4.4玻尔原子模型基础巩固（word版含答案）

4.4玻尔原子模型基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．用波长为的光照射大量处于第一激发态的氢原子，在所发射的光谱中仅有波长分别为、、的三条谱线，且<<，下列关系式正确的是（　　）
A． B． C． D．
2．图为氢原子能级图。现有一群处于n=4激发态的氢原子，用这些氢原子辐射出的光照射逸出功为2.23eV的某金属，则（　　）
A．这些氢原子能辐射出三种不同频率的光子
B．这些氢原子辐射出光子后，电子的总能量保持不变
C．这些氢原子辐射出的所有光中有四种光子能使该金属发生光电效应
D．该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值约为10.62eV
3．氢原子第n能级的能量为En＝(n＝1，2，3…），若一个处于第n1能级的氢原子跃迁过程中发射能量为2.55eV的光子后处于比基态能量高出10.2eV的第n2能级．下列说法中正确的是
A．n1＝5
B．n2＝3
C．用能量为10.2eV的光子照射氢原子，就可以使处于基态的氢原子电离
D．一个处于第n1能级的氢原子向低能级跃迁过程中最多可能辐射出3种不同频率的光子
4．氢原子的能级图如图所示。一群氢原子处于的能级，跃迁到的能级时辐射出某一频率的光，用此光照射某金属板，发生光电效应，测得光电子的最大初动能为，则该金属的逸出功为（　　）
A． B． C． D．
5．科学家对氢光谱可见光区的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长可以用公式来表示．关于此公式，下列说法正确的是
A．该公式是玻尔首先通过对光谱的分析得到的经验公式
B．公式中R为普朗克常量
C．公式中n的取值范围为自然数
D．公式中n越大，辐射出的光子能量越大
6．如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是（　　）
A．处于n = 2能级的氢原子不可能吸收能量为4.5 eV的光子
B．大量处于n = 4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光
C．用n = 4能级跃迁到n = 1能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂产生的光电子的最大初动能为6.41 eV
D．若用从n = 3能级跃迁到n = 2能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从n = 4能级跃迁到n = 3能级辐射出的光，照射该金属时一定能发生光电效应
7．金属铯的逸出功是1.9eV。图是氢原子的能级图，根据此图可知：大量处于激发态的氢原子，在下列四种自发跃迁时辐射的光子能使金属铯产生光电效应且逸出光电子的最大初动能最大的是（　　）
A．从n=4的能级跃迁到n=1的能级 B．从n=4的能级跃迁到n=2的能级
C．从n=5的能级跃迁到n=2的能级 D．从n=5的能级跃迁到n=3的能级
8．若用｜E1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n能级的能量为，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ）
A． B． C． D．
9．氢原子能级示意图如图所示，大量处于n＝4能级的氢原子，辐射出光子后，能使金属钨发生光电效应，已知钨的逸出功为4.54eV，下述说法中正确的是（　　）
A．氢原子辐射的光子都能使钨发生光电效应
B．光电子的最大初动能为8.21eV
C．一个钨原子能吸收两个从n＝４到n＝2能级跃迁的光子而发生光电效应
D．氢原子辐射一个光子后，氢原子核外电子的速率减小
10．如图所示是氢原子的能级图，大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（　　）
A．最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系
B．放出的光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到n=3激发态时产生的
C．放出的光子可能使逸出功为13eV的金属发生光电效应
D．用能量为2.56eV的光子照射处于n=2能级的氢原子，可以使它跃迁到n=4能级
11．已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量为En=，其中n=2，3，4……已知普朗克常量为h，电子的质量为m。巴尔末线系是氢原子从n≥3的各个能级跃迁至n=2能级时辐射光的谱线，则下列说法中正确的是（　　）
A．巴尔末线系中波长最长的谱线对应光子的能量为3.40eV
B．氢原子从基态跃迁到激发态后，核外电子动能减小，原子的电势能增大，动能和电势能之和不变
C．基态氢原子中的电子吸收一频率为的光子被电离后，电子速度大小为
D．一个处于n=4的激发态的氢原子，向低能级跃迁时最多可辐射出6种不同频率的光
12．氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（　　）
A．氢原子从低能级向高能级跃迁时电子动能减小，因此原子能量减小
B．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子
C．一个氢原子从能级向基态跃迁时，可发出6种不同频率的光子
D．处于能级的氢原子可以吸收能量为的光子
13．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．核外电子的动能减少
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
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
14．图示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）
A．氢原子从能级跃迁到能级时，辐射的光子频率最大
B．氢原子从能级跃迁到能级时，氢原子吸收的光子
C．用光子能量为的光照射一群基态的氢原子，氢原子可以发出10种不同波长的光
D．用光子能量为的光照射基态的氢原子，不能使氢原子电离
15．如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征，下列认识不正确的是（　　）
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．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，能放出3种不同频率的光
C．一群处于能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光照射锌板，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为
D．用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
二、填空题（共4题）
16．如果大量的氢原子处在n=5的能级，它在向低能级跃迁时会辐射出________种频率的电磁波，其中波长最长的光是在n=_______向n=________跃迁形成的。
17．已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，量子数为n的激发态的能量为，大量处于n=4激发态的氢原子跃迁时，发出多个能量不同的光子，其中频率最大的光子的频率为______．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）．
18．原子从高能态向低能态跃迁时______光子，光子的能量等于前后两个能级______。
19．氢原子处于基态时的能量为-E1，激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为_______________产生的3种不同波长的光中，最大波长为________。（已知普朗克常量为h，光速为c）
三、综合题（共4题）
20．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)有可能放出几种能量的光子？
(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？（h=6.30×10-34J·s）
21．1885年，巴尔末对当时已知的，氢原子在可见光区的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，即（R为里德伯常量，）.物理学家玻尔28岁时连续发表三篇论文，成功地解释了氢原子光谱的规律，揭示了光谱线与原子结构的内在联系，玻尔理论是从经典理论向量子理论的一个重要过渡，为量子力学的诞生提供了条件，玻尔既引入了量子化的概念，同时又运用了“轨道”等经典物理理论和牛顿力学的规律推导出上述公式请同学们试用课本中的知识和以下假设定量做玻尔的推导.
(1)绕氢原子核旋转的电子质量为m，电荷量为e；
(2)取离核无限远处的电势能为零，半径r处电子的电势能为（k为静电力常量）；
(3)电子所在的轨道的圆周长与其动量的乘积等于普朗克常量h的整数倍时，这样的轨道才是电子的可能轨道.
22．氢原子从的能级跃迁到的能级，所辐射光子的能量、频率和波长分别是多少？
23．原子从一个能级跃迁到另一个较低的能级时，有的并不发射光子。例如，在某种条件下，铬原子中能级上的电子跃迁到能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给能级上的电子，使之脱离原子，这个现象叫作俄歇效应，以这种方式脱离原子的电子叫作俄歇电子。已知铬原子能级公式可简化为，式中，2，3，…。A是已知常数，则上述俄歇电子的动能是多少？
参考答案
1．C
2．C
3．D
4．A
5．D
6．C
7．A
8．B
9．B
10．B
11．C
12．D
13．D
14．C
15．A
16．10 5 4
17．
18．放出 之差
19．
20．(1)6；　(2)第四能级向第三能级；　1.88×10－6m
21．
设氢原子核外电子的速度为，可能的轨道半径为，则有：
可得：
所以核外电子的总能量为：
由题意知：
故有：
由坡尔的跃迁理论有：
即：
可得：
故巴耳末系的波长符合公式：
，4，5
22．， ，
23．