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 .：.cc-（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r 、5 -------------- 218上离氦核的距离 ▲（选填“近”或“远”当大量He +处在n=4 4 ------------- 左401 ------------- ■百04的激发态时，由于跃迁所发射的谱线有—▲ 条。

2 --------- -116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I ----------------- 54.4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+仁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 656 nm •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 656 nmb.用波长为325 nm 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633 nm 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］⑴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|E n — E m |= h V 和 尸可知，|E n — E m |= h ：，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|E n — E m |= h ：，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 2.25 eV 的钾表面，产生的光电子的最大初动能为_______ eV.nEUV斗 -0.85 3 ----- L512——3.4 113.6（电子电荷量e= 1.60X 10 19C，普朗克常量h = 6.63 X 10 34J s）n E/eV006 --------------------- —0.385 --------------------- —0.544 --------------------- —0.853 --------------------- —1.512 --------------------- —3.401 --------------------- —13.60图2［答案］(2)6.2 x 1014Hz 0.3 eV［解析］⑵本题考查能级、光电效应方程等知识•由跃迁条件可知h v= E4 —E2= (3.40 —0.85 )eV = 4.08 x 10—19 J,解得辐射出的光子的频率为 6.2 x 1014Hz，根据爱因斯坦光电效应方程E k= h v—W,计算可得产生电子的最大初动能为0.3 eV.【2015海南-17】17.模块3-5试题(12分)(1)氢原子基态的能量为巳13.6eV。

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0.96 E1，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n 2跃迁，即频率最小的光子的能量为E min 3.4eV 13.6eV 10eV频率最大的光子能量为0.96 E1，即E n13.6eV 0.96 13.6eV，解得E n 0.54eV即n 5，从n 5 能级开始，共有5 1,5 4,5 3,5 2,4 1,4 2,4 3 , 3 1 , 3 2 , 2 1, 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. 54.4eVE -------------------- 0E4 ------------------- -3.4eVE3----------------------------- -6.0eVE2------------------ -13.6eVE1-54.4eV（10年新课标卷）34.[物理一一选修3-5]（1）（5 分）用频率为V。

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V1、V2、V3的三条谱线，且V3>V1，则_________________ .（填入正确选项前的字母）丄丄丄A 、V o< MB 、V3 V2 V i C、V V i V2 V3 D、V i V2 V3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：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1 ------ * IA.红、蓝、靛B.黄、绿C.红、紫D.蓝一靛、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。

用厶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 , 13.22 eV <E<13.32 eV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）B 、 △ n=2, 13.22 eV <E<13.32 eVC 、 A n=1 , 12.75 eV <E<13.06 eVD 、 △ n=2, 12.75 eV <E<13.06 Ev （07全国卷n ）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 C 、 （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n = 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=l 能级产 生的E.频率最小的光是由n = 2能级跃迁到n=l 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=l 能级辐射出的光照射逸出功为 效应。

6.34 eV 的金属铂能发生光电 （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E 2，氢原子B 处于激发态E 3,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 E 4 D .原子B 能够吸收原子 A 发出的光子并跃迁道能级 E 4（07江苏卷）□子与氢原子核（质子）构成的原子称为卩氢原子 （hydrogenmuon atom ）,它在原子核物理的研究中有重要作用。

图为□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 能级的□氢原子，□氢原子吸收光子后，发出频率为r 1、r 2、 r 4、r 5、和r 6的光，且频率依次增大，则E 等于 A 、h （r 3- r 1 ） B 、 h （r 5+ r 6） C 、h r 3 D 、 （05年广东）（16分）⑴如图9所示，氢原子从n >2的某一能级跃迁到---------------- E 4 "E 3 E 2E 1图1 0n=2r 3、2 --------- -- ------- 1 -6324h r 41 -----------n =2的能级，辐。