2023届高考物理一轮练习-近代物理波尔原子模型（含答案）

1、近代物理波尔原子模型一、单选题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8所示。以下关于该基态的氦离子说法正确的是()A. 该基态氦离子吸收某种光子发生跃迁，当能量为E4=3.4eV时，氦离子最稳定B. 能量为48.4eV的光子，能被该基态氦离子吸收而发生跃迁C. 一个该基态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，向低能级跃迁能辐射6种频率的光子D. 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H、H、H和H，都是氢原子中电子从量子数n2的能级跃迁到n=2A. H对应的前后能级之差最小B. 同一介质对H的折射率最大C. 同一介质中H的传

2、播速度最大D. 用H以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是()A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大B. 重核裂变过程中反应前后核的总质量增大，轻核聚变过程中核的总质量减小C. 比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定D. 根据玻尔理论，一个氢原子由n=4能级跃迁到较低能级时，最多能释放6种不同频率的光如图为氢原子的能级示意图，已知锌的逸出功是3.34eV，那么对氢原子在跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是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B. 一群处于

3、n=3的能级的氢原子向基态跃迁时，能放出4种不同频率的光C. 一群处于n=3的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8.75eVD. 用能量为已知氢原子的基态能量为E1，不同能级的能量En=E1n2，其中n=1，2，3，A. 4hc3E1B. 2hcE处于基态的一群氢原子受某种单色光的照射时，只发射波长为1、2、3的三种单色光，且1A. 1B. 1+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2.13eV的某金属，已知电子的电荷量为1.61019C，则()A. 这些氢原子能辐射出三种不同频率的光子B. 这些

4、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都能使该金属发生光电效应D. 该金属逸出的所有光电子中，初动能的最大值为1.7红外测温具有响应时间快、非接触、安全准确的优点，在新冠肺炎疫情防控中发挥了重要作用。红外测温仪捕捉被测物体电磁辐射中的红外线部分，将其转变成电信号。图甲为红外线光谱的三个区域，图乙为氢原子能级示意图。已知普朗克常量，h=6.631034Js，光在真空中的速度c=3.0108m/sA. 红外线光子能量的最大值约为2.64eVB. 氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时辐射出的光子能被红外测温仪捕捉C. 大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，红外测温仪可

5、捕捉到1种频率的红外线D. 大量处于n=2激发态的氢原子吸收能量为1.89eV的光子后，辐射出的光子可能被红外测温仪捕捉二、多选题(多选)如图为氢原子的能级示意图，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到n=5能级，然后发出光，已知普朗克常量h=6.631034Js，则()A. 该外来单色光的能量为12.75eVB. 该氢原子发射的所有谱线中，最长的波长约为4010nmC. 该氢原子发射的所有谱线中，最短波长的光子动量为6.971027kgm/sD. 该氢原子发射的光照射逸出功为如图为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围为1.62eV3.11eV，锌板的电子逸出功为3.34eV，下列说法

6、正确的是()A. 用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态B. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离C. 大量处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，辐射的光子中有两种不同频率的光子可使锌板产生光电效应现象D. 大量于n=4能级的氢原子向基态跃迁时所出的光子通过同一双缝干涉实验装置，以n=4直接跃迁到n=1能级发出的光子所形成的干涉条纹最宽波长为1和2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为1的光的条纹间距大于波长为2的条纹间距。则(下列表述中，下标“1”和“2”分别代表波长为1A. 这两束光的光子的动量p1p2B. 这两束光从

7、玻璃射向真空时，其临界角C1C2C. 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4.0107m7.6107A. 氢原子从高能级跃迁到基态时，会辐射射线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用大量具有一定能量E1的光子照射大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线。改用能量为E2的光子再次照射进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条。根据氢原子的能级图判断，E1和E2的可能值为A. E1

8、=10.20eV，E2=12.75eVB. E1=10.20eV，E2=12.10eVC. 已知氢原子的能级图如图甲所示，部分金属的逸出功如下表所示，现用光子能量介于812.7ev范围内的光去照射大量处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是金属铯钙镁钛逸出功W1.92.73.74.4A. 在照射光中可能被吸收的光子能量有3种B. 照射后可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种C. 照射后氢原子发射的各种波长的光照射金属铯，都可以使金属铯发生光电效应D. 照射后氢原子发射的各种波长的光照射金属钛，有2种光可以使金属钛发生光电效应答案和解析1.【答案】B【解析】【分析】该题中的类氢结构的氦离子在发生跃

9、迁时，其变化的规律与氢原子的情况是相似的，将玻尔理论的知识迁移过来即可正确解答。类氢结构的氦离子可以使用玻尔理论来解答：处于基态的原子最稳定；原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要吸收或放出一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的能级差，即h=EmEn.结合库仑力提供向心力分析核外电子动能的变化。【解答】A.根据玻尔理论的假设可知，处于基态的原子最稳定，故A错误；B.能量为48.4eV的光子，若能被该基态氦离子吸收，吸收后氦离子的能量：E=54.4eV+48.4eV=6.0eV，等于其第3能级的能量，所以能量为48.4eV的光子，能被该基态氦离子吸收而跃迁到第3能级，故B正确；C.一个该基

10、态氦离子吸收能量为51.0eV的光子后，能量为：E=54.4eV+51eV=3.4eV，能跃迁到第4能级，一个第4能级的电子向低能级跃迁时，最多能辐射3种频率的光子故C错误；D.该基态氦离子吸收一个光子后，核外电子的半径增大，根据库仑力提供向心力得：ke2r2=m【解析】解：A、四条谱线H、H、H和H，在真空中的波长由长到短，根据=c，可知，四条谱线H、H、H和H，的频率是由低到高；那么它们的能量也是由小到大，而E=EmEn=h，则H对应的前后能级之差最小，故A正确；B、当在同一介质，由于H，频率最大，那么其的折射率也最大，而对H的折射率最小，故B错误；C、在同一介质中，H的折射率最大，由v=

11、cn，可知，其传播速度最小，故C错误；D、若用H照射某一金属能发生光电效应，由于【解析】【分析】光电效应光电子最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关；比结合能越大的，原子核越稳定；轻核聚变有质量亏损，根据质能方程有能量释放；一个氢原子与一群氢原子由n=4能级跃迁到较低能级时，最多能释放不同频率的光子个数不同。本题考查了光电效应方程、质能方程、能级等知识点，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律，难度不大，注意个氢原子与一群氢原子，释放光子种类的不同，同时理解结合能与比结合能的区别。【解答】A、紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，根据光电效应方程，最大初动能与入射光的频率有关，

12、与光强度无关。故A错误。B、裂变和聚变过程都有质量亏损，释放能量。故B错误。C、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定。故C正确。D、一个氢原子由n=4能级跃迁到较低能级时，最多能释放3种不同频率的光子；而一群氢原子由n=4能级跃迁到较低能级时，最多能释放6种不同频率的光子。故D错误。故选C。4.【答案】C【解析】【分析】氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量与锌板的逸出功的关系判断是否发生光电效应现象。根据能级跃迁相关知识解答。【解答】A、氢原子从高能级向基态跃迁时发出的光子的最小能量为10.2eV，大于锌的逸出功，照射金属锌板一定能产生光电效应现象，故A错误；B、

13、一群处于n=3能级的氢原子向基态跃迁时，能放出C32=3种不同频率的光，故B错误；C、氢原子从高能级向n=3的能级向基态跃迁时发出的光子的能量最大为E大=(1.51+13.6)eV=12.09eV，因锌的逸出功是3.34eV，锌板表面所发出的光电子的最大初动能为EKm=12.09eV3.34eV=8.75eV，故C正确；D、能量10.3eV不等于任何两个能级的能级差，不能被氢原子吸收，不能跃迁，故D错误。故选：【解析】【分析】本题考查电离中的氢原子的能级跃迁问题。光子能量E=h=hc，最大波长对应着光子的最小能量，即只要使氢原子从第一激发态恰好电离即可。根据题意求出第一激发态的能量值，恰好电离

14、时能量为0，然后求解即可。【解答】第一激发态即第二能级，是能量最低的激发态，则有：E2=电离是氢原子从第一激发态跃迁到最高能级0的过程，需要吸收的光子能量最小为：0E2=E14所以有：E14=hc6.【答案】D【解析】【分析】根据氢原子能放出三种频率光，判断此时氢原子处在第几能级，然后计算从基态跃迁到该能级需要多少能量，计算能量时根据能级之间能量差和放出光子能量之间的关系计算，同时明确频率、波长、光速之间关系。本题考查知识比较全面，即考查了有关能级差、光子种类的计算，又考查了光子能量、波长、频率关系，在学习中要加强练。【解答】能放出三种光，说明此时氢原子处在第3能级，从第三能级跃迁到基态时放出

15、光子能量为：E=hc3，或者E=hc1+hc2能使处于基态氢原子跃迁的光子能量和第三能级与基态之间能级差相等，故有：hc=hc3【解析】【分析】根据数学组合公式Cn2求出氢原子可能辐射光子频率的种数。能级间跃迁时，辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高；根据库仑力提供向心力分析电子动能的变化。解决本题的关键知道光电效应的条件，以及知道能级间跃迁时辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，掌握辐射光子的种类计算方法。【解答】A.根据C42=6知，这些氢原子可能辐射出6种不同频率的光子，故A错误；B.这些氢原子辐射出光子后，电子的动能增大，电势能减小，总能量会减小。故B

16、错误；C.氢原子由n=4跃迁到n=3产生的光的能量：E43=E4E3=0.85eV(1.51eV)=0.66eVEmax，因此不会被红外测温仪捕捉，故B错误；C.大量氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，放出的能量为E43=0.85eV(1.51eV)=0.66eV，E32=1.51eV(3.4eV)=1.89eV，只有从n=4能级向n=3能级跃迁时放出的光子能量在红外区，因此红外测温仪可捕捉到1种频率的红外线，故C正确；【解析】【分析】能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，则波长越小。解决本题的关键知道能级间跃迁时，辐射或吸收的光子能量等于两能级间的

17、能级差，EmEn=h，注意单位的换算。【解答】A.根据能级间跃迁辐射或吸收光子的能量等于两能级间的能级差，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到n=5能级，该外来单色光的能量为：E=E5E1=0.54eV(13.60)eV=13.06eV，故A错误；B.从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出光子能量小，则辐射的光子频率小，所以辐射的电磁波的波长最长，其波长为：=E小h=0.54(0.85)6.6310341.61019m=4106m=4010nm，故B正确；C.同理，从n=5能级跃迁到【解析】【分析】用能量为11.0eV的光子照射，不能使基态的氢原子吸收的能量可以等于10.2eV；紫外线的光子

18、能量大于3.11eV，判断n=3能级的氢原子可以吸收紫外线后，能量是否大于0，即可知是否电离；使某金属板发生光电效应所需光子能量为3.34eV，计算大量处于n=3能级的氢原子向基态能级跃迁时放出三种频率光子的能量与3.34eV对比即可；根据x=Ld知在光屏上相邻亮条纹间距最大时，入射光子的波长最大。解决本题的关键知道什么是电离，以及能级的跃迁满足h=EmEn，注意吸收光子是向高能级跃迁，释放光子是向低能级跃迁，同时掌握吸收或释放能量要正好等于能级之差，同时要注意电子只能吸收恰好等于氢原子的能极差的光子，并注意一个氢原子与大量的氢原子区别。【解答】A.用能量为11.0eV的光子照射，不能使基态的

19、氢原子吸收10.2eV的能量，故A错误；B.紫外线光子的最小能量为3.11eV，处于n=3能级的氢原子的电离能为1.51eV，故紫外线能被n=3能级的氢原子吸收，故B正确；C.从n=3能级跃迁到n=2释放的光子能量1.89ev，从n=3能级跃迁到基态释放的光子能量12.09ev，从n=2能级跃迁到基态释放的光子能量10.2ev；使某金属板发生光电效应所需光子能量为3.34eV，故大量处于n=3能级的氢原子向基态能级跃迁时，辐射的光子中有两种不同频率的光子可使锌板产生光电效应，故C正确；D.从n=4能级跃迁到n=3能级释放出的光子频率最小，波长最大，根据x=Ld得，则从n=4能级跃迁到n=3能级

20、释放出的光子束对应的干涉条纹间距最大，故【解析】【分析】根据干涉条纹的宽度的特点判断波长的大小关系，由：E=h=hc判断光子的能量与光子的频率关系，由p=h判断光子的动量，由光的频率与折射率的关系判断折射率，然后判断临界角，根据光电效应方程与动能定理分析遏止电压，根据玻尔理论分析跃迁和电离能。该题涉及的知识点较多，解决本题的关键是知道干涉条纹的宽度公式，知道波长和频率的关系，知道能级间跃迁所满足的规律，即EmEn=h。【解答】A.根据干涉条纹间距x=ld可知，12，结合p=h，故p1p2，A错误；B.由于波长较长的光，折射率和频率较小，故n1n2，12，由于sinC=1n，故C【解析】【分析】

21、能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越高，波长越短，然后结合各种光的频率的范围分析即可。本题考查能级的跃迁以及原子核衰变等知识，难度不大，关键理清教材这些知识点的基本概念和基本规律。【解答】A.射线是原子核内部辐射出的，与核外电子无关，故A错误；B.从n=4能级跃迁到n=2能级放出的光子的能量E=E4E2=0.85(3.4)=2.55eV对应的波长：=hcE=6.610343.01082.551.61019=4.85107m，属于可见光，故B正确；C.氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，辐射的光子的最大能量值为Em=1.51eV=2.4161019J其波长为最小波长，为：【解析】【分析】要明确产生光线数目m和能级n之间的关系，即m=n(n1)2，氢原子吸收电子能量时只吸收对应能级之间的能量差，即能量的吸收应该满足量子化。【解答】