高考物理近代物理知识点之原子结构知识点总复习有答案(1)
高考物理近代物理知识点之原子结构知识点总复习有答案(1)
一、选择题
1．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )
A．13.6eV B．12.09eV C．10.2eV D．3.4eV
2．一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级，该氢原子（）
A．放出光子，能量增加
B．放出光子，能量减少
C．吸收光子，能量增加
D．吸收光子，能量减少
3．如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:
A．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型B．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强
C．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D．铀235只要俘获中子就能进行链式反应
4．一个氢原子从量子数n=2的能级跃迁到量子数n=3的能级，该氢原子
A．吸收光子，能量增加B．放出光子，能量减少
C．放出光子，能量增加D．吸收光子，能量减少
5．下列说法符合物理学事实的是（）
A．伽利略最早证明了行星公转的轨道是椭圆
B．牛顿将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”
C．法拉第在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应
D．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
6．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规律认识错误
．．的是（）
A ．用能量为14.0eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子电离
B ．一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射的光中，有3种不同频率的光能使锌发生光电效应
C ．一群处于n=3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的最大初动能为8.75eV
D ．用能量为10.21eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 7．关于近代物理学，下列说法正确的是( )
A ．查德威克发现质子的核反应方程为414171
2781He N O H +→+
B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小
D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量 8．下列叙述中不正确的是（ ）
A ．光的粒子性被光电效应和康普顿效应所证实
B ．玻尔建立了量子理论，成功解释了所有原子发光现象
C ．在光的干涉现象中，干涉亮条纹部分是光子到达几率大的地方
D ．宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性
9．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中 ① ② ③ 三种跃迁方式对应的光谱线分别为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ ，下列 A 、B 、C 、D 光谱图中，与上述三种跃迁方式对应的光谱图应当是下图中的（图中下方的数值和短线是波长的标尺）
A ．
B ．
C ．
D ．
10．根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是（ ） A ．在原子核中，比结合能越大表示原子核中的核子结合的越牢固
B ．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV ，则动能等于
12.09eV 的另一个氢原子与这个氢原子发生正碰，可以使这个原来静止并处于基态的氢原子跃迁到该激发态
C ．相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大
D ．铀核23892(U)衰变为铅核206
82(Pb)的过程中，中子数减少21个
11．下列说法正确的是( )
A ．α粒子散射实验的结果证明原子核是由质子和中子组成的
B ．比结合能越大，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定
C ．核力是短程力，其表现一定为吸引力
D ．质子、中子、α粒子的质量分别为1m 、2m 、3m ，由2个质子和2个中子结合成一个
α粒子，释放的能量是()2123m m m c +-
12．下列叙述中符合史实的是
A ．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱
B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构
C ．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设
D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构
13．可见光光子的能量在1. 61～3.10 eV 范围内。若氢原子从高能级跃迁到量子数为n 的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n 为( )
A ．1
B ．2
C ．3
D ．4
14．如图所示为氢原子能级图以及从n =3、4、5、6能级跃迁到2n =能级时辐射的四条谱
线，下列叙述正确的是（）
H对应的光子能量最大
A．四条谱线中α
H对应的光的频率最大
B．四条谱线中α
C．用能量为12.75eV的光子照射基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=3的激发态上D．大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种频率不同的光子15．卢瑟福利用 粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是
A．B．
C．D．
16．关于下列四幅图说法不正确的是（）
A．
原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径可以是任意的
B．
光电效应实验说明了光具有粒子性
C．
电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性
D．
发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围17．汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是()
A．可能大于或等于7.7 eV
B．可能大于或等于8.8 eV
C．一定等于7.7 eV
D．包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种
18．使某种金属X发生光电效应所需的光子最小的能量为2.60eV.已知一群氢原子处于量子数n=3的激发态，其能级如图所示.这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光.那么，若用这些氢原子辐射的光照射这种金属X，能够使这种金属X发生光电效应的不同频率的光有（）
A．一种B．两种C．三种D．四种
19．一个氢原子从基态跃迁到n=2的激发态。该氢原子（）
A．吸收光子，能量增加B．吸收光子，能量减少
C．放出光子，能量增加D．放出光子，能量减少
20．氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632 8 μm，λ2=3.39
μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96 eV的两个能级之间跃迁产生的．用ΔE2表示产生波长为λ2的激光所对应的跃迁的能级间隔，则ΔE2的近似值为A．10.50 eV B．0.98 eV C．0.53 eV D．0.37 eV
21．氢原子能级如图所示，则下列说法正确的是
A．氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，动能也越大
B．用动能为12.3eV的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n=2的能级C．用光子能量为12.3eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n=2的能级
D．用光子能量为1.75eV的可见光照射大量处于n=3能级的氢原子时，氢原子不能发生电离
22．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（）
A．汤姆孙发现了电子，并提出了“原子的核式结构模型”
B．卢瑟福用α粒子轰击14
7N获得反冲核17
8
O，发现了质子
C．查德威克发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．普朗克提出的“光子说”成功解释了光电效应
23．氢原子能级示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向 n＝2 的能级跃迁时辐射出光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出光b，光a和b都是可见光，则
A．光a的频率小于光b的频率
B．从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C．n=1能级的氢原子吸收14 eV的光子后将电离
D．n＝2能级的氢原子吸收10.2 eV的光子可跃迁到n=1能级
24．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是
A．α粒子的散射实验B．对阴极射线的研究
C．天然放射性现象的发现D．质子的发现
25．下列叙述中符合物理学史的有（）
A．汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子核是可以再分的
C．法国物理学家库仑测出元电荷e的电荷量
D．玻尔提出的原子模型，彻底否定了卢瑟福的原子核式结构模型
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一、选择题
1．B
解析：B
【分析】 【详解】
受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，知跃迁到第3能级，则吸收的光子能量为△E =-1.51+13.6eV=12.09eV ． 故B 正确，ABC 错误． 故选B ．
2．B
解析：B 【解析】 【分析】
本题考查氢原子的能级公式和跃迁，根据从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，能量增加分析解答． 【详解】
一个氢原子从3n =能级跃迁到2n =能级，即从高能级向低能级跃迁，释放光子，能量减少，故选项B 正确．
3．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A 正确；
B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，贯穿能力最强，故B 错误；
C ．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C 错误;
D ．链式反应需要达到临界体积才可以，故D 错误； 故选A ．
4．A
解析：A 【解析】 【分析】
氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光子，能量增加；从高能级向低能级跃迁要放出光子，能量减少. 【详解】
一个氢原子在一个定态具有的能量是电子圆周运动的动能和势能之和，能量为1
2
E E n =
，113.6eV E =-，可知量子数越大，能量越高，故氢原子从低能级向高能级跃迁要吸收光
子，而能量增加；故选A.
本题考查了原子核式结构模型和原子的跃迁；能量变化可类比人造卫星的变轨原理.
5．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．开普勒最早证明了行星公转轨道是椭圆，故A 错误；
B ．看必修1P68牛顿头像下面一段话，无论是亚里士多德那里还是伽利略和笛卡尔那里，都没有力的概念。牛顿的高明之处在于他将物体间复杂多样的相互作用抽象为“力”，故B 正确；
C ．奥斯特在实验中将导线南北放置发现了电流的磁效应，故C 错误；
D ．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故D 错误。 故选B 。
6．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．用能量为14.0eV 的光子照射，氢原子可以从基态跃迁到无穷远，多余的能量转化为电离后的动能，故A 正确．
B ．一群处于n =4能级的氢原子向基态跃迁时，辐射光子种类数目为6种，其中有3种光子能量大于3.34eV ，故B 正确．
C ．氢原子跃迁辐射光子能使锌板发生光电效应，一部分克服逸出功，多余部分以动能形式随光电子逸出．一群处于n =3能级的氢原子向基态跃迁时辐射光子最大能量为12.09eV ，克服逸出功后剩余的最大动能为8.75eV ，故C 正确．
D ．当氢原子吸收的光子能量刚好等于能级差时，氢原子会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10.21eV ，而且又不足以跃迁到无穷远发生电离，所以用能量为10.21eV 的光子照射，不能使处于基态的氢原子跃迁，故D 错误．
7．D
解析：D 【解析】
A 项：414161
2781He N O H +→+是卢瑟福发现质子的核反应方程，故A 错误；
B 项：爱因斯坦光电效应方程0k E h W ν=-可知，光电子的最大初动能与入射光的频率为
一次函数关系，并不成正比，故B 错误；
C 项：电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小，由22
2kQ v m r r
=可
知，半径越小，动能越大，故C 错误；
D 项：光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光
子除了具有能量外，还具有动量，故D 正确．
8．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故A 正确；
B ．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，成功地解释了氢原子光谱的分列特征，并没有成功解释了各种原子发光现象，故B 错误；
C ．根据波粒二象性可知，干涉条纹亮的地方就是光子到达概率大的地方，故C 正确；
D ．根据h
p
λ=，可知宏观物体的物质波波长非常小，不易观察到它的波动性，故D 正确；
不正确的故选B 。
9．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
由波尔的氢原子光谱原理可知由第四能级向基态跃迁的释放的光子的能量最大，三到基态的能量次之，二能级到基态的能量最小；由光子的能量公式c
h h ενλ
==可知能量越大波
长越短，因此① ② ③的波长依次减少，Ａ符合题意
10．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A ．在原子核中，比结合能越大，原子核中的核子结合的越牢固，故A 正确；
B ．已知氢原子从基态跃迁到某一激发态需要吸收的能量为12.09eV ，用动能等于12.09eV 的另一个氢原子与这个静止的氢原子发生正碰，只能有部分的能量被吸收，不能从基态跃迁到该激发态，故B 错误；
C ．根据km 0E h W ν=-知，频率相同，从金属表面逸出的光电子最大初动能越大，金属的逸出功越小，故C 错误；
D ．铀核23892(U)衰变为铅核206
82(Pb)的过程中，质子数少10，质量数少32，则中子数少
22，故D 错误。 故选A 。
11．B
解析：B 【解析】 【详解】
A ．α粒子散射实验的结果使卢瑟福根据它提出了原子的核式结构模型，故A 错误；
B ．比结合能是衡量原子核结构是否牢固的指标，它越大原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定；故B 正确；
C ．核力是短程力，其作用的范围是1510m -，其表现既有吸引力也有排斥力，故C 错误；
D ．2个质子和2个中子结合成1个α粒子，根据质能方程知：
()2212322E mc m m m c ?=?=+-
故D 错误。 故选B 。
12．A
解析：A 【解析】
玻尔理论提出了原子的能级假设，能很好地解释氢原子光谱；故A 正确．汤姆生发现电子，表明原子具有复杂结构，查德威克通过实验证实了中子的存在；故B 错误．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子核式结构模型；故C 错误．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构．故D 错误．故选A ．
点睛：对于物理学史上重大发现，可根据时代背景、年代、发现或发明的内容、发现过程、意义等角度进行记忆．
13．B
解析：B
【解析】根据能级图可有：当n=1时，E 2-E 1=10.20eV 是最小的光子能量，大于3.10eV ，所以n=1不可能；如果n=3时，E 3=-1.51eV ，则从n=∞到n=3的跃迁时发出的光子能量是最大，也小于1.61eV ，所以，n=3也不可能，n=∞到n=4的跃迁时发出的光子能量为0.85eV ，不在可见光范围内；则剩下只有n=2才满足条件。故选项ACD 错误，B 正确。故选B 。
14．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故氢原子从n =6能级跃迁到n =2能级时辐射光子的频率最大，即δH 对应的光子能量和光的频率最大，故AB 错误； C ．氢原子的能级图得到，n =4的激发态与基态的能级差为
()410.85eV 13.6eV 12.75eV E E E ?=-=---=
所以用能量为12.75eV 的光子照射基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n =4的激发态上去，故C 错误；
D ．大量处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生2
3C 3=种频率不同的光子，故
D 正确。 故选D 。
15．D
解析：D 【解析】
卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验结果是越靠近原子核的偏转角度越大，ACD 错误、B 正确．故选B ．
16．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据波尔理论，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是不连续的．故A 错误；
B ．如果用波动性解释那么照射的光越强，照射的时间越长，吸收的能量就越多，电子就能溢出，但实验结果只能是某个范围的波长才能产生光电效应，而光粒子就可以从照射光频率这个角度解释为什么在某些波长才能产生光电效应．光电效应实验说明了光具有粒子性．故B 正确；
C ．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性．故C 正确；
D ．α粒子轰击金箔的实验中，发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围．故D 正确． 本题选择不正确的，故选A ．
17．C
解析：C 【解析】 【分析】
电子由高能级向低能级跃迁时，可以跃迁到任何一个低能级，每一种跃迁都伴随着一种频率的光子，即释放一种单色光． 【详解】
只发出三种不同频率的单色光，说明单色光照射后的汞原子处于第三能级，汞原子吸收的光子能量为：31E 7.7eV E -=，C 正确；ABD 错误；
18．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
氢原子处于量子数n ＝3的激发态时，它能够向外辐射三种频率的光，一是由n ＝3到n ＝
2，光子的能量为
E 1=3.40eV －1.51eV=1.89eV
二是由n ＝3到n ＝1，光子的能量为
E 2=13.60eV －1.51eV=12.09eV
三是由n ＝2到n ＝1，光子的能量为
E 3=13.60eV －3.40eV=10.20eV
这三种光的能量能够大于2.60eV 的只有两种，故能够使这种金属X 发生光电效应的有几种不同频率的光有两种，故B 正确ACD 错误． 故选B 。
19．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
一个氢原子从基态跃迁到n =2的激发态，即从低能级向高能级跃迁，需要吸收光子，能量增加，故A 正确，BCD 错误。 故选A 。
20．D
解析：D 【解析】
氦氖激光器能产生三种波长的激光，其中两种波长分别为λ1=0.632 8 μm ，λ2=3.39 μm ． 辐射光子的能量与能级差存在这样的关系△E=hc
λ
，△E 1=
1
hc
λ，△E 2=
2
hc
λ，
联立两式得，△E 2=0.37eV ． 故D 正确，ABC 错误．故选D ．
21．B
解析：B 【解析】 【详解】
根据玻尔理论，氢原子能级越高原子的能量越大，电子绕核运动的轨道半径越大，根据
22
2e v k m r r
= 可知动能越小，选项A 错误；因12.3eV 大于n =1和n =2之间的能级差10.2eV ，则用动能为12.3eV 的电子射向一群处于基态的氢原子，原子有可能跃迁到n =2的能级，选项B 正确；因12.3eV 不等于n =1和n =2之间的能级差，则用光子能量为12.3eV 的光照射一群处于基态的氢原子，光子不能被氢原子吸收，则氢原子不能跃迁到n =2的能级，选项C 错误；用光子能量为1.75eV 的可见光照射大量处于n =3能级的氢原子时，氢原子能发生电离，选项D 错误.
22．B
解析：B
【解析】 【详解】
A. 汤姆孙发现了电子，卢瑟福提出了“原子的核式结构模型”，选项A 错误；
B. 卢瑟福用α粒子轰击147N 获得反冲核178O ，414171
2781He+N O H →+，发现了质子，选项
B 正确；
C. 贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，选项C 错误；
D. 爱因斯坦提出的“光子说”成功解释了光电效应，选项D 错误.
23．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．根据跃迁规律可知从4n =向2n =跃迁时辐射光子的能量大于从3n =向2n =跃迁时辐射光子的能量，则可见光a 的光子能量大于b ，所以a 的频率大于b 的频率，A 错误．
B ．根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从4n =的能级向3n =的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a 光子的能量，不可能为紫外线，B 错误；
C ．因为基态氢原子能量为-13.6eV ，所以n=1能级的氢原子可以吸收14 eV 的光子后将电离，C 正确．
D ．氢原子吸收光子后，会跃迁到高能级，所以不可能从2能级跃迁到1能级，D 错误．
24．A
解析：A 【解析】
卢瑟福提出原子的核式结构模型是根据a 粒子的散射实验提出来的，A 正确．
25．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A. 汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子，选项A 正确；
B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，得出了原子的核式结构理论，选项B 错误；
C. 密立根测出元电荷e 的电荷量，选项C 错误；
D. 玻尔提出的原子模型，没有否定卢瑟福的原子核式结构模型，选项D 错误。 故选A 。