氢原子光谱高考试题整理

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656nm.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656nmb．用波长为325nm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633nm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＝cλ可知，|En－Em|＝hcλ，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|＝hcλ，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2.25eV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)nE/eV∞………………06——————－0.385——————－0.544——————－0.853——————－1.512——————－3.401——————－13.60图2[答案](2)6.2×1014Hz0.3eV[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＝4.08×10－19J，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0.3eV.【2015海南-17】17.模块3-5试题（12分）（1）氢原子基态的能量为113.6EeV。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0.961E，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】10eV，10【解析】频率最小的光子是从2n跃迁，即频率最小的光子的能量为min3.413.610EeVeVeV频率最大的光子能量为0.961E，即13.60.9613.6nEeVeV，解得0.54nEeV即5n，从5n能级开始，共有51，54，53，52，41，42，43，31，32，21，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.40.8eVB.43.2eVC.51.0eVD.54.4eVE04E-3.4eV3E-6.0eV2E-13.6eV1E-54.4eV（10年新课标卷）34.[物理——选修3-5](1)(5分)用频率为0v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123vvv、、的三条谱线，且321vvv＞＞，则_______.(填入正确选项前的字母)A、01vv＜B、321vvvC、0123vvvvD、123111vvvnEn/eV0-0.85-1.51-3.4-13.6∞4321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（eV）红橙黄绿蓝—靛紫1.61---2.002.00—2.072.07—2.142.14—2.532.53—2.762.76—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=1，13.22eVE13.32eVB、△n=2，13.22eVE13.32eVC、△n=1，12.75eVE13.06eVD、△n=2，12.75eVE13.06Ev（07全国卷Ⅱ）氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可能发出三种不同波长的辐射光。已知其中的两个波长分别为1和2，且12,则另一个波长可能是A、1+2B、1-2C、1212D、1212（07天津卷）右图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于E4E3E2E1图1ｎ＝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E4D．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（hydrogenmuonatom），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、hг3D、hг4（05年广东）（16分）⑴如图9所示，氢原子从n2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）