高中物理 加強練習第十六章　147.原子結構

147.原子結構(分值：20分)1~4題每題5分1.(2025·北京市通州區一模)如圖所示為玻爾模型中氫原子能級示意圖，一群處于n=4能級的氫原子向較低能級躍遷時會發出頻率不同的光。下列關于這群氫原子的發射光譜的說法中，正確的是()A.是連續譜B.最多有3種頻率C.波長最長的是從n=4能級躍遷到n=1能級所發出的光D.只有3種不同頻率的光能使逸出功為3.34eV的鋅板發生光電效應答案D解析氫原子的發射光譜是線狀光譜，A錯誤；氫原子從n=4能級向低能級躍遷時，最多有C42=6種頻率，根據hcλ=Em-En，可知波長最長的是從n=4能級躍遷到n=3能級所發出的光，C只有從n=4能級躍遷到n=1能級、從n=3能級躍遷到n=1能級、從n=2能級躍遷到n=1能級發出的光子的能量大于3.34eV，所以只有3種不同頻率的光能使逸出功為3.34eV的鋅板發生光電效應，D正確。2.(2026·福建南平市檢測)氫原子核外電子可在不同的軌道圍繞原子核高速旋轉。取無窮遠處為零電勢能點，氫原子核外電子在半徑為r的軌道上電勢能Ep=-ke2r，e為電子電荷量，k為靜電力常量。如圖所示，氫原子核外電子從半徑為r1的軌道1躍遷到半徑為r2的軌道2，需要吸收的能量為E，則A.E=ke22B.E=ke2(1r1-C.E=3ke2D.E=2ke2(1r1-答案A解析核外電子繞原子核做勻速圓周運動，有ke2得動能為Ek=k電子在軌道r上的能量E'=Ep+Ek=-ke2r+從半徑為r1的軌道1躍遷到半徑為r2的軌道2，吸收的能量為E=E2-E1=-ke22r2-(-ke故選A。3.(多選)(2025·重慶市北碚區模擬)巴耳末系是指氫原子從n=3，4，5，6能級躍遷到n=2能級時發出的光譜線系，如圖甲所示。圖乙中給出了巴耳末譜線對應的波長，其中Hα、Hβ、Hγ譜線均在可見光區，可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則下列說法正確的是()A.Hα譜線對應光子的能量大于Hβ譜線對應光子的能量B.Hβ、Hγ譜線分別用于同一套雙縫干涉儀器，屏上觀察到的Hβ譜線的條紋間寬更大C.巴耳末系可見光區的三條譜線中，Hα譜線在水中傳播速度最大D.Hγ譜系的光照射逸出功為4.56eV的鎢，能發生光電效應現象答案BC解析Hα譜線的波長大于Hβ譜線的波長，則Hα譜線的頻率小于Hβ譜線的頻率，根據ε=hν可知，Hα譜線對應光子的能量小于Hβ譜線對應光子的能量，故A錯誤；Hβ、Hγ譜線分別用于同一套雙縫干涉儀器，根據Δx=Ldλ，由于Hβ譜線的波長大于Hγ譜線的波長，則屏上觀察到的Hβ譜線的條紋間寬更大，故B巴耳末系可見光區的三條譜線中，Hα譜線的波長最大，頻率最小，在水中的折射率最小，根據v=cn可知，Hα譜線在水中傳播速度最大，故C由題意可知其中Hα、Hβ、Hγ譜線均在可見光區，可見光的光子能量在1.62eV到3.11eV之間，則Hγ譜系的光子能量一定小于鎢的逸出功，所以Hγ譜系的光照射逸出功為4.56eV的鎢，不能發生光電效應現象，故D錯誤。4.(多選)(2025·浙江金華市三模)一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷過程中發出不同頻率的光，照射圖乙所示的光電管陰極K，只有頻率為νa和νb的光能使它發生光電效應。分別用頻率為νa、νb的兩個光源照射光電管陰極K，測得電流隨電壓變化的圖像如圖丙所示。下列說法正確的是()A.圖甲中，這群氫原子向低能級躍遷一共發出6種不同頻率的光B.圖乙中，用頻率νb的光照射時，將滑片P向右滑動，電流表示數一定增大C.圖丙中，圖線a所表示的光的光子能量為12.09eVD.a光和b光照射K極產生的光電子的德布羅意波長，必有a大于b答案AC解析一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時最多可產生C42=6種光子，故題圖乙中不知道電源正負極，沒辦法判斷在光電管A、K之間加的正向還是反向電壓，所以滑片P向右滑動時，電流變化情況無法判斷，故B錯誤；只有頻率為νa和νb的光能使它發生光電效應，那么這兩種光子必定是n=4能級向n=1能級躍遷和n=3能級向n=1能級躍遷產生的，由題圖丙可知b光的頻率較大，則a光為n=3能級向n=1能級躍遷產生的，所以a光的光子能量Ea=E3-E1=12.09eV，故C正確；由題圖丙可知，遏止電壓Uc2<Uc1，由eUc=Ek，可知b光打出的光電子的最大初動能比a光打出的光電子大，根據p=2mEk，可知b光打出的光電子的最大動量比a光打出的光電子大，根據德布