高考物理近代物理知识点之原子结构易错题汇编含答案(1)

高考物理近代物理知识点之原子结构易错题汇编含答案(1)

一、选择题

1．氢原子从能量为m E 的较高激发态跃迁到能量为n E 的较低激发态，设真空中的光速为c ，则氢原子 A ．吸收光子的波长为(

)

m n c E E h - B ．辐射光子的波长为

()

m n c E E h

- C ．吸收光子的波长为n

m ch

E E -

D ．辐射光子的波长为

n

m ch

E E -

2．氢原子能级图的一部分如图所示，A 、B 、C 分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出 的光子．其中E

A 表示原子从n=3能级向n=2能级跃迁的能量，E

B 表示原子从n=2能级向 n=1能级跃迁的能量，E

C 表示原子从n=3能级向n=1能级跃迁的能量，则下述关系中正确的是

A ．E A < E

B < E

C B ．E A < E C < E B C ．E C < E B < E A

D ．

E B

3．图甲所示为氢原子能级图，大量处于n =4激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从n =4能级向n =2能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极K 时，电路中有光电流产生，则

A ．改用从n =4能级向n =1能级跃迁时辐射的光，一定能使阴极K 发生光电效应

B ．改用从n =3能级向n =1能级跃迁时辐射的光，不能使阴极K 发生光电效应

C ．改用从n =4能级向n =1能级跃迁时辐射的光照射，逸出光电子的最大初动能不变

D ．入射光的强度增大，逸出光电子的最大初动能也增大 4．下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是 ． A ．γ射线是高速运动的电子流

B ．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大

C ．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变

D ．21083Bi 的半衰期是5天，100克210

83Bi 经过10天后还剩下50克

5．下列说法正确的是（ ）

A ．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构

B ．一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线

C ．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定

D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒 6．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 7．下列说法正确的是：（ ）

A ．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型

B ．贝克勒尔通过对天然放射现象的硏究，发现了原子中存在原子核

C ．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定小于质子数

D ．大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同

8．若用｜E 1｜表示氢原子处于基态时能量的绝对值，处于第n 能级的能量为1

2

n E E n =

，则在下列各能量值中，可能是氢原子从激发态向基态跃迁时辐射出来的能量的是（ ） A ．

114

E B ．

134

E C ．

178

E D ．

11

16

E 9．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

10．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（ ）

A ．甲图中，卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

B ．乙图中，在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C ．丙图中，射线甲由电子组成，射线乙为电磁波，射线丙由α粒子组成

D ．丁图中，链式反应属于轻核聚变

11．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

12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）

A ．

B ．

C ．

D ．

13．氢原子能级图的一部分如图所示，a 、b 、c 分别表示氢原子在不同能级间的三种跃迁途径，设在a 、b 、c 三种跃迁过程中，放出光子的能量和波长分别是E a 、E b 、E c 和λa 、λb 、λc ，则( )

A ．b a c λλλ=+

B ．b a c λλλ=

C ．

1

1

1

b

a

e

λλλ=

+

D ．b a c

E E E =-

14．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E 1=-

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 ．40.8eV

B ．54.4eV

C ．51.0eV

D ．43.2eV

15．关于科学家在电磁学中的贡献，下列说法符合历史事实的是（ ）

A ．库伦测出了元电荷e 的数值

B ．安培提出了电场线和磁感线的概念

C ．奥斯特首先发现了电流的磁效应

D ．洛伦兹提出了分子电流假说

16．下列有关四幅图的说法中，正确的是( )

A ．α粒子散射实验证实了汤姆逊原子枣糕模型的正确性

B ．在光颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大

C ．放射线甲由 α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷

D ．该链式反应属于原子核的聚变反应 17．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

18．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径．利用氢气放电管可以获得氢原子光谱，根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量为1

2

n E E n =

，其中n = 2，3，4…．1885年，巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析，发现这些谱线的波长能够用一个公式表示，这个公式写做

221

1

12

R n λ??=- ???，n = 3，4，5，…．式中R 叫做里德伯常量，这个公式称为巴尔末公式．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则

里德伯常量R 可以表示为（ ） A ．1

2E hc

-

B ．

1

2E hc

C ．1

E hc

-

D ．

1

E hc

19．下列说法正确的是

A ．2341

1120H+H He+n →是α衰变

B ．α粒子散射实验中，极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C ．核反应方程：9412

426Be+He C+x →中的x 为质子

D ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过3.8天后就一定只剩下2个氡原子核 20．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

21．了解科学家发现物理规律的过程，学会像科学家那样观察和思考，往往比掌握知识本身更重要，以下符合物理发展史实的是

A ．汤姆孙通过对天然放射性现象的研究发现了电子

B ．玻尔进行了α粒子散射实验并提出了著名的原子核式模型

C ．约里奥·居里夫妇用α粒子轰击金属铍并发现了中子

D ．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在 22．一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

23．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147N 获得反冲核17

8O ，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 24．下列论述中不正确的是（ ）

A ．天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的

B ．α粒子散射实验的结果表明了原子核内部是有复杂的结构的

C ．汤姆生发现电子表明原子内部是有复杂的结构的

D ．α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础

25．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 +-

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【详解】

由玻尔理论的跃迁假设知，氢原子由较高的能级向较低的能级跃迁时辐射光子，由

m n hv E E =-可得：

m n

E E v h

-=

又由c

v

λ=

得辐射光子的波长为： m n

ch

E E λ=

-

A ．与分析不符，故A 错误；

B ．与分析不符，故B 错误；

C ．与分析不符，故C 错误；

D ．与分析相符，故D 正确； 故选D 。

2．A

解析：A 【解析】 【分析】 【详解】

从n=3能级向n=1能级跃迁的能量为E C =13.61-1.51eV=12.1eV ，从n=2能级向n=1能级跃迁的能量E B =13.61-3.40eV=10.21eV ，从n=3能级向n=2能级跃迁的能量E A =3.40-1.51eV=1.89eV ．所以E A ＜E B ＜E C ．故A 正确，BCD 错误．故选A ．

3．A

解析：A 【解析】

在跃迁的过程中释放或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，

420.85eV ( 3.40) 2.55eV=h E ν?=---=，此种光的频率大于金属的极限频率，故发生了

光电效应.A 、41410.85eV (13.6)12.75eV>E E ?=---=?,同样光的频率大于金属的极限频率，故一定发生了光电效应，则A 正确.B 、

31411.51eV (13.6)12.09eV>E E ?=---=?，也能让金属发生光电效应，则B 错误；C 、

由光电效应方程0km E h W ν=-，入射光的频率变大，飞出的光电子的最大初动能也变大，故C 错误；D 、由0km E h W ν=-知光电子的最大初动能由入射光的频率和金属的逸出功决定，而与入射光的光强无关，则D 错误；故选A.

【点睛】波尔的能级跃迁和光电效应规律的结合；掌握跃迁公式m n E E E ?=-，光的频率

E h ν=，光电效应方程0km E h W ν=-. 4．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

射线是光子流，所以A 错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，故B 正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C 错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，所以D 错误．故选B ．

5．D

解析：D 【解析】 【分析】 【详解】

A ．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故A 错误；

B ．一群处于n =4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生246

C =种谱线，故B 错误； C ．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C 错误；

D ．在核反应中，质量数和电荷数都守恒，故D 正确。 故选D 。

6．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 。

7．D

解析：D 【解析】 【详解】

A 、汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了核式结构模型，故选项A 错误；

B 、贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，粒子散射实验说明原子中存在原子核，故选项B 错误；

C 、原子核由质子和中子构成，但原子核内质子数与中子数不一定相等，中子数不一定小于质子数，故选项C 错误；

D 、氢原子处于基态，被一束单色光照射，先吸收能量，向高能级跃迁，然后又从高能级向低能级跃迁，放出能量，发出多种频率的光子，其中从激发态跃迁到基态发出的光子的频率与入射光频率相同，故选项D 正确。

8．B

解析：B 【解析】 【详解】

处于第二能级的能量

1

24

E E =-

则向基态跃迁时辐射的能量

134

E E ?=

处于第三能级的能量

1

39

E E =-

则向基态跃迁时辐射的能量

189

E E ?=

处于第4能级的能量为

1

416

E E =-

向基态跃迁时辐射的能量

11516

E E ?=

故选B ． 【点睛】

解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，即

m n E E h ν-=．

9．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．

10．B

解析：B 【解析】 【分析】 【详解】

A ．卢瑟福通过分析α散射实验结果，得出原子的核式结构模型，故A 错误；

B ．图中在光的颜色保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，故B 正确；

C ．根据左手定则可得，射线甲是α粒子，射线乙为电磁波，射线丙是β由电子组成，故C 错误；

D ．丁图中的链式反应属于重核的裂变，故D 错误； 故选B 。

11．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

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 。

12．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

A ．该实验是α粒子散射实验，该实验揭示了原子的核式结构模型，A 错误；

B ．该实验是双缝干涉实验，该实验揭示了光具有波动性，B 错误；

C ．该实验是光电效应现象的实验，该实验揭示了光具有粒子性，C 正确；

D ．该实验是放射性现象的实验，从而得出αβγ、、射线的性质，D 错误。 故选C 。

13．C

解析：C 【解析】 【分析】

根据吸收或辐射光子的能量等于两能级间的能级差，来判断光子的能量a b c E E E 、、的关系

和波长入a b c λλλ、、的关系． 【详解】

因为m n E E hv -=，知b a c +E E E =， 所以：

b

a

c

hc

hc

hc

λλλ=+

即：

b a c

1

1

1

λλλ=

+

．

A ．b a c λλλ=+，与分析结果不符，故A 错误；

B ．b a c λλλ=，与分析结果不符，故B 错误；

C ．

1

1

1

b

a

e

λλλ=

+

，与分析结果相符，故C 正确；

D ．b a c

E E E =-，与分析结果不符，故D 错误． 【点睛】

本题主要考查氢原子的能级公式及跃迁，较为简单．

14．D

解析：D

【分析】

【详解】

A．根据量子理论可以知道，处于基态的离子在吸收光子能量时是成份吸收的，不能积累的．因此当其它能级和基态能量差和光子能量相等时，该光子才能被吸收．由能级示意图可知：第2能级和基态能级差为：

△E1=E2-E1=-13.6-（-54.4）=40.8eV

故A选项中光子能量能被吸收，故A错误；

B．当光子能量大于等于基态能量时，将被处于基态离子吸收并能使其电离，故选项B中的光子能量能被吸收，故B错误；

C．第4能级和基态能级差为：

△E2=E4-E1=-3.4-（-54.4）=51.0eV

故C选项中光子能量能被吸收，故C错误；

D．没有能级之间的能量差和D中光子能量相等，故D正确；

故选D．

15．C

解析：C

【解析】

【分析】

【详解】

A．密立根测出了元电荷e的数值，故A错误；

B．法拉第提出了电场线和磁感线的概念，故B错误；

C．奥斯特首先发现了电流的磁效应，故C正确；

D．安培提出了分子电流假说，故D错误。

故选C。

16．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A．α粒子散射实验否定了汤姆逊原子枣糕模型，确立了原子的核式结构模型，故A错误；

B．在光频率保持不变的情况下，入射光越强，饱和光电流越大，故B正确；

C．根据左手定则可知放射线丙由α粒子组成，每个粒子带两个单位正电荷，故C错误；D．链式反应属于原子核的裂变反应，故D错误。

故选B。

17．A

解析：A

【解析】

【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 。

18．C

解析：C 【解析】 【分析】 【详解】

若n ＞m ，由n→m 跃迁，释放光子，则112

2 E E hv n m -＝，因为v ＝ c λ

，则E 1(22

11 n m -)＝h c λ，由h c

λ

=hcR （22

1

1

2n -

），得-E 1=hcR ，解得里德伯常量R=?1E hc

．故选C ． 【点睛】

解决本题的关键知道辐射或吸收的光子能量等于两能级间的能级差，知道光子频率与波长的关系，并能灵活运用．

19．B

解析：B 【解析】 【详解】

A. 2341

1120H+H He+n →是聚变方程，A 错误。

B. 卢瑟福提出的核式结构模型的依据就是α粒子散射实验的现象，B 正确。

C. 跟据质量数守恒电荷数守恒，可得x 为中子，C 错误。

D. 半衰期是对大量样本的统计规律，对4个不适用，D 错误。

20．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；

21．D

解析：D

【详解】

A、汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，故A错误；

B、卢瑟福通过α粒子的散射实验，提出了原子核式结构学说，故B错误；

C、居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，故C错误；

D、卢瑟福用α粒子轰击氦原子核发现了质子，并预言了中子的存在，原子核是由质子和中子组成的，故D正确；

故选D．

【点睛】

汤姆生发现电子，卢瑟福提出了原子核式结构学说．居里夫人过对天然放射性的研究，发现了两种放射性新元素镭和钋，查德威克用α粒子轰击金属铍并发现了中子，卢瑟福预言了原子核是由质子和中子组成的．

22．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。

23．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14

7N获得反冲核17

8

O，414171

2781

He+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.

24．B

解析：B

【解析】

【分析】

【详解】

A. 贝克勒尔发现天然放射性现象表明了原子核内部是有复杂的结构的，故A正确；

B. α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，没有揭示原子核内部的情况，故B错误；

C. 汤姆生通过阴极射线的研究发现了电子，表明原子内部是有复杂的结构的，故C正确；

D. α粒子散射实验是原子核式结构模型的实验基础，故D 正确。 故选B 。

25．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 。