氢原子光谱高考试题整理

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高中物理(六)氢原子光谱与能级结构高中物理试题

德钝市安静阳光实验学校氢原子光谱与能级结构1．关于原子光谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的光谱不同B．每种原子处在不同的物质中的光谱不同C．每种原子在任何条件下发光的光谱都相同D．两种不同的原子发光的光谱可能相同解析：选C 每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确。

2．巴尔末公式简洁显示了氢原子光谱的( )A．分立特征B．连续特征C．既连续又分立D．既不连续又不分立解析：选A 巴尔末公式中的n只能取一些整数，得到的波长是一些分立的值。

3．下列氢原子的线系中对波长进行比较，其值最小的是( )A．巴尔末系B．赖曼系C．帕邢系D．布喇开系解析：选B 在氢原子的线系中，赖曼系在紫外区，其波长最短。

4．对于巴尔末公式，下列说法正确的是( )A．所有氢原子光谱的波长都与巴尔末公式相对应B．巴尔末公式只确定了氢原子发光的可见光部分的光的波长C．巴尔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．巴尔末公式确定了各种原子发光中的光的波长解析：选C 巴尔末公式只确定了氢原子发光中一个线系波长，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，A、D错误；巴尔末公式是由当时已知的可见光中的部分谱线总结出来的，但它适用于整个巴尔末线系，该线系包括可见光和紫外光，B错误，C正确。

5．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某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，它们没有关系解析：选B 由于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A错误；某种物质发射的线状谱中的亮线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，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，这些暗线与通过的物质有关，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，D错误。

专题18-3 氢原子光谱-2017年高中物理全国名卷试题分章节汇编选修3-5 含解析精品

一、单选题1．已知氢原子的基态能量为1E ，激发态能量12n E E n=，其中n=2，3…．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（） A. 142hc E -B. 12hc E -C. 14hc E -D. 19hcE - 【答案】C2．如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n =4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是（）A. 波长最长的光是由n=4能级跃迁到n=1能级产生的B. 频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的C. 这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D. 用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应【答案】 D【解析】根据光子的能量： hcE h νλ==，氢原子由n =4向n =1能级跃迁时辐射的光子能量最大，频率最大，波长最小，故A 错误；根据光子的能量： hcE h νλ==，氢原子由n =4向n =3能级跃迁时辐射的光子能量最小，频率最小，故B 错误；根据公式： 246C =知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故C 错误；氢原子由n =2向n =1能级跃迁时辐射的光子能量为：13.6eV ﹣3.4eV=10.2eV ＞6.34 eV ，根据光电效应发生的条件用n =2能级跃迁到n =1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应，故D 正确。

所以D 正确，ABC 错误。

3．下列说法正确的是（）A. 由波尔理论的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小B. 汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核式结构学说C. 德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长D. 现已建成的核电站的能量均来自于核聚变【答案】 A【解析】A 、由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，轨道半径越大，根据222ke v m r r=知，电子的动能越小。

高二物理氢原子光谱试题

高二物理氢原子光谱试题1.关于线状谱，下列说法中正确的是( )A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同【答案】C【解析】每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定自己的特征谱线，不会因温度、物质不同而改变，C正确．【考点】光谱线状光谱点评：线状光谱可以用来进行成分鉴定，每种原子的线状光谱都不同，所以根据这种特征不用进行化学实验就可以鉴别物体的成分。

2.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，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，B错误，C正确．【考点】氢原子光谱巴尔末公式点评：对巴尔末公式的理解应该正确，其实就是氢原子能级间跳跃时释放出的谱线，因为氢原子能级是不连续的，所以跃迁时释放的谱线也是不连续的，当然属于线状光谱。

3.关于光谱，下列说法正确的是( )A．一切光源发出的光谱都是连续谱B．一切光源发出的光谱都是线状谱C．稀薄气体发出的光谱是线状谱D．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的化学组成【答案】C【解析】炽热固体发出的是连续谱，稀薄气体发光产生线状谱，所以并不是所有的光源发出的光谱都是连续光谱或线状谱，线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，故只有C对。

【考点】光谱连续光谱线状谱点评：熟记各种谱线的产生机理及区别是解题关键4.以下说法正确的是( )A．进行光谱分析可以用连续光谱，也可以用吸收光谱B．光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C．分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸气取得的吸收光谱进行分析D．摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素【解析】进行光谱分析不能用连续光谱，只能用线状光谱或吸收光谱；光谱分析的优点是灵敏而迅速；分析某种物质的组成，可用白光照射其低压蒸气产生的吸收光谱进行；月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳光谱，不是月球的光谱，不能用来分析月球上的元素．故答案为B.【考点】光谱分析特征谱线点评：线状谱和暗线谱都对应某种元素的光谱，都可以对物质成分进行分析，并且光谱分析的特点是灵敏迅速，所以在物质成分鉴定时经常用。

《氢原子光谱》同步练习题附答案

《氢原子光谱》同步练习题附答案《氢原子光谱》同步练习题附答案一、选择题1、关于光谱，下列说法中正确的是( )A、炽热的液体发射连续光谱B、明线光谱和暗线光谱都可以对物质进行分析C、太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D、发射光谱一定是连续光谱2、我们观察到的太阳光谱是（）A、明线光谱B、吸收光谱C、连续光谱D、氢原子光谱3、对于巴耳末公式的理解，下列说法正确的是（）A、此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B、此公式中n可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C、此公式中n只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D、此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱4、下列说法正确的是（）A、所有氢原子光谱的波长都可以有巴耳末公式求出B、根据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的普贤就可以有无数条C、巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分D、氢原子光谱是线状谱一个例证5、对于原子光谱，下列说法正确是（）A、原子光谱是不连续的B、由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的光谱是相同的C、各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的`D、分析物质发光体的光谱，可以鉴别物质中含那种元素6、太阳光谱中有许多暗线，他们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于（）A、太阳表面大气中缺少相应的元素B、太阳内部缺少相应的元素C、太阳表面大气层中存在着相应元素D、太阳内部存在相应元素7、光谱分析所用的光谱是（）A、连续光谱B、明线光谱C、太阳光谱D、以上都可以二、填空题8、氢原子光谱中，有一条谱线在真空中的波长为656.3nm,这条谱线的频率为 Hz对应于这条谱线的光子能量为 J,合 eV三、计算题9、根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n,这两条谱线的波长各是多少？氢原子光谱有何特点？参考答案1、AB 2.B 3. AC 4.B 5.ACD 6.C 7.BC 8.4.57ⅹ1014 Hz3.03 ⅹ10-19 1.89 9、时， n=4时，，氢原子在可见光范围内的谱线为不连续的明线。

高考物理专题复习：氢原子光谱和波尔的原子模型

高考物理专题复习：氢原子光谱和波尔的原子模型一、单选题1．氢原子的能级图如图所示。

如果大量氢原子处于n=3能级的激发态，则下列说法正确的是（）A．这群氢原子只可能辐射1种频率的光子B．氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级，辐射光子的波长最长C．这群氢原子辐射光子的最小能量为1.89eVD．处于n=3能级的氢原子至少需吸收13.6eV能量的光子才能电离n 激发态的氢原子跃迁到n=1基态过程中，下面说法正确的是（）。

2．大量处于3A．可能放出能量为13.6eV的光子B．可能检测到4种频率不同的光子C．核外电子的电势能一定减少D．核外电子的动能一定减少3．处于激发状态的原子，在入射光的电磁场的影响下，从高能态向低能态跃迁，两个状态之间的能量差以辐射光子的形式发射出去，这种辐射叫做受激辐射。

原子发生受激辐射时，发出的光子频率、发射方向等都跟入射光子完全一样，这样使光得到加强，这就是激光产生的机理。

那么，发生受激辐射时，产生激光的原子的总能量E、电势能E p、电子动能E k的变化情况是（）A．E p增大、E k减小，E减小B．E p减小、E k增大，E减小C．E p增大、E k增大，E增大D．E p减小、E k增大，E不变ν的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为4．用频率为1ν、2ν和3ν的三条谱线，且321ννν>>，则（）A ． 01νν<B ． 321ννν=+C ． 0123νννν=++D ．123111ννν=+5．图中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E 。

处在n =3能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出几种不同频率的光波。

（）A ．两种B ．三种C ．四种D ．五种6．如图，大量处于4n =能级的氢原子向低能级跃迁辐射出光子，已知可见光光子能量在1.64eV ~3.19eV 范围内，则氢原子在向低能级跃迁的过程中，放出几种频率的可见光（）A ．2B ．3C ．6D ．157．如图所示为氢原子能级结构示意图，下列说法正确的是（）A ．一群处于5n =能级的氢原子在向低能量状态跃迁时最多可以发出10种不同频率的光B ．氢原子光谱是连续谱C ．处于1n =能级的氢原子可以吸收能量为12eV 的光子跃迁到高能级D ．氢原子的电离能为13.6eV -8．如图所示为氢原子能级图，A 、B 、C 分别表示电子处于三种不同能级跃迁时放出的光子，其中（）A ．频率最高的是B B ．波长最短的是C C ．频率最高的是AD ．波长最长的是B 二、多选题9．如图为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于3n =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种频率不同的光，其中从3n =跃迁到2n =所发出的光波长最长B ．这样氢原子能发出3种频率不同的光，其中从3n =跃迁到1n =所发出的光频率最小C ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.1leVD ．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为9.60eV10．氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光，其中只有频率为a ν、b ν的两种光可让图乙所示的光电管阴极K 发生光电效应．分别用频率为a ν、b ν的两种光照射光电管阴极K ，测得电流随电压变化的图像如图丙所示．下列说法中正确的是（）A．图丙中的图线b所表示的光的光子能量为12.09eVB．图乙研究阴极K的遏止电压与照射光频率关系时，电源左侧为负极C．处于第4能级的氢原子可以吸收一个能量为0.95eV的光子并电离D．用图丙中的图线a所表示的光照射阴极K时，光电子的最大初动能比用图线b所表示的光照射时小11．如图所示是根据玻尔原子模型求得的氢原子能级图，下列说法正确的是（）A．氢原子从高能级向低能级跃迁时，可能辐射出γ射线n=能级的氢原子发生电离B．能量为5eV的光子可使处于2n=能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种频率的光子C．一个处于3n=能级跃迁到基态时释放的光子，可使逸出功为4.54eV的金属钨发生光电D．氢原子从3效应，产生的光电子最大初动能为7.55eV12．如图所示，一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射ν1、ν2、ν3三种频率的光子，且ν1>ν2>ν3，则（）A ．被氢原子吸收的光子的能量为hν1B ．被氢原子吸收的光子的能量为hν2C ．ν2=ν1＋ν3D ．hν1=hν2＋hν3 三、填空题13．氢原子光谱的实验规律（1）许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱是探索_______的一条重要途径。

2024年高考物理氢原子光谱知识点总结

2024年高考物理氢原子光谱知识点总结2024年高考物理考试的物理氢原子光谱知识点总结如下：1. 氢原子光谱的基本特点：氢原子光谱是由氢原子的电子在不同能级之间跃迁所产生的。

它具有明亮的谱线和离散的能级结构。

2. 氢原子的能级结构：氢原子的能级由一系列具有不同能量的能级组成，其中最低的能级为基态（n=1），其他能级称为激发态（n>1）。

每个能级都有特定的能量值和对应的主量子数n。

3. 氢原子光谱系列：氢原子光谱可分为巴尔末系列、帕维系列和布莱克曼系列。

巴尔末系列是电子从高能级(n>2)跃迁到第二能级(n=2)时产生的谱线，帕维系列是电子从n>3的能级跃迁到第三能级(n=3)时产生的谱线，布莱克曼系列是电子从n>4的能级跃迁到第四能级(n=4)时产生的谱线。

4. 氢原子的能级间距：氢原子的能级间距由公式∆E = -13.6eV/n^2计算，其中∆E为能级间距，n为主量子数。

不同的能级间距对应不同的能量和频率。

5. 能级跃迁和光谱线的产生：当氢原子的电子跃迁到较低能级时，从高能级到低能级的能量差将以光子的形式释放出来，产生光谱线。

光谱线的波长和频率与能级差有关，可由公式λ = c/f和E = hf 计算，其中λ为波长，c为光速，f为频率，E为能量，h为普朗克常数。

6. 波尔理论：根据波尔理论，氢原子电子的能量是量子化的，只能处于特定的能级，而不能连续地存在于任意能级。

波尔理论通过引入角动量量子化条件和能级跃迁的辐射条件，成功解释了氢原子光谱的特点。

7. 色散光谱的测量：色散光谱仪是测量光谱的常用仪器。

它利用透镜或棱镜对光进行分散，使不同波长的光线分离，从而观察到光谱线。

通常使用光栅或棱镜作为色散元件，将光线按波长进行分散。

总之，物理氢原子光谱是高考物理中的重要知识点，考生应熟练掌握氢原子能级结构、能级跃迁和光谱线的产生原理，以及氢原子光谱的测量方法和数学计算公式。

2024全国高考真题物理汇编：氢原子光谱和玻尔的原子模型

2024全国高考真题物理汇编氢原子光谱和玻尔的原子模型一、单选题1．（2024江苏高考真题）在原子跃迁中，辐射如图所示的4种光子，其中只有一种光子可使某金属发生光电效应，是哪一种（）A ．λ1B ．λ2C ．λ3D ．λ42．（2024安徽高考真题）大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置，其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。

图为氢原子的能级示意图，已知紫外光的光子能量大于3.11eV ，当大量处于3n 能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射不同频率的紫外光有（）A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种3．（2024浙江高考真题）氢原子光谱按频率展开的谱线如图所示，此四条谱线满足巴耳末公式221112R n ，n =3、4、5、6用δH 和γH 光进行如下实验研究，则（）A ．照射同一单缝衍射装置，δH 光的中央明条纹宽度宽B ．以相同的入射角斜射入同一平行玻璃砖，δH 光的侧移量小C ．以相同功率发射的细光束，真空中单位长度上γH 光的平均光子数多D ．相同光强的光分别照射同一光电效应装置，γH 光的饱和光电流小4．（2024北京高考真题）产生阿秒光脉冲的研究工作获得2023年的诺贝尔物理学奖，阿秒（as ）是时间单位，1as =1×10−18s ，阿秒光脉冲是发光持续时间在阿秒量级的极短闪光，提供了阿秒量级的超快“光快门”，使探测原子内电子的动态过程成为可能。

设有一个持续时间为100as 的阿秒光脉冲，持续时间内至少包含一个完整的光波周期。

取真空中光速c =3.0×108m/s ，普朗克常量h =6.6×10−34J ⋅s ，下列说法正确的是（）A ．对于0.1mm 宽的单缝，此阿秒光脉冲比波长为550nm 的可见光的衍射现象更明显B ．此阿秒光脉冲和波长为550nm 的可见光束总能量相等时，阿秒光脉冲的光子数更多C ．此阿秒光脉冲可以使能量为−13.6eV （−2.2×10−18J ）的基态氢原子电离D ．为了探测原子内电子的动态过程，阿秒光脉冲的持续时间应大于电子的运动周期5．（2024浙江高考真题）玻尔氢原子电子轨道示意图如图所示，处于n =3能级的原子向低能级跃迁，会产生三种频率为31 、32 、21 的光，下标数字表示相应的能级。

专题38 氢原子跃迁-八年高考(2011-2018)物理试题分项精析版(解析版)

一、单项选择题
1．【2016·北京卷】处于 n=3 能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有
A．1 种
B．2 种
C．3 种
D．4 种
【答案】C
【解析】因为是大量处于 n=3 能级的氢原子，所以根据 C2n 可得辐射光的频率可能有 3 种，故 C 正确。
【网考点定位】考查了氢原子跃迁
【方法技巧】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，知道数学组
4hc E1
，
故 C 正确．
【网考点定位】氢原子跃迁
二、多项选择题
7．【2014·山东卷】氢原子能级如图，当氢原子从 n=3 跃迁到 n=2 的能级时，辐射光的波长为 656nm。以下
3
判断正确的是[来源:网]
a．氢原子从 n=2 跃迁到 n=1 的能级时，辐射光的波长大于 656nm
b．用波长为 325nm 的光照射，可使氢原子从 n=1 跃迁到 n=2 能级
1．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线
，都是氢原子中电子从量子数 n>2 的能级跃迁
到 n=2 的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. 对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对的折射率最大
C. 同一介质中的传播速度最大
D. 用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）[来源:网] 【答案】 A
D．吸收光子，能量减少
【答案】B
【解析】一个氢原子从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，故选
项 B 正确。
【网考点定位】本题考查了原子的能级

物理选修3-5 氢原子光谱练习+答案解析

第三节氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.一、氢原子光谱的实验规律[导学探究] 如图1所示为氢原子的光谱.图1(1)仔细观察，氢原子光谱具有什么特点？(2)阅读课本，指出氢原子光谱的谱线波长具有什么规律？答案 (1)从右至左，相邻谱线间的距离越来越小.(2)可见光区域的四条谱线的波长满足巴耳末公式：1λ＝R (122－1n2)，n ＝3,4,5，…[知识梳理] 1.氢光谱的获得在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2～3 kV 的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱. 2.光谱的特点(1)氢原子光谱在可见光区内有四条谱线，这些谱线是几条分立的亮线. (2)氢原子受激发只能发出几种特定频率的光. 3.氢原子光谱的实验规律氢原子在可见光区的四条谱线的波长可用一个简单的公式——巴耳末公式表示：1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5,6…，式中的常数R 称为里德伯常量. [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，称为原子光谱.( √ ) (2)符合巴耳末公式的谱线既有可见光也有紫外光.( √ ) (3)巴耳末公式中的n 既可以取整数也可以取小数.( × )二、氢原子光谱的其他线系自从发现巴耳末系后，人们又在紫外区、红外区及近红外区发现了氢原子的其他线系，分别是莱曼系、帕邢系、布喇开系、普丰德系，这些线系统一的公式为：1λ＝R ⎝⎛⎭⎫1m 2－1n 2，式中m 、n 均为正整数，且n >m ，此式称为广义巴耳末公式，也可以表示为1λ＝T (m )－T (n )，式中T (m )＝R m 2，T (n )＝R n 2称为光谱项. 三、原子光谱1.原子光谱：某种原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱称为原子光谱.2.每种原子都有自己特定的原子光谱，不同的原子，其原子光谱均不相同.3.通过对光谱的分析可鉴别不同的原子，确定物体的化学组成并发现新元素. [即学即用] 判断下列说法的正误.(1)各种原子的发射光谱都是连续谱.( × ) (2)不同原子的发光频率是不一样的.( √ ) (3)线状谱和连续谱都可以用来鉴别物质.( × )一、氢原子光谱的实验规律例1(多选)下列关于巴耳末公式1λ＝R⎝⎛⎭⎫122－1n2的理解，正确的是( )A.此公式是巴耳末在研究氢原子光谱特征时发现的B.公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C.公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D.公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析答案 AC解析此公式是巴耳末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A 对，D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B 错，C 对.针对训练1 氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( ) A.59 B.49 C.79 D.29 答案 A解析由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R 122，当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，得λ1λ2＝59. 二、光谱和光谱分析 1.光谱分类(1)发射光谱——物体直接发出的光通过分光后产生的光谱.它分为连续谱和明线光谱(线状谱).①连续谱——由连续分布的一切波长的光组成的光谱.炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，如灯丝发出的光、炽热的钢水发出的光都形成连续谱.②线状谱——只含有一些不连续的亮线的光谱.各种原子的发射光谱(由稀薄气体发出)都是线状谱.每种原子都有自己的特征谱线，不同元素线状谱不同.(2)吸收光谱——高温物体发出的白光通过温度较低的物质时，某些波长的光被该物质吸收后产生的光谱.这种光谱的特点是在连续的背景上有若干条暗线.这些暗线与特征谱线相对应. 2.光谱分析(1)由于每种原子都有自己的特征谱线，因此可以根据光谱来鉴别物质和确定物质的组成成分，这种方法叫做光谱分析.(2)应用：a.鉴别物体的物质成分.b.发现新元素. (3)可用于光谱分析的光谱：线状谱和吸收光谱.(4)优点：灵敏度高，鉴别物质的最低含量达10－10 g.3.太阳光谱的特点(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱.(2)产生原因：当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光.例2(多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，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或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C.进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续谱D.我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案BC解析太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，所以选项C正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B正确.针对训练2关于光谱，下列说法正确的是()A.一切光源发出的光谱都是连续谱B.一切光源发出的光谱都是线状谱C.稀薄气体发光形成的光谱是线状谱D.白光通过钠蒸气产生的光谱是线状谱答案C解析由于物质发光的条件不同，得到的光谱不同，故A、B错误；稀薄气体发光形成的光谱为线状谱，C正确；白光通过钠蒸气产生的光谱是吸收光谱，D错误.1.(氢原子光谱的实验规律)下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A.因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B.氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C.氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D.氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B 对，A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，与放电管的放电强弱无关，D 错.2.(光谱和光谱分析)(多选)关于光谱，下列说法中正确的是( ) A.炽热的液体发射连续谱B.线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C.太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D.发射光谱一定是连续谱答案 AB解析炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C 错误；发射光谱有连续谱和线状谱，D 错误.3.(光谱分析)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，下列说法中正确的是( )A.利用高温物体的连续谱就可以鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可以鉴别其组成成分C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.我们观察月亮射来的光的光谱，可以确定月亮的化学组成答案 B解析由于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A 错误；某种物质发光的线状谱中的亮线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，B 正确；高温物体发出的光通过其他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，与高温物体无关，C 错误；月亮反射到地面的光是太阳光，D 错误.4.(巴耳末公式的应用)根据巴耳末公式，可求出氢原子光谱在可见光的范围内波长最长的2条谱线，其波长分别为654.55×10－9 m 和484.85×10－9 m ，求所对应的n 值(已知里德伯常量R ＝1.10×107 m －1). 答案 n 1＝3 n 2＝4解析根据巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，…得1654.55×10－9＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 1 2， 1484.85×10－9＝1.10×107×⎝⎛⎭⎫122－1n 2 2，解得n1＝3，n2＝4.一、选择题(1～8题为单选题，9～10题为多选题)1.关于原子光谱，下列说法中不正确的是()A.原子光谱是不连续的B.由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C.由于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D.分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素答案B解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，故B错误，C正确；根据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，故D正确.2.巴耳末公式简洁显示了氢原子光谱的()A.分立特征B.连续特征C.既连续又分立D.既不连续又不分立答案A解析巴耳末公式中的n只能取正整数，得到的波长是一些分立的值.3.下列对于巴耳末公式的说法正确的是()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中可见光部分的光的波长C.巴耳末公式确定了氢原子发光中一个线系的波长，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光的波长，也不能描述其他原子的发光，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，B 错误，C 正确.4.下列关于光谱的说法正确的是( )A.炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B.对月光作光谱分析可以确定月亮的化学组成C.气体发出的光只能产生线状谱D.甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案 A5.太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于( ) A.太阳表面大气层中缺少相应的元素 B.太阳内部缺少相应的元素C.太阳表面大气层中存在着相应的元素D.太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳光谱中的暗线是由于太阳发出的连续谱通过太阳表面大气层时某些光被吸收造成的，因此，太阳光谱中的暗线是由于太阳表面大气层中存在着相应的元素，故C 正确，A 、B 、D 均错误.6.氢原子光谱的巴耳末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为( )A.2027B.2720 C.23 D.32答案 A解析由1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时，波长最长，1λ1＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－142，解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.7.如图1甲所示的a 、b 、c 、d 为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图1A.a 元素B.b 元素C.c 元素D.d 元素答案 B解析把矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b 元素的谱线在该线状谱中不存在，故选项B 正确，与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素.8.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现，氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式：1λ＝R (122－1n 2)，n 为大于2的整数，R 为里德伯常量，1913年，丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发，同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原理理论.根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式：1λ＝R (1m 2－1n 2)，m 与n 都是正整数，且n >m .当m 取定一个数值时，不同数值的n 得出的谱线属于同一个线系.如： m ＝1，n ＝2,3,4…组成的线系叫莱曼系； m ＝2，n ＝3,4,5…组成的线系叫巴耳末系； m ＝3，n ＝4,5,6…组成的线系叫帕邢系； m ＝4，n ＝5,6,7…组成的线系叫布喇开系； m ＝5，n ＝6,7,8…组成的线系叫普丰德系；以上线系只有一个在紫外光区，这个线系是( )A.莱曼系B.帕邢系C.布喇开系D.普丰德系答案 A解析在真空中，电磁波的波长和频率互成反比例关系，波长最长的频率最小，紫外光区的频率较大，根据氢原子光谱谱线的波长公式：1λ＝R (1m 2－1n 2)得这个线系是莱曼系，故A 正确，B 、C 、D 错误.9.要得到钠元素的特征谱线，下列做法正确的是( )A.使固体钠在空气中燃烧B.将固体钠高温加热成稀薄钠蒸气C.使炽热固体发出的白光通过低温钠蒸气D.使炽热固体发出的白光通过高温钠蒸气答案 BC解析炽热固体发出的是连续谱，燃烧固体钠不能得到特征谱线，A 错误；稀薄气体发光产生线状谱，B 正确；强烈的白光通过低温钠蒸气时，某些波长的光被吸收产生钠的吸收光谱，C 正确，D 错误.10.巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R (122－1n 2)，n ＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是( )A.巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C.巴耳末依据氢原子光谱的分析总结出巴耳末公式D.巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的答案 CD解析巴耳末公式是根据氢原子光谱总结出来的.氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C 、D 正确.二、非选择题11.氢原子光谱除了巴耳末系外，还有赖曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式为1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，n ＝4、5、6…，里德伯常量R ＝1.10×107 m －1.若已知帕邢系的氢原子光谱在红外线区域，试求：(1)n ＝6时，对应的波长；(2)帕邢系形成的谱线在真空中的波速为多大？n ＝6时，传播频率为多大？答案 (1)1.09×10－6 m(2)3×108 m/s 2.75×1014 Hz解析 (1)由帕邢系公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫132－1n 2，当n ＝6时，得λ≈1.09×10－6 m. (2)帕邢系形成的谱线在红外区域，而红外线属于电磁波，在真空中以光速传播，故波速为光速c ＝3×108 m/s ，由v ＝λT ＝λf ，得f ＝v λ＝c λ＝3×1081.09×10－6 Hz ≈2.75×1014 Hz.。

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氢原子光谱、氢原子的能级结构、能级公式高考试题(2013高考江苏物理第12B题)根据玻尔原子结构理论，氦离子（He+）的能级图如图所示。

电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离___▲____ （选填“近”或“远”）。

当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有___▲____条。

解析：电子处在n=3轨道上比处在n=5轨道上离氦核的距离近。

当大量He+处在n=4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有3+2+1=6条。

答案为：近6[2014·山东卷] 【物理35】(1)氢原子能级如图所示，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是________．(双选，填正确答案标号)a．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级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．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级39．(1)cd[解析] (1)由氢原子能级图可知氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级的能级差大于从n＝3跃迁到n＝2的能级的能级差，根据|E n－E m|＝hν和ν＝cλ可知，|E n－E m|＝h cλ，选项a错误；同理从n＝1跃迁到n＝2的能级需要的光子能量大约为从n＝3跃迁到n＝2的能级差的五倍左右，对应光子波长应为从n＝3跃迁到n＝2的能级辐射光波长的五分之一左右，选项b错误；氢原子从n＝3跃迁到n ＝1的能级的能级差最多有三种情况，即对应最多有三种频率的光谱线，选项c正确；氢原子在不同能级间跃迁必须满足|E n－E m|＝h cλ，选项d正确．[2014·浙江卷] (2)玻尔氢原子模型成功解释了氢原子光谱的实验规律，氢原子能级图如图2所示，当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出频率为________Hz的光子．用该频率的光照射逸出功为2.25 eV的钾表面，产生的光电子的最大初动能为________eV.(电子电荷量e＝1.60×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)n E/eV∞ 06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－1.512—————— －3.401—————— －13.60图2[答案] (2)6.2×1014Hz 0.3 eV[解析] (2)本题考查能级、光电效应方程等知识．由跃迁条件可知hν＝E 4－E 2＝(3.40－0.85 )eV ＝4.08×10－19 J ，解得辐射出的光子的频率为6.2×1014Hz ，根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W ，计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.【2015海南-17】17.模块3-5试题（12分）（1）氢原子基态的能量为。

备战近年年高考物理考点57原子结构氢原子光谱(含解析)(最新整理)

原子结构氢原子光谱一、原子的核式结构1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2．α粒子散射实验：1 909~1 911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。

3．原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

二、光谱1．光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率)和强度分布的记录，即光谱。

2．光谱分类有些光谱是一条条的亮线,这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

3．氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ=R2211()2n-，(n=3，4，5，···），R是里德伯常量,R=1.10×107 m–1，n为量子数。

三、玻尔理论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：原子从一种定态跃迁到另一种定态时,它辐射或吸收一定频率的光子,光子的能量由这两个定态的能量差决定,即hν=E m–E n。

（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。

四、氢原子的能级、能级公式1．氢原子的能级能级图如图所示2．氢原子的能级和轨道半径(1）氢原子的能级公式：E n=错误!E1(n=1，2，3，···)，其中E1为基态能量,其数值为E=–13。

6 eV。

1(2）氢原子的半径公式：r n=n2r1（n=1，2，3,···），其中r1为基态半径，又称玻尔半径,其数值为r1=0.53×10–10 m.五、氢原子能级及能级跃迁1．定态间的跃迁-—满足能级差(1）从低能级(n小）−−−→跃迁高能级(n大）→吸收能量。

高中物理新高考考点复习47 原子结构氢原子光谱

考点规范练47原子结构氢原子光谱一、单项选择题1.下列说法正确的是()A.α粒子散射实验揭示了原子不是组成物质的最小微粒B.玻尔的原子理论成功地解释了氢原子的分立光谱,因此玻尔的原子结构理论已完全揭示了微观粒子运动的规律C.阴极射线的实质是电子流D.玻尔原子理论中的轨道量子化和能量量子化的假说,启发了普朗克将量子化的理论用于黑体辐射的研究2.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,下列关于光谱分析的说法正确的是()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某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的亮线与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同,它们没有关系3.(2021·四川仪陇宏德中学高三模拟)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子。

已知基态的氦离子能量E1=-54.4 eV,氦离子的能级示意图如图所示。

在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是()A.40.8 eVB.51.0 eVC.43.2 eVD.48.4 eV4.下图为氢原子的能级示意图。

现有大量的氢原子从n=4的激发态向低能级跃迁,辐射出若干种不同频率的光,下列说法正确的是()A.从n=4的激发态向基态跃迁时,只能辐射出3种特定频率的光B.氢原子由n=2能级跃迁到n=1能级时,辐射出的光频率最小C.氢原子由n=4能级跃迁到n=1能级时,电子的动能增加D.氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级时,辐射出的光子能量为10.2 eV二、多项选择题5.氢原子的能级图如图所示,a 和b 是从高能级向低能级跃迁时辐射出的两种可见光,则( )A.a 光子的能量高于b 光子的能量B.a 光的波长大于b 光的波长C.a 光与b 光在空间叠加时可以发生干涉现象D.同一玻璃对a 光的折射率大于对b 光的折射率6.已知氢原子的基态能量为E 1,n=2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3,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。

2021年高考物理总复习 3.1原子结构氢原子光谱考题演练(含解析)(选修3-5)

2021年高考物理总复习 3.1原子结构氢原子光谱考题演练（含解析）（选修3-5）1.(xx·上海高考)不能用卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是( )A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内【解题指南】解答本题的关键是了解卢瑟福的原子核式结构模型。

【解析】选B。

能用卢瑟福的原子核式结构得出的结论：在原子中心有一个很小的原子核,原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子在核外空间绕核旋转。

而“原子核是由质子和中子组成的”结论并不能用卢瑟福原子的核式结构得出,故选B。

2.以下说法正确的是( )A.进行光谱分析可以用连续光谱,也可以用吸收光谱B.光谱分析的优点是非常灵敏而且迅速C.分析某种物质的化学组成可以使这种物质发出的白光通过另一种物质的低温蒸汽取得吸收光谱进行分析D.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素【解析】选B。

进行光谱分析不能用连续光谱,只能用线光谱或吸收光谱,故选项A错;光谱分析的优点是灵敏而且迅速,选项B正确;分析某种物质组成可用白光照射其低温蒸汽产生的吸收光谱进行分析,不是使其发出白光通过另一种物质,故选项C错;月球不能发光,它只能反射太阳光,故其光谱为太阳光谱,不是月球的光谱,不能用来分析月球上的元素,选项D错。

3.仔细观察氢原子的光谱,发现它只有几条分立的不连续的亮线,其原因是( )A.氢原子只有几个能级B.氢原子只能发出平行光C.氢原子有时发光,有时不发光D.氢原子辐射的光子的能量是不连续的,所以对应的光的频率也是不连续的【解析】选D。

光谱中的亮线对应不同频率的光,“分立的不连续的亮线”对应着不同频率的光,B、C错。

氢原子在不同的能级之间跃迁时,辐射不同能量的光子,并且满足E=hν。

能量不同,相应光子频率不同,体现在光谱上是一些不连续的亮线,A错误,D正确。

第3章第3节氢原子光谱

第三章第三节一、选择题(每小题给出的选项中，有的只有一项符合题目要求，有的有多项符合题目要求)1．下列氢原子的线系中对波长最短波进行比较，其值最小的是( )A ．巴耳末系B ．莱曼系C ．帕邢系D ．布喇开系【答案】B【解析】莱曼系在紫外区其波长最小．2．对于巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2的理解，下列说法正确的是( ) A ．此公式是巴耳末在研究氢光谱特征时发现的B ．此公式中n 可以取任意值，所以氢原子光谱是连续的C ．此公式中n 只能取整数，故氢原子光谱是线状谱D ．此公式不但适用于氢原子光谱，还适用于其他原子光谱【答案】C【解析】此公式是巴耳末在研究可见光的14条谱线分析时发现的，不是研究氢光谱特征时发现的，故A 错误；此公式中n 不可以取任意值，只能取整数，且从3,4，…开始取，氢原子光谱是不连续的，故B 错误；公式中n 只能取整数，故氢原子光谱是线状谱，故C 正确；公式只能适用于氢原子光谱，及氢光谱在红外与紫外区的其他谱线，故D 错误；故选C.3．氢原子光谱巴耳末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B ．49 C.79D ．29 【答案】A【解析】由巴耳末公式1λ＝R ⎝⎛⎭⎫122－1n 2 n ＝3,4,5，… 当n ＝∞时，最小波长满足1λ1＝R 122，当n ＝3时，最大波长满足1λ2＝R ⎝⎛⎭⎫122－132，得λ1λ2＝59. 4．如图3－3－1甲所示的abcd 为四种元素的特征谱线，图3－3－1乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为( )图3－3－1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素【答案】B【解析】由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．5．对于光谱，下列说法中正确的是()A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱是由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱【答案】BD【解析】原子光谱体现原子的特征，是线状谱，同一种原子无论多少发光特征都相同，即形成的线状谱都一样，故A错误；B项是线状谱的特征，正确；太阳光周围的元素的低温蒸气吸收了相应频率的光，故太阳光谱是线状谱，故D正确、C错误．6．根据光谱的特征谱线，可以确定物质的化学组成和鉴别物质，以下说法正确的是()A．线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线B．线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线C．线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线D．同一元素的线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是一一对应的【答案】CD【解析】因为同一种元素在高温时放出的明线光谱中的明线，在温度较低时恰好吸收这些谱线，形成吸收光谱中的暗线，而且是一一对应的，所以线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，所以A、B错误，C、D正确．7．下列说法正确的是()A．所有原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出B．据巴耳末公式可知，只要n取不同的值，氢原子光谱的谱线可以有无数条C．巴耳末系是氢原子光谱中的可见光部分D．氢原子光谱是线状谱的一个例证【答案】CD8．关于原子光谱，下列说法正确的是()A．原子光谱是不连续的，是由若干频率的光组成的B．大量原子发光的光谱是连续的，少量原子发光的光谱是不连续的C．由于原子都是由原子核和核外电子组成，所以各种原子的原子光谱是相同的D．由于各种原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同【答案】AD【解析】原子光谱是线状谱，光谱是一系列不连续的亮线，每条亮线对应一个频率，原子光谱是由若干频率的光组成的，故A对B错；各种原子都有自己的特征谱线，不同元素的原子特征谱线不同，故D对，C错．9．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5，…)，对此，下列说法正确的是________．A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的实际，其波长的分立值并不是人为规定的E．巴耳末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【答案】CDE【解析】由于巴耳末是利用当时已知的、可见光区的4条谱线做了分析，总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只有若干特定频率的光，由此可知，C、D、E正确．二、非选择题10．利用①白炽灯②蜡烛③霓虹灯④在酒精火焰中烧钠或钾的盐所产生的光谱中，能产生连续光谱的有________，能产生明线光谱的有________．【答案】①和②③和④【解析】白炽灯是炽热物体，是连续光谱，蜡烛是化学反应燃烧发光也是连续光谱；霓虹灯是稀薄气体发光，是明线光谱，在酒精火焰上烧钠或钾的盐，会使钠或钾的盐分解为钠离子或钾离子，即使钠或钾处于电离态，当它们向基态跃迁时，会放出光子形成钠或钾的特征谱线，形成明线光谱，所以题中①和②属于连续光谱，③和④属于明线光谱．。

高考物理一轮复习原子结构氢原子光谱课后练习(新题,

课时训练42 原子结构氢原子光谱一、选择题1.氢原子的部分能级如图，下列关于氢原子的表述正确的是( )A．处于基态时最不稳定B．从不同能级向基态跃迁时辐射的光子频率都一样C．从基态跃迁到n＝2能级需吸收10.2 eV的能量D．跃迁时辐射光子说明了原子核能的存在解析基态是最稳定的状态，所以A错误；辐射光子的频率与轨道的能级差有关，能级差不同，光子的频率就不同，所以B错误；轨道2和基态之间的能级差为13.6－3.4＝10.2(eV)，所以要吸收10.2 eV的能量，所以C对；电子跃迁辐射光子说明原子有能量，核反应中释放的能量才说明原子核能的存在，所以D错误．答案 C2.[2014·锦州模拟]光子的发射和吸收过程是( )A．原子从基态跃迁到激发态要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末两个能级的能量差B．原子不能从低能级向高能级跃迁C．原子吸收光子后从低能级跃迁到高级能，放出光子后从较高能级跃迁到较低能级D．原子无论是吸收光子还是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末两个能级的能量差值解析由玻尔理论的跃迁假设知，原子处于激发态不稳定，可自发地向低能级发生跃迁，以光子的形式放出能量．光子的吸收是光子发射的逆过程，原子在吸收光子后，会从较低能级向较高能级跃迁，但不管是吸收光子还是发射光子，光子的能量总等于两能级之差，即hν＝Em－En(m>n)，故选项C、D正确．答案CD3．α粒子散射实验中，当α粒子最接近金原子核时，关于描述α粒子的有关物理量正确的是( )A．动能最小B．电势能最小C．α粒子与金原子组成的系统能量最小D．α粒子所受金原子核的斥力最大解析α粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故α粒子动能减小，电势能增加，当α粒子最接近金原子核时，其动能最小，电势能最大；由库仑定律可知随着距离的减小，库仑力逐渐增大，故A、D正确．答案AD4.如图所示为氢原子的能级示意图．现用能量介于10～12.9 eV范围内的光子去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是( )A．照射光中只有1种频率的光子被吸收B．照射光中有3种频率的光子可能被吸收C．观测到氢原子发射出3种不同波长的光D．观测到氢原子发射出6种不同波长的光解析根据玻尔能级跃迁的知识可知：原子从基态跃迁到激发态时要吸收能量，而从激发态跃迁到基态时则以光子的形式向外释放能量．无论是吸收还是放出能量，这个能量值都不是任意的，而等于原子发生跃迁时这两个能级间的能量差．根据氢原子的能级示意图知E2－E1＝10.2 eV，E3－E1＝12.09 eV，E4－E1＝12.75 eV，E5－E1＝13.06 eV，说明在10～12.9 eV范围内的光子的照射下，能使基态的氢原子跃迁到第2、3、4能级，因此照射光中有3种频率的光子可能被吸收，选项A错误，B正确；观测到氢原子发射出n n－12＝4×4－12＝6种不同波长的光，选项C错误，D正确．答案BD5.氢原子部分能级的示意图如图所示，欲使处于基态的氢原子激发，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的光子照射解析由氢原子能级图算出只有10.2 eV为第2能级与基态之间的能级差，而大于13.6 eV 的光子能使氢原子电离，选项A、C正确．答案AC6．现有1 200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是(假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的1n－1)( ) A．2 200 B．2 000C ．1 200D ．2 400解析处在量子数n ＝4的激发态的1 200个氢原子分别跃迁到n ＝3、2、1的轨道上的数目均为400个，此时发出1 200个光子，量子数n ＝3的激发态的400个氢原子分别跃迁到n ＝2、1的轨道上的数目均为200个，发出光子数为400个，量子数n ＝2的激发态的600个氢原子跃迁到n ＝1的轨道上的数目为600个，发出光子数为600个，则发出的总光子数为1 200＋400＋600＝2 200(个)，所以选项A 正确．答案 A7．下列能揭示原子具有核式结构的实验是( )A ．光电效应实验B ．伦琴射线的发现C ．α粒子散射实验D ．氢原子光谱的发现解析光电效应实验说明光具有粒子性，故A 错误．伦琴射线为电磁波，故B 错误．卢瑟福由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，故C 正确．氢原子光谱的发现说明原子光谱是不连续的，故D 错误．答案 C8．氢原子从能量为Em 的较高激发态跃迁到能量为En 的较低激发态，设真空中的光速为c ，则( )A ．吸收光子的波长为c Em －En hB ．辐射光子的波长为c Em －En hC ．吸收光子的波长为ch Em －EnD ．辐射光子的波长为ch Em －En解析由玻尔理论的跃迁假设，当氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，由关系式hν＝Em －En 得ν＝Em －En h .又有λ＝c ν，故辐射光子的波长为λ＝ch Em －En，选项D 正确．答案 D9．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En ＝E1/n2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E1B ．－2hc E1C ．－4hc E1D ．－9hc E1解析处于第一激发态时n ＝2，故其能量E2＝E14，电离时释放的能量ΔE＝0－E2＝－E14，而光子能量ΔE＝hc λ，则解得λ＝－4hc E1，故C 正确，A 、B 、D 均错．答案 C10．原子从一个能级跃迁到另一个较低能级时，有可能不发射光子．例如在某种条件下，铬原子的n ＝2能级上的电子跃迁到n ＝1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n ＝4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应．以这种方式脱离了原子的电子叫俄歇电子．已知铬原子的能级公式可简化表示为En ＝－A n2，式中n ＝1、2、3……表示不同的能级，A 是正的已知常数．上述俄歇电子的动能是( )A.316AB.716A C.1116A D.516A 解析由En ＝A n2，知原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，有E ＝E2－E1，又W 逸＝－E4，由光电效应方程Ekm ＝E －W 逸＝E ＋E4，代入数据：Ekm ＝1116A. 答案 C11.如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.62～3.11 eV ，锌板的电子逸出功为 3.34 eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是( )A ．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象B ．用能量为11.0 eV 的自由电子轰击，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C ．处于n ＝2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线D ．处于n ＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离E ．用波长为60 nm 的伦琴射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子解析氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光子能量大于锌板电子的逸出功3.34 eV ，锌板能发生光电效应，选项A 错误；n ＝2能级的轨道能量－3.4 eV ，紫外线的最小能量为3.11 eV ，则该氢原子只能吸收特定波段的紫外线，选项C 错误．答案 BDE二、非选择题12.根据卢瑟福的核式结构模型，画出了核外电子绕核运动时的分立轨道示意图如图所示，已知电子处于最内层轨道时原子能量的绝对值为E ，若该电子吸收波长为λ的光子，则跃迁到最外层轨道，随后又立即辐射出一个光子，从而跃迁到中层轨道，此时原子能量的绝对值为E′，求辐射光子的频率．解析根据能量的转化与守恒定律有－E′＝－E＋h cλ－hν，可得ν＝E′－E＋hcλh.13.[2014·南京模拟]氢原子的能级示意图如图所示，有一群处于n＝4能级的氢原子．如果原子从n＝2能级向n＝1能级跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，则：(1)这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应？(2)从能级n＝4向n＝1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为多少？解析(1)共有3种频率的光能够使金属发生光电效应，分别从n＝3能级向n＝1能级、从n＝4能级向n＝1能级和从n＝2能级向n＝1能级跃迁释放的光子使金属产生光电效应．(2)从n＝4能级跃迁到n＝1能级发出光子的能量ΔE＝E4－E1＝12.75 eV该金属的逸出功W0＝E2－E1＝10.2 eV根据光电效应方程ΔE＝Ek＋W0可知光电子最大初动能Ek＝ΔE－W0＝2.55 eV.答案(1)3条(2)2.55 eV14.如图所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．问：(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？(2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．解析(1)氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射光子的频率应满足hν＝En－E2＝2.55 eV，En＝hν＋E2＝－0.85 eV，所以，n＝4，基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供ΔE＝E4－E1＝12.75 eV.(2)辐射跃迁图如图所示．答案(1)12.75 eV (2)见解析。

专题练习41 原子结构氢原子光谱

专题练习(四十一)原子结构氢原子光谱1．(2011·上海高考)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是()3．(2012·北京高考)一个氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，该氢原子() A．放出光子，能量增加B．放出光子，能量减少C．吸收光子，能量增加D．吸收光子，能量减少解析：氢原子由高能级跃迁到低能级要放出光子，能量减少；由低能级跃迁到高能级要吸收光子，能量增加，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，即从高能级向低能级跃迁，则要放出光子，能量减少，故A、C、D错误，B正确．答案：B4．(2011·四川高考)氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，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hν1＋hν2B ．辐射光子的能量为hν1＋hν2C ．吸收光子的能量为hν2－hν1D ．辐射光子的能量为hν2－hν1解析：由题意可知：E m －E n ＝hν1，E k －E n ＝hν2.因为紫光的频率大于红光的频率，所以ν2>ν1，即k 能级的能量大于m 能级的能量，氢原子从能级k 跃迁到能级m 时向外辐射能量，其值为E k －E m ＝hν2－hν1，故只有D 项正确．答案：D5．(2011·大纲全国高考)已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1/n 2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为 ( )A ．－4hc3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hcE 1D ．－9hcE 1.解析：处于第一激发态时n ＝2，故其能量E 2＝E 14，电离时释放的能量ΔE ＝0－E 2＝－E 14，而光子能量ΔE ＝hc λ，则解得λ＝－4hcE 1，故C 正确，A 、B 、D 均错．答案：C6．(2012·江苏高考)如图所示是某原子的能级图，a 、b 、c 为原子跃迁所发出的三种波长的光．在下列该原子光谱的各选项中，谱线从左向右的波长依次增大，则正确的是( )解析：原子跃迁时满足辐射条件：hν＝E m －E n ，由频率和波长的关系ν＝cλ，可知C 正确．答案：C7．氢原子部分能级的示意图如图所示．不同色光的光子能量如下表所示.处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为( ) A ．红、蓝—靛 B ．黄、绿 C ．红、紫 D ．蓝—靛、紫解析：原子发光时光子的能量等于原子能级差，先分别计算各相邻的能级差，再由小到大排序．结合可见光的光子能量表可知，有两个能量分别为1.89 eV 和2.55 eV 的光子属于可见光．并且属于红光和蓝—靛的范围，故答案为A 项．答案：A8．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1＝0.632 8 μm ，λ2＝3.39 μm.已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE 1＝1.96 eV 的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE 2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE 2的近似值为( )A ．10.50 eVB ．0.98 eVC ．0.53 eVD ．0.37 eV解析：由ΔE ＝hν＝h c λ知，ΔE 1＝h c λ1，ΔE 2＝h c λ2，ΔE 2＝λ1λ2·ΔE 1≈0.37 eV .答案：D9．如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是( )A ．最容易表现出衍射现象的光是由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的B ．频率最小的光是由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的C ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应解析：最容易发生衍射的应是波长最长而频率最小、能量最低的光波，hν＝h cλ＝E n －E m ，对应跃迁中能级差最小的应为n ＝4到n ＝3，故A 、B 错．由C 2n 可知n ＝4能级上的氢原子共可辐射出C 24＝6种不同频率的光，故C 错．根据hν＝E 2－E 1及发生光电效应的条件hν≥W ，可知D 正确．答案：D10.德国物理学家弗兰克林和赫兹进行过气体原子激发的实验研究，其研究过程可简单叙述为他们在如图所示的一只阴极射线管中充入要考察的汞蒸气，阴极发射出的电子受阴极K 和栅极R 之间的电压U R 加速，电子获得能量后就能够激发和它碰撞的汞原子，参加碰撞的电子交出部分能量后速度减小，若实验得到汞原子的各能级比基态高以下能量值：4.88 eV,6.68 eV ，8.78 eV ,10.32 eV(此为汞原子的电离能)．若现有加速到能量为7.97 eV 的电子进入汞蒸气后( )A ．不能使汞原子激发，更不能使汞原子电离B ．能使全部原子激发，且能使大部分汞原子电离C ．若能测量出进入汞蒸气后电子的能量，则测得的能量值可能为4.88 eV 或6.68 eVD ．若能测量出进入汞蒸气后电子的能量，则测得的能量值可能为1.29 eV 或3.09 eV 或7.97 eV11．(2012·山东高考)氢原子第n 能级的能量为E n ＝E 1n 2，其中E 1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ν1ν2＝______.解析：由辐射条件可知，从第4能级向第2能级跃迁时E 4－E 2＝E 142－E 122＝－316E 1＝hν1从第2能级向基态跃迁时E 2－E 1＝E 122－E 112＝－34E 1＝hν2.由以上两式得ν1ν2＝14.答案：1412．如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时：(1)有可能放出多少种能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所放出光子波长最长？波长是多少？。

3 氢原子光谱

第3讲原子结构和原子核一、原子结构光谱和能级跃迁1．电子的发现英国物理学家汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子，提出了原子的“枣糕模型”．2．原子的核式结构(1)1909～1911年，英国物理学家卢瑟福进行了α粒子散射实验，提出了核式结构模型．(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞了回来”，如图1所示．(3)原子的核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．1.下列说法正确的是()A．汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型B．卢瑟福做α粒子散射实验时发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数α粒子发生大角度偏转C．α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上D．卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了α粒子发生大角度偏转的原因答案：BCD2. 如图1所示为卢瑟福做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，下述对观察到的现象的说法中正确的是()A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置时稍少些C．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光D．放在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少答案AD解析α粒子散射实验的结果是，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数α粒子发生了较大偏转，极少数α粒子被反弹回来．因此，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D 四个位置时，在相同时间内观察到屏上的闪光次数分别为绝大多数、少数、少数、极少数，故A、D 正确．3．氢原子光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末系是氢光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R (122－1n 2)(n ＝3,4,5，…，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1)． (4)光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高．在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义．4．氢原子的能级结构、能级公式(1)玻尔理论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＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·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．(2)几个概念①能级：在玻尔理论中，原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值，叫做能级．②基态：原子能量最低的状态．③激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他的状态．④量子数：原子的状态是不连续的，用于表示原子状态的正整数．(3)氢原子的能级公式：E n ＝1n2E 1(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，其数值为E 1＝－13.6 eV.(4)氢原子的半径公式：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r 1＝0.53×10－10 m.5．氢原子的能级图(如图2所示)2.已知处于某一能级n 上的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出10种不同频率的光，下列能表示辐射光波长最长的那种跃迁的示意图是( )答案：A考点一氢原子能级及能级跃迁1．原子跃迁的条件(1)原子跃迁条件hν＝E m －E n 只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况．(2)当光子能量大于或等于13.6 eV 时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV 时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能．(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发．由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(E ＝E m －E n )，均可使原子发生能级跃迁．2．跃迁中两个易混问题(1)一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了．(2)直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时．有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁．两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的．直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和．3．玻尔理论(1)轨道量子化：核外电子只能在一些分立的轨道上运动r n ＝n 2r 1(n ＝1，2，3…)．(2)能量量子化：原子只能处于一系列不连续的能量状态E n ＝E 1n 2(n ＝1，2，3…)． (3)吸收或辐射能量量子化：原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射一定频率的光子，该光子的能量由前后两个能级的能量差决定，即hν＝E m －E n .4．跃迁分析(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量．(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量等于能级差hν＝ΔE ． ②大于电离能的光子可被吸收将原子电离．(3)一群氢原子处于量子数为n 的激发态时，可能辐射出光谱线条数：N ＝C 2n ．[总结提升] (1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的．(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hν＝E m －E n 求得．若求波长可由公式c ＝λν求得．(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n －1)．(4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法．①用数学中的组合知识求解：N ＝C 2n ＝n (n －1)2. ②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．1.(2013·高考江苏卷)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在n ＝3轨道上比处在n ＝5轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量He ＋处在n ＝4的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．解析：量子数小的轨道半径小，因此n ＝3的轨道比n ＝5的轨道离核近；能级跃迁发射的谱线条数为C 2n ＝C 24＝6条．答案：近 62.氢原子在基态时轨道半径r 1＝0.53×10－10 m ，能量E 1＝－13.6 eV ，求氢原子处于基态时：用波长是多少的光照射可使其电离？[解析] 设用波长为λ的光照射可使氢原子电离：hc λ＝0－E 1. 所以λ＝－hc E 1＝－6.63×10－34×3×108－13.6×1.6×10－19m ＝9.14×10－8 m.[答案] (1)13.6 eV (2)－27.2 eV (3)9.14×10－8 m3..按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量________(选填“越大”或“越小”)．已知氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，电子质量为m ，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为________(普朗克常量为h )．解析：电子离原子核越远电势能越大，原子能量也就越大；根据动能定理有，hν＋E 1＝12m v 2，所以电离后电子速度为 2(hν＋E 1)m. 答案：越大 2(hν＋E 1)m4．(2015·南京模拟)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，并用这些光照射逸出功为2.49 eV 的金属钠．这群氢原子能发出________种不同频率的光，其中有________种频率的光能使金属钠发生光电效应．[解析] 据题意，氢原子在跃迁过程中有以下三种方式：3至1，3至2，2至1，对应发出三种不同频率的光，要使金属钠发生光电效应，氢原子发出的光子的能量必须大于2.49 eV ，而3至1为12.09 eV ，3至2为1.89 eV ，2至1为10.2 eV ，所以有两种频率的光可以使金属钠发生光电效应．[答案] 3 25.如图是氢原子的能级示意图，已知基态氢原子能量为E 1，普朗克常量为h ，则氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级时辐射出的光子的频率为__________；若此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时放出的光子照射到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为_______。

高中物理-氢原子光谱练习 (3)

高中物理-氢原子光谱练习基础夯实一、选择题(1～3题为单选题,4、5题为多选题)1．卢瑟福的原子核式结构学说初步建立了原子核结构的正确图景,解决的问题有( A )A．解释了α粒子散射现象B．原子中存在电子C．结合经典电磁理论解释原子的稳定性D．结合经典电磁理论解释氢光谱解析：通过α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型,而经典电磁理论并不能解释原子的稳定性和氢原子光谱,A正确,B、C、D错误。

2．下列关于光谱的说法正确的是( C )A．月光是连续光谱B．日光灯产生的光谱是连续光谱C．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱是线状谱D．白光通过温度较低的钠蒸气,所产生的光谱是线状谱解析：月光是反射的太阳光,是吸收光谱,故选项A错。

日光灯是低压蒸气发光,所以产生的是线光谱,故选项B错。

酒精灯中燃烧的钠蒸气属于低压气体发光产生线状谱,故选项C 正确,选项D错。

3．巴耳末通过对氢光谱的研究总结出巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)(n＝3,4,5…),对此,下列说法正确的是( C )A．巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式B．巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式D．巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性,其波长的分立值并不是人为规定的解析：巴耳末公式是依据对氢光谱的分析得出的,而不是依据核式结构总结出的,A错、C对；巴耳末公式只确定了氢原子发光中的一个线系波长,不能描述氢原子发出的各种光的波长,此公式反映出氢原子发光是不连续的,B、D错。

4．关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系,下列说法正确的是( BC )A．经典电磁理论很容易解释原子的稳定性B．根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量,最后被吸附到原子核上C．根据经典电磁理论,原子光谱应该是连续的D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论解析：根据经典电磁理论,电子绕原子核转动时,电子会不断释放能量最后被吸附到原子核上,原子不应该是稳定的,并且发射的光谱应该是连续的。

物理人教版高考复习精练与解析——原子结构氢原子光谱

第2讲原子结构氢原子光谱1.(氢原子跃迁)(2019年山西平遥中学模拟)如图是氢原子的能级示意图。

当氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级时,辐射出光子a;从n=3能级跃迁到n=2能级时,辐射出光子b。

以下判断正确的是()。

A.在真空中,光子a的波长大于光子b的波长B.光子b可使氢原子从基态跃迁到激发态C.光子a可能使处于n=4能级的氢原子电离D.大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射2种不同的谱线【解析】氢原子从n=4能级跃迁到n=3能级的能级差小于从n=3能级跃迁到n=2能级时的能级差,根据E m-E n=hν知,光子a的能量小于光子b的能量,所以光子a的频率小于光子b的频率,光子a的波长大于光子b的波长,A项正确;光子b的能量小于基态与任一激发态的能级差,所以不能被基态的原子吸收,B项错误;根据E4-E3=0.66 eV,可知光子a的能量小于n=4能级氢原子的电离能0.85 eV,所以不能使处于n=4能级的氢原子电离,C项错误;大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射3种不同的谱线,D项错误。

【答案】A2.(α粒子散射实验)(2019年海南华侨中学1月考试)卢瑟福通过α粒子散射实验,判断出原子中心有一个很小的核,并由此提出了原子的核式结构模型。

如图所示的平面示意图中①③两条线表示α粒子运动的轨迹,则沿②所示方向射向原子核的α粒子可能的运动轨迹是()。

A.轨迹aB.轨迹bC.轨迹cD.轨迹d【解析】α粒子带正电,因此α粒子靠近核时,与核间有斥力,沿方向②射向原子核的α粒子比沿方向①的α粒子离核近,与核的作用强,因此α粒子沿方向②进入后与核作用向外侧散射的偏转角应该比沿①的大,故A项正确。

【答案】A3.(原子跃迁与其他知识综合)(2019年衡水质检)(多选)如图所示是氢原子光谱的两条谱线,图中给出了谱线对应的波长及氢原子的能级图,已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,则()。