高中物理考题精选（122）——能级
1、氢原子能级如图所示，一群处于第4能级的氢原子在跃迁时能够发出种频率的光，已知金属钛的逸出功为4．1 eV，则用这些光照射金属钛时能打出光电子的有种，其中打出的
光电子的初动能最大的是eV：
答案 6 、 3 、8.65
2、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尔末系。若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有两条属于巴尔末系，则这群氢原子自发跃迁时最多可能发出多少条不同频率的谱线（）
A.2
B.5
C.4
D.6
答案 D
3、如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（）
A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短
B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
D．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能
答案CD
4、如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，一共可以辐射出6种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子，则()
产生的4激发态跃迁到基态时种光子中波长最长的是A．6n＝2种属于巴耳末系．B6种光子中有的能量4能级的氢原子电离至少要0.85eVnC．使＝能级跃迁到3能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应，则从2n＝＝．若从Dn 能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应＝n2- 1 -
E．在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级释放的光子康普顿效应最明显答案BCE
h，得6种光子中由n＝4到－E1＝n＝1的能量差最大，波长最短，所以A[解析]由E4项错误。由巴耳末系的定义，知在6种光子中只有n＝4跃迁到n＝2和n＝3跃迁到n＝2释放的光子属巴耳末系，B项正确。由E∞－E4＝0－(－0.85eV)＝0.85eV，所以要使n＝4能级的氢原子电离至少需0.85eV的能量，C项正确。因为E2－E1＝10.2eV＝hν1，E3－E2＝1.89eV＝hν2，所以ν1>ν2，故D项错。在6种光子中，从n＝4能级跃迁到n＝1能级时释放的光子的能量最大，则光子的波长最短，康普顿效应最明显，故E项正确。
5、氢原子的能级图如图所示，
处于n＝3激发态的大量氢原子向基态跃迁时所放出的光子中，只有一种光子不能使某金属A产生光电效应，则下列说法正确的是()
A．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的
B．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到n＝2激发态时放出的C．若从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应
D．金属A逸出功一定大于1.89 eV
答案BCD 解析：大量处于第3能级的氢原子向基态跃迁时，共可辐射出3种频率的光，其中当原子从第3能级向第2能级跃迁时释放的光子能量最小，其大小为E32＝E3－E2＝1.89 eV，因为该光子不能使金属A产生光电效应，所以金属A的逸出功W一定大于1.89 eV，选项A错误，B、D正确；若从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态，所放出的光子能量为E43＝E4－E3＝0.66 eV<1.89 eV 6、氢原子处于基态时，原子的能量为E1＝－13.6 eV，当处于n＝3的激发态时，能量为E3＝－1.51 eV，则： (1)当氢原子从n＝3的激发态跃迁到n＝1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？ (2)若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？ (3)若有大量的氢原子处于n＝3的激发态，则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子？- 2 - 答案解析：(1)由跃迁公式得：hν＝E3－E1① ＝②ν由①②代入数据得：λ＝1.03×10－7m. (2)若要将基态原子电离：hν＝0－E1， 代入数据得ν＝3.3×1015Hz. ＝＝3种．(3)光子种数N＝C答案：(1)1.03×10－7m(2)3.3×1015 Hz(3)3种 7、紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE1和ΔE2，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是() A．两次均向高能级跃迁，且|ΔE1|＞|ΔE2| B．两次均向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2| C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|＜|ΔE2| D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE1|＞|ΔE2| 答案解析：原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收|ΔE1|，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故|ΔE1|＞|ΔE2|，D正确． 答案：D 8、如图为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子() A．从n＝4能级跃迁到n＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出电磁波的波长长B．从n＝5能级跃迁到n＝1能级比从n＝5能级跃迁到n＝4能级辐射出电磁波的速度大 C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量 h，则从n＝4能级跃迁到＝En解析：根据Em－＝hν＝h可得λnA 答案 ＝3能级比从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出的电磁波的波长要长，故A选项正确；由于电磁波在空气中的传播速度都是相同的，接近光速，故B选项错误；根据氢原子的电子云图可知，处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是不一样的，故C选项错误；从高能级向- 3 - 低能级跃迁时，原子一定向外以光子的形式释放能量，故D选项错误． 9、氢原子放出一个光子后，根据玻尔理论，氢原子的( ) A．核外电子的电势能增大 B．核外电子的动能增大 C．核外电子的转动周期变大 D．氢原子能量增大 答案解析：据玻尔理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态才辐射出光子，反之会吸收光子，所以D错 误． k据玻尔理论，氢原子放出一个光子后，核外电子进入低能级轨道运行，半径变小，由＝ m知，随r变小，电子线速度变大，电子的动能增大，所以B正 确． ＝知，r变小，线速度v变大，所以TT变小，C错误．由当电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道时，电场力做正功，所以电子电势能变小，A错误．应选B. 答案：B 10、如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是3.34ev，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是_____(填正确答案标号) 态跃迁时发射的光照射锌板一定不A、用氢原子从高能级向基能产生光电效应种不原子向基态跃迁时，能放出3、一群处于n=3能级的氢B 同频率的光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n=3C、一群处于8.75eV 的最大初动能为 D的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态．用能量为的光子照射，可使处于基态的氢原子电离、用能量为14.0eVEBCE 答案 分析：氢原子从高能级向低能级跃迁多余的能力将以光子的形式辐射出，而氢原子从高能级 所以锌远大于锌的逸出功，跃迁到基态辐射光子能量最小值为，能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子n=3错。一群处于板一定可以发生光电效应。选项A 一部分克服逸出功，对。选项数目为B氢原子跃迁辐射光子能力使锌板发生光电效应，- 4 - 能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大多余部分以动能形式随光电子逸出。一群处于n=3 为服逸最大动能即为出功后剩余能量的为，克 氢原子会当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，对。选项C ，而且有不跃迁到对应的高能级上去。由于没有任何一个高能级与基态的能级差等于 的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量14.0eV迁，选项D错。用能量为对。考点：光电效应转化为电离后的动能选项E 轨道上比处在He+）的能级图如图所示。电子处在n =311、根据玻尔原子结构理论，氦离子（的激发态He+处在n =4轨道上离氦核的距离（选填“近”n =5或“远”）。当大量时，由于跃迁所发射的谱线有条。 答案近 6 根据轨道的能级低。轨道上的能级比n =5 （2）从图上可知n =3 轨道上的电子n=3玻尔原子结构理论：离核越近，能级越低可知的发射光子的种类为：激发态的He+离氦核的距离近。处于第4 种。 ）12、下列说法正确的是（跃迁到基态发出的光子刚好能若氢原子核外电子从激发态n=3A.跃迁到基态发出的光子一定能使该金属发生光电效使某金属发生光电效应，则从激发态n=2 应粒子轰年用аа粒子打击金箔得出了原子的核式结构模型，在1919B.英籍物理学家卢瑟福用击氮核打出了两种粒子，测出了它们的质量和电量，证明了原子核内部是由质子和中子组成的任何原子核在衰变过程中质量数和电荷数都守恒C. 光子除了具有能量外还具有动量D.CD 答案 跃迁到基态发出的光子刚好能使某金属发生光电效应，n=3分析：氢原子核外电子从激发态跃迁到基态发出的光子能量较低，频n=2则光子频率恰好等于该金属的极限频率，从激发态粒子轰击аA错误；卢瑟福提出原子的核式结构模型，率较低，不会使该金属发生光电效应，错误；B 氮核打出了质子，并提出原子核由质子和中子构成，查德威克在实验中发现了中子，D正确。核反应过程中质量数和电荷数守恒，C正确；光子具有能量和动量， ) 13、下列判断正确的是( 的光子照射激发，可用．处于基态的氢原子的能量为－13.6 eV102 eVA 是发生核反应中释放的核能中的EEB．爱因斯坦提出的质能方程＝mc2 ．在光电效应中，如将单色光的光强减弱，则光电子的最大初动能会减少C 衰变而产生次经过2β D. 94239Pu可由铀92239U的光子13.6 eV13.6 eV解析：处于基态的氢原子的能量为－ 答案AD ，只要用大于 - 5 - 照射就可激发，所以用102 eV的光子照射能够激发，A对；爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2，
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