2011-2020年高考物理试卷分类汇编之106.玻尔理论（含答案及解析）

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第106节 玻尔理论（能级跃迁）
10.2020年北京卷2．氢原子能级示意如图。现有大量氢原子处于能级上，下列说法正确的是
A．这些原子跃迁过程中最多可辐射出2种频率的光子
B．从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率低
C．从能级跃迁到能级需吸收0.66eV的能量
D．能级的氢原子电离至少需要吸收13.6eV的能量
答案∶C
解析∶A．大量氢原子处于能级跃迁到最多可辐射出种不同频率的光子，故A错；
B．根据能级图可知从能级跃迁到能级辐射的光子能量为
从能级跃迁到能级辐射的光子能量为
比较可知从能级跃迁到能级比跃迁到能级辐射的光子频率高，故B错误；
C．根据能级图可知从能级跃迁到能级，需要吸收的能量为
，故C正确；
D．根据能级图可知氢原子处于能级的能量为-1.51eV，故要使其电离至少需要吸收1.51eV的能量，故D错误；
故选C。
1.2016年北京卷13.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】大量的氢原子处在第n能级向基态跃迁时，有 种可能。故C正确。
2.2012年理综北京卷
13. 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
答案：B
解析：本题属于原子跃迁知识的综合。原子由高能级3跃迁到低能级2的过程中原子能量减少必然放出光子，答案B。
3.2012年理综四川卷
17．如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子 （　　）
A．从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长
B．从n=5能级跃迁到n=l能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大
C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的
D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量
答案：A
解析：辐射出的电磁波的能量E=hν=hc/λ=Em-En,所以A正确；电磁波在真空中速度都是光速c，故B错；处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，C也错误；从高能级向低能级跃迁时，是氢原子一定向外辐射出能量，不是原子核辐射能量，故D也错误。正确答案：A。
4.2011年理综全国卷
18．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． B． C． D．
答案：C
解析：依题意可知第一激发态能量为E2＝E1/22，要将其电离，需要的能量至少为△E＝0－E2＝hγ，根据波长、频率与波速的关系c＝γλ，联立解得最大波长λ＝－，C对。
5.2011年理综四川卷
18．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+hν2 B．辐射光子的能量为hν1+hν2
C．吸收光子的能量为hν2-hν1 D．辐射光子的能量为hν2-hν1
答案：D
解析：氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光，，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光，则从能级k跃迁到能级m
，能量降低辐射光子，答案D。
6.2017年浙江选考卷14.下列说法正确的是：
A.β,γ射线都是电磁波
B.原子核中所有核子单独存在时，质量总和大于该原子核的总质量，
C.在LC振荡电路中，电容器刚放电时电容器极板上电量最多，回路电流最小
D.处于n=4激发态的氢原子，共能辐射出四种不同频率的光子
【答案】BC
【解析】β射线是高速移动的电子流，属于实物波，不属于电磁波，故A错误；在核子结合成原子核过程中需要释放出结合能，根据质能方程E =mc2,所以结合原子核过程中存在质量亏损，所以B正确； LC振荡电路中放电之前属于充电过程，电场能逐渐增大，磁场能逐渐减小，回路电流逐渐减小，刚刚开始放电时正好是电场能最大，磁场能最小的时刻，所以回路电流此时最小，C正确；处于n=4激发态的氢原子能释放出C42=6种频率的光子，D错误。故本题选B、C.
7.2018年天津卷5．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 ）
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
解析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系分析折射率的大小；根据判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射光的频率大于该光的极限频率判断是否发生光电效应。
波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，选项A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能发生光电效应，D错误。
8.2018年浙江卷（4月选考）15． 【加试题】氢原子的能级图如图所示，关于大量氢原子的能级跃迁，下列说法正确的是（可见光的波长范围为4.0×10-7 m—7.6×10-7 m,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s，真空中的光速c=3.0×108 m/s）（ BC ）
A．氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射γ射线
B．氢原子处在n=4能级，会辐射可见光
C．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，辐射的光具有显著的热效应
D．氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89eV
解析：γ射线是原子核处于激发态发生衰变时放出的，氢原子跃迁时辐射的能量远小于γ射线光子能量，不会辐射γ射线．故A错误；
氢原子在n=4能级时会向向n=2能级跃迁时，ΔE=2.55ev，产生的波长为，属于可见光区域，B正确；
氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，辐射的光子能量小于可见光的红光能量，发出的光在红外线部分，具有显著的热效应，选项C正确；
氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，辐射的光子最小能量为1.89eV，其波长最长，不同波长的光在同一介质中传播速度相同，选项D错误。
9.2019年全国卷I 14．氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV~3.10 eV的光为可见光。要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为
A．12.09 eV B．10.20 eV
C．1.89 eV D．1.5l eV
答案：A
解析：根据能级间跃迁吸收或辐射的光子的能量等于两能级间的能量差，即
由能级图可知，从激发态n=3、n=4…跃迁到n=2时能辐射出光子能量在1.63 eV~3.10 eV的可见光，
氢原子从基态（n=1）跃迁到n=3，应吸收光子的能量为
所以要使处于基态（n=1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为12.09eV，故选A。
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