氢原子光谱高考试题整理

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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 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|En－Em|＝hν和ν＝可知，|En－Em|＝h，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|En－Em|＝h，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＝E4－E2＝(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Ek＝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。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0.96，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】，10‎ ‎【解析】‎ 频率最小的光子是从跃迁，即频率最小的光子的能量为 频率最大的光子能量为0.96，即，解得 即，从能级开始，共有，，，，，，，，，，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 ‎（10年新课标卷）34.[物理——选修3-5]‎ ‎ (1)(5分)用频率为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的三条谱线，且，则_______.(填入正确选项前的字母)‎ ‎ A、 B、 C、 D、‎ ‎ 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（）‎ 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 ,则另一个波长可能是 A、+ B、- C、 D、‎ ‎（07天津卷）‎n En/eV ‎0‎ ‎-0.85‎ ‎-1.51‎ ‎-3.4‎ ‎-13.6‎ ‎∞‎ ‎4‎ ‎3‎ ‎2‎ ‎1‎ 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 Ａ．最容易表现出衍射现象的光是由ｎ＝４能级跃到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6.34ｅＶ的金属铂能发生光电效应。‎ ‎（07广东卷）图1所示为氢原子的四个能级，其中为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，则下列说法正确的是 A．原子A可能辐射出3种频率的光子 E4‎ E3‎ E2‎ E1‎ 图1‎ B．原子B可能辐射出3种频率的光子 C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁道能级E4‎ D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁道能级E4‎ ‎（07江苏卷）μ子与氢原子核（质子）构成的原子称为μ氢原子（hydrogen muon atom），它在原子核物理的研究中有重要作用。图为μ氢原子的能级示意图。假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为г1、г2、г3、г4、г5、和г6的光，且频率依次增大，则E等于 A、h（г3-г1 ） B、 h（г5+г6） C、hг3 D、hг4‎ ‎（05年广东）（16分）‎ ‎⑴如图9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2.55eV的光子。问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？请在图9中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图。‎ ‎ 答案：12.75eV，略（共6条）‎