氢原子光谱高考试题整理教学提纲

氢原子光谱高考试题

整理

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

nm

b．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＝c

λ可知，|E n－E m|＝h

c

λ，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 c

λ，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 ∞……………… 0 6—————— －0.38 5—————— －0.54 4—————— －0.85 3—————— －1.51

2—————— －3.40

1—————— －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113.6E eV =-。大量氢原子处于某一激发态。由这些氢原子可能发出的所有光子中，频率最大的光子能量为-0.961E ，频率最小的光子的能量为 eV （保留2位有效数字），这些光子可具有 种不同的频率。 【答案】10eV ，10 【解析】

频率最小的光子是从2n =跃迁，即频率最小的光子的能量为

()min 3.413.610E eV eV eV =---≈

频率最大的光子能量为-0.961E ，即()()13.60.9613.6n E eV eV --=-⨯-，解得

0.54n E eV =-

即5n =，从5n =能级开始，共有51→，54→，53→，52→，41→，42→，

43→，31→，32→，21→，10种不同频率的光子

（2004北京理综17.）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV ，氦离子能级的示意图如图所示。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. 40.8eV B. 43.2eV C. 51.0eV D. 54.4eV

∞E 0

4E -3.4eV 3E -6.0eV 2E -13.6eV

1E -54.4eV

（10年新课标卷）34.[物理——选修3-5]

(1)(5分)用频率为0v 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123v v v 、、的三条谱线，且321v v v ＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母)

A 、01v v ＜

B 、321v v v =+

C 、0123v v v v =++

D 、123111v v v =+

答案：B

（10年重庆卷）19.氢原子部分能级的示意图如题19图所示，不同色光的光子能量如下所示： 色光光子能量范围（eV ）

红 橙 黄 绿

蓝—靛

紫 1.61---2.00

2.00—2.07

2.07—2.14

2.14—2.53

2.53—2.76

2.76—

3.10

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 答案：A

(2008山东卷)（1）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n =2能级发出的谱线属于巴耳末线系。若一群氢原子自发跃过时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发生 6 条不同频率的谱线。

（07全国卷Ⅰ）用大量具有一定能力的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。调高电子的能力在此进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。用△n 表示两侧观测中最高激发态的量子数n 之差，E 表示调高后电子的能量。根据氢原子的能级图可以判断，△n 和E 的可能值为（ ）

A 、△n =1，13.22 eV

B 、△n =2，13.22 eV

C 、△n =1，12.75 eV

D 、△n =2，12.75 eV <

E <13.06 Ev

（07全国卷Ⅱ）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为1λ和2λ，且1λ>2λ,则另一个波长可能是

A 、1λ+2λ

B 、1λ-2λ

C 、

1212λλλλ+ D 、1212

λλ

λλ- （07天津卷）右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