高中物理 加强练习第十六章　147.原子结构

147.原子结构(分值：20分)1~4题每题5分1.(2025·北京市通州区一模)如图所示为玻尔模型中氢原子能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时会发出频率不同的光。下列关于这群氢原子的发射光谱的说法中，正确的是()A.是连续谱B.最多有3种频率C.波长最长的是从n=4能级跃迁到n=1能级所发出的光D.只有3种不同频率的光能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应答案D解析氢原子的发射光谱是线状光谱，A错误；氢原子从n=4能级向低能级跃迁时，最多有C42=6种频率，根据hcλ=Em-En，可知波长最长的是从n=4能级跃迁到n=3能级所发出的光，C只有从n=4能级跃迁到n=1能级、从n=3能级跃迁到n=1能级、从n=2能级跃迁到n=1能级发出的光子的能量大于3.34eV，所以只有3种不同频率的光能使逸出功为3.34eV的锌板发生光电效应，D正确。2.(2026·福建南平市检测)氢原子核外电子可在不同的轨道围绕原子核高速旋转。取无穷远处为零电势能点，氢原子核外电子在半径为r的轨道上电势能Ep=-ke2r，e为电子电荷量，k为静电力常量。如图所示，氢原子核外电子从半径为r1的轨道1跃迁到半径为r2的轨道2，需要吸收的能量为E，则A.E=ke22B.E=ke2(1r1-C.E=3ke2D.E=2ke2(1r1-答案A解析核外电子绕原子核做匀速圆周运动，有ke2得动能为Ek=k电子在轨道r上的能量E'=Ep+Ek=-ke2r+从半径为r1的轨道1跃迁到半径为r2的轨道2，吸收的能量为E=E2-E1=-ke22r2-(-ke故选A。3.(多选)(2025·重庆市北碚区模拟)巴耳末系是指氢原子从n=3，4，5，6能级跃迁到n=2能级时发出的光谱线系，如图甲所示。图乙中给出了巴耳末谱线对应的波长，其中Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则下列说法正确的是()A.Hα谱线对应光子的能量大于Hβ谱线对应光子的能量B.Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，屏上观察到的Hβ谱线的条纹间宽更大C.巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线在水中传播速度最大D.Hγ谱系的光照射逸出功为4.56eV的钨，能发生光电效应现象答案BC解析Hα谱线的波长大于Hβ谱线的波长，则Hα谱线的频率小于Hβ谱线的频率，根据ε=hν可知，Hα谱线对应光子的能量小于Hβ谱线对应光子的能量，故A错误；Hβ、Hγ谱线分别用于同一套双缝干涉仪器，根据Δx=Ldλ，由于Hβ谱线的波长大于Hγ谱线的波长，则屏上观察到的Hβ谱线的条纹间宽更大，故B巴耳末系可见光区的三条谱线中，Hα谱线的波长最大，频率最小，在水中的折射率最小，根据v=cn可知，Hα谱线在水中传播速度最大，故C由题意可知其中Hα、Hβ、Hγ谱线均在可见光区，可见光的光子能量在1.62eV到3.11eV之间，则Hγ谱系的光子能量一定小于钨的逸出功，所以Hγ谱系的光照射逸出功为4.56eV的钨，不能发生光电效应现象，故D错误。4.(多选)(2025·浙江金华市三模)一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁过程中发出不同频率的光，照射图乙所示的光电管阴极K，只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应。分别用频率为νa、νb的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法正确的是()A.图甲中，这群氢原子向低能级跃迁一共发出6种不同频率的光B.图乙中，用频率νb的光照射时，将滑片P向右滑动，电流表示数一定增大C.图丙中，图线a所表示的光的光子能量为12.09eVD.a光和b光照射K极产生的光电子的德布罗意波长，必有a大于b答案AC解析一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多可产生C42=6种光子，故题图乙中不知道电源正负极，没办法判断在光电管A、K之间加的正向还是反向电压，所以滑片P向右滑动时，电流变化情况无法判断，故B错误；只有频率为νa和νb的光能使它发生光电效应，那么这两种光子必定是n=4能级向n=1能级跃迁和n=3能级向n=1能级跃迁产生的，由题图丙可知b光的频率较大，则a光为n=3能级向n=1能级跃迁产生的，所以a光的光子能量Ea=E3-E1=12.09eV，故C正确；由题图丙可知，遏止电压Uc2<Uc1，由eUc=Ek，可知b光打出的光电子的最大初动能比a光打出的光电子大，根据p=2mEk，可知b光打出的光电子的最大动量比a光打出的光电子大，根据德布