆

根据波尔理论，激光是大量处于同一激发态n1的原子同时跃迁到某一能级n2而释放出的单色光，其能量大、破坏力强，下列针对上述原子跃迁过程的说法正确的是

A．原子处于n1能级时的能量大于处于n2能级时的能量

B．电子在n1能级时的半径大于在n2能级时的半径

C．电子在n1能级时的动能大于在n2能级时的动能

D．原子由n2能级跃迁到n1能级吸收的能量等于由n1能级跃迁到n2能级放出的能量

【参考答案】ABD

【名师点睛】抓住原子跃迁规律，从高能级向低能级跃迁要辐射光子，从低能级向高能级跃迁要吸收光子；并掌握各种光的产生机理。

【知识补给】

原子能级问题及跃迁方式

1．原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子。只有当一个光子的能量满足hν=E末–E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末–E初时都不能被原子吸收。

2．原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。

3．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差。两种情况有所区别。

特别提醒：原子的总能量E k n随r的增大而减小，又E n随n的增大而增大，故E p n随n的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大。

（2018·浙江杭州学军高三选考月考模拟卷）氢原子光谱如甲图所示，图中给出了谱线对应的波长，已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，玻尔的氢原子能级图如乙图所示，则下列说法正确的是

A．Hα谱线对应光子的能量小于Hδ谱线对应光子的能量

B．甲图所示的四种光均属于可见光范畴

C．Hβ对应光子的能量约为10.2 eV

D．Hα谱线对应的跃迁是从n=3能级到n=2能级

（2018·山西省阳高县第一中学高二下学期期末考试）已知氢原子的基态能量为E1，n ＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是

A．产生的光子的最大频率为

B．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1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n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2

D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子

（2018·黑龙江省哈尔滨市阿城区龙涤中学高二第二学期期末考试）氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子，若ν2>ν1，则当它从能级C跃迁到能级B将

A．放出频率为ν2–ν1的光子B．放出频率为ν2+ν1的光子

C．吸收频率为ν2–ν1的光子D．吸收频率为ν2+ν1的光子

如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是

A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁

B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光

C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV

D．如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的

如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是

A．若己知可见光的光子能量范围为1.61~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条

B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加C．处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3（λ1>λ2>λ3）的三条谱线，则λ1=λ2＋λ3

D．若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应

【参考答案】

【名师点睛】考查学生对量子论、波尔原子模型的理解。解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，以及知道光子频率、波长的大小与能量变化的关系。

BC A、大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁，产生光子的最大频率为第3能级到第1能级，则最大频率为，故A错误。B、当氢原子从能级n=2跃迁到n=1时，放出光子，能量减小，轨道半径也会减小，故B正确。C、若氢原子从能级n＝2跃迁到n ＝1时放出的光子恰好能使某金属发生的光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3–E2，故C正确。D、电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把–E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收，故D错误。故选BC。

【名师点睛】解决本题的关键知道辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，即E m–E n =hv，并掌握光电效应发生条件，及注意电离的条件。

BD 氢原子只能吸收能级之差的能量值的光子后向更高能级跃迁，A错误；这群氢原子能发出3+2+1=6种不同频率的光，B正确；这群氢原子发出的光子中，能量最大的为从4能级向1能级跃迁时，为12.75 eV，C错误；如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，一定是能量较大的两种，一种是n=4能级跃迁到n=1能级发出的光，另一种是由n=3