鲁科版 (2019)选择性必修 第三册第4节 玻尔原子模型课堂检测

4.4玻尔原子模型同步练习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．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。当向低能级跃迁时将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．频率最大的光是由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=3能级跃迁到n=2能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属箔能发生光电效应

2．当用具有1.87 eV能量的光子照射n=3激发态的氢原子时，氢原子( )

A．不会吸收这个光子

B．吸收该光子后被电离，电离后的动能为0.36 eV

C．吸收该光子后被电离，电离后电子的动能为零

D．吸收该光子后不会被电离

3．氢原子的能级图如图所示，大量处于n=4的氢原子跃迁发出的光照射在金属Ag的表面上。已知Ag的逸出功为4.73eV，则产生的光电子的初动能最大为（　　）

A．7.36eV B．8.02eV C．10.20eV D．12.75eV

4．如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是（　　）

A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波

B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2eV

C．从n=3能级跃迁到n=1能级时发出的光波长最长

D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁

5．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，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，都可以使钠发生光电效应

B．这群氢原子能发出的光，从n=3跃迁到n=1所发出的光波长最小

C．可见光能量范围为1.62eV～3.11eV，跃迁产生的光子都不是可见光

D．金属钠表面所发出的光电子的最大初动能为11.11eV

6．氦原子的一个核外电子被电离，形成类氢结构的氮离子，如图所示为氦离子能级的示意图．现有一群这样的氦离子从n=3能级向低能级跃迁的过程中向外发出光子，用该光照射逸出功为4.54eV的金属钠，则()

A．这些氦离子总共可辐射出6种不同频率的光子

B．由n=3能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小

C．若发生光电效应，则光电子的最小初动能为3.06eV

D．若发生光电效应，则光电子的最大初动能为43.86eV

7．一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为λ1，λ2，λ3的三种单色光光子，且λ1>λ2>λ3，则被氢原子吸收的光子的波长为（　　）

A． B． C． D．

8．大量处于的氢原子吸收频率为的光子后，这些氢原子被激发到量子数为m的激发态，此时出现的氢光谱中有6条谱线，其中频率的最大值为。氢原子的能量取负值。下列各式正确的是（　　）

A． B． C． D．

9．按玻尔原子模型，氢原子核外电子分别在第1、2轨道上运动时，其有关物理量的关系是（　　）

A．电子的动能Ek1<Ek2 B．电子转动的角速度ω1>ω2

C．电子转动的向心加速度a1<a2 D．氢原子的能量E1>E2

10．如图所示为氢原子的能级图，下列说法正确的是（　　）

A．用能量为的电子激发能级的大量氢原子，可以使氢原子跃迁到高能级

B．能级的氢原子可以吸收能量为的光子而发生电离

C．大量处于能级的氢原子跃迁到基态放出的所有光子中，能级跃迁到能级释放的光子的粒子性最显著

D．大量处于基态的氢原子吸收的光子后，只可以放出两种频率的光子

11．如图所示为氢原子的能级图，当氢原子从n=4能级跃迁到n=2能级和从n=3能级跃迁到n=1能级时，分别辐射出光子a和光子b．下列说法中正确的是（        ）

A．由于放出光子，氢原子的能量增加

B．光子a的能量大于光子b的能量

C．光子a的波长大于光子b的波长

D．若光子a能使某金属发生光电效应，则光子b不一定能使该金属发生光电效应

12．氢原子能级如图所示,大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光，其中a光是从n＝3能级向n＝1能级跃迁时发出的，b光的频率大于a光的频率，则b光可能是(　　)

A．从n＝4能级向n＝3能级跃迁时发出的

B．从n＝4能级向n＝2能级跃迁时发出的

C．从n＝4 能级向n＝1能级跃迁时发出的

D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的

13．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV–3.11 eV．下列说法正确的是

A．处于n=2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离

B．大量氢原子从高能级向n=2能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应

C．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光

D．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

14．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．

15．玻尔的氢原子的能级图如图所示，现有大量处于n=5能级的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（　　）

A．这些氢原子可能发出5种不同频率的电磁波

B．已知钠的逸出功为2.29eV，则氢原子从n=5能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钠的表面打出光电子

C．氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级释放的光子波长最长

D．氢原子从n=5能级跃迁到n=4能级时，氢原子能量减小，核外电子动能减小

二、填空题（共4题）

16．有一群处在量子数，n=3的激发态中的氢原子，在它们的发光过程中发出的光谱共有_____条．

17．如图所示为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出的多个光子中波长最小的光子能量为_____，若用此光照射到某金属的光电管上并恰好发生了光电效应，需要加在该光电管上的反向遏止电压为，则该金属的逸出功为______．

18．氢原子的能级图如图所示，现有一群处于能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，可能辐射______种不同频率的光子．辐射出的光子照射某种金属，该金属的逸出功是2.25eV，则产生的光电子最大初动能是________eV．

19．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，…，若要使氢原子从基态跃迁到激发态，则需吸收的光子能量至少为______；设某个氢原子的核外电子绕原子核做圆周运动，其轨迹半径为r，己知电子电量为-e，静电力常量为K，则该电子的动能为______。

三、综合题（共3题）

20．氢原子处于基态时，原子能量E1=-13.6 eV，氢原子各能级的关系为En=（n=1，2，3…）。今有一群处于n=4激发态的氢原子，最多可以辐射几种不同的光子？其中光子最小的能量是多少？是从哪两个能级跃迁发出的？

21．氢原子的能级如图所示。原子从能级 n=4 向 n=2 跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应。现有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克常量h 6.631034Js，求：

(1)该金属的逸出功为多少？截止频率是多少？（结果保留三位有效数字）

(2)一群处于 n=4的能级的氢原子向低能级跃迁，可以辐射几种频率的光子？在辐射出的各种频率的光子中，能使该金属发生光电效应的频率共有多少种？

(3)这些光子使该金属材料产生光电效应时，产生光电子最大初动能的最大值是多少。

22．已知氢原子的基态电子轨道半径为r1＝0.53×10－10 m，量子数为n的能级值为（静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.00×108 m/s），

（1）求电子在基态轨道上运动的动能；

（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？

（3）若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种动量不同的光子？其中动量最小的是多少？

参考答案：

1．A

2．B

3．B

4．A

5．B

6．D

7．D

8．C

9．B

10．A

11．C

12．C

13．C

14．A

15．B

16．3

17．     12.09     3.18

18．     3     0.30

19．         

20．6， ，n=4能级跃迁到n=3

21．(1)，；(2)6，4；(3)

22．(1) Ek=13.6 eV;(2) ;(3) 3，