高考物理专题复习：原子结构专题
原子结构专题
一、多选题
1．如图为波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发状态，当他们自发的跃到较低能级时，以下说法正确的有（）。
A. 电子轨道半径减小，动能增大
B. 可发出连续不断的光谱线
C. 由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最高
D. 由n=4跃迁到n=1时发出光子的波长最长
【答案】AC
【解析】（1）当氢原子中电子从高能级向低能级跃迁时，电子轨道半径变小，跃迁过程中，原子核对电子的库仑力做正功，根据动能定理，电子动能增大，A正确；
（2）根据玻尔理论，原子能量是量子化的，故原子中电子跃迁时，能级差也是量子化的，
只能是一些特定的数值，根据，发光频率也只能是一些特定的频率，故不能产生连续谱，而是线状谱，B错误；
（3）电子由n=4跃迁到n=1时，能级差最大，根据，产生的光子频率最高，波长最
短，C正确，D错误。
故本题选AC
2．下列说法正确的是
A. 卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型
B. 大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射2种频率的光子
C. α粒子的穿透本领比β射线强
D. 光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应
【答案】AD
【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A正确；大量处于
n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射种频率的光子，选项B错误；α粒子
的穿透本领比β射线弱，选项C错误；光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应，选项D正确；故选AD.
3．如图4为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分
别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是
A. 相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少
B. 放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少
C. 相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些
D. 放在C、D位置时屏上观察不到闪光
【答案】BC
【解析】放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多。说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷。故A错误；放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少。说明很少很少射线发生大角度的偏折。故B正确；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少。说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小。故C正确；放在CD位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。说明极少数射线较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大。故D错误。故选BC。
4．关于α粒子散射实验和原子结构模型，下列说法正确的是
A. α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”
B. 卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验
C. 少数α粒子发生大角度散射是因为受到很强的引力作用
D. 大多数α粒子不发生偏转的原因是正电荷均匀分布在原子内
【答案】AB
【解析】A：α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故A项正确。
B：卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验，故B项正确。
C：原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，少数α粒子运动过程中靠近原子核时会受到很强的库仑斥力作用发生大角度偏转。故C项错误。
D：绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变。故D项错误。
5．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的离子，其能能级示意图如图所示，当分别用能量均为的电子和光子作用于处在基态的氦离子时（）
A. 当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时可能辐射能量为的光子
B. 当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时一定不能辐射能量为的光子
C. 当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时可能辐射能量为的光子
D. 当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时一定不能辐射能量为的光子【答案】BC
【解析】AB、当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时，能量为
，不能跃迁，一定不能辐射能量为的光子，故A错误，B 正确；
CD、当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时，基态的氦离子吸收部分的电子能量，能跃迁到第二能级，可以辐射能量为的光子，故C正确，D错误；
故选BC。
6．关于光谱，下列说法正确的是
A. 发射光谱一定是连续谱
B. 利用线状谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分
C. 各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的
D. 太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元索
【答案】BC
【解析】A项：发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A错误；
B、C项：各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光谱线来确定和鉴别物质，对此称为光谱分析，故B、C正确；
D项：太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故D 错误。
点晴：原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成。
7．关于原子光谱，下列说法中正确的是
A. 稀薄气体发光的光谱只有几条分立的亮线
B. 稀薄气体发光的光谱是一条连续的彩带
C. 不同原子的光谱线不同
D. 利用光谱分析可以确定物质的化学成份
【答案】ACD
【解析】AB：稀薄气体发光的光谱只有几条分立的亮线，是明线光谱。故A项正确，B项错误。
C：同一种原子的明线谱和吸收谱谱线位置相同，不同原子的光谱线不同。故C项正确。D：不同原子的光谱线不同，利用光谱分析可以确定物质的化学成份。故D项正确。
点睛：炽热的固体、液体及高压气体发光产生的光谱一般是连续谱，稀薄气体发光产生的光谱多为明线光谱，白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱。原子的发射光谱和吸收光谱都是线状谱，同一种原子，线状谱的位置相同。
8．处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到能级,然后发出光线。已知普朗克常量,则
A. 该外来单色光的能量为
B. 该氢原子发射的所有谱线中,最长的波长为
C. 该氢原子发射的所有谱线中,最短波长的光子动量为
D. 该氢原子发射的光照射逸出功为的金属锌,最大光电子动能约为
【答案】BCD
【解析】（1）根据跃迁理论，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到能级，需要吸收的能量为= -0.54-(-13.6)eV=13.06eV，A错误；
（2）波长最长的谱线来自第5能级向第4能级的跃迁，根据，解得：，B正确；
（3）波长最短的谱线来自第5能级向第1能级的跃迁，根据，解得：，又根据，代入解得：，C正确；
（4）根据爱因斯坦光电效应方程，得：=9.72eV，D正确；
故本题选BCD
9．氢原子的能级如图所示，已如可见光的光子的能量范围为1.62～3.11eV，那么对氢原子在能级跃注的过程中辐射成吸收光子的特征认识正确的是
A. 大量氢原子处于n=4能级时向低能级跃迁能发出6种领率的可见光
B. 氧原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光是不可见光
C. 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光，并发生电离
D. 用能量为12.5eV的光子照射处与基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到更高的能级
【答案】BC
【解析】大量氢原子处于n=4能级时向低能级跃迁能发出种频率的光，其中4→3放
出光子的能量：（-0.85）-（-1.51）=0.66eV；其中3→2放出光子的能量：（-1.51）-（-3.4）=1.89eV；其中4→2放出光子的能量：（-0.85）-（-3.4）=2.55eV；则只有三种是可见光，选项A错误；氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光的能量小于1.51 eV，则属于不可见光，选项B正确；处于n=3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51 eV，则处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光，并发生电离，选项C正确；12.5eV的光不等于任何能级差，则能量为12.5eV的光子照射处与基态的氢原子，不能被氢原子吸收，不可以使氢原子跃迁到更高的能级，选项D错误；故选BC.
10．下列说法正确的是（）
A. 汤姆孙首先发现了电子，并最早测定了电子的电荷量
B. 卢瑟福由粒子散射实验提出了原子的核式结构模型
C. 光谱分析可在不破坏、不接触物体的情况下获取其内部的信息
D. 氢原子中的电子离原子核越近，氢原子的能量越大
【答案】BC
【解析】A. 汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了发现了电子，密立根最早测定了电子的
电荷量，故A错误；
B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构学说，故B正确；
C. 光谱分析是通过物体发出的光谱分析物体的组成的，可在不破坏、不接触物体的情况下获取其内部的信息，故C正确；
D. 根据玻尔的原子结构模型，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大，故D错误。
故选：BC.
11．物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,关于物理学家的贡献，下列说法正确的是( )
A. 牛顿发现万有引力定律，并通过实验比较准确地测出了引力常量
B. 富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值
C. 法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D. 玻尔和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型
【答案】BC
【解析】A、牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量，故A 错误；
B、富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值，故B正确；
C、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；
D、卢瑟福进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型，故D错误；
故选BC。
12．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. 卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析,证实了原子核是可以再分的
C. 巴耳末根据对氢原子可见光区的谱线分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式
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学说
【答案】AC
【解析】汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，A正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，B错误；巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，C正确；玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说，D错误．
13．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定
A. Hα对应的前后能级之差最小
B. 同一介质对Hα的折射率最大
C. 同一介质中Hδ的传播速度最大
D. 同一介质对Hα的临界角比Hβ的大
【答案】AD
【解析】A、根据可知，Hα对应的前后能级之差最小，故A正确；
B、根据可知，Hα的频率最小，同一介质对Hα的折射率最小，故B错误；
C、根据可知，同一介质对Hα的传播速度最大，同一介质中Hδ的传播速度最小，故C 错误；
D、根据知，同一介质对Hα的临界角比Hβ的大，故D正确；
故选AD。
二、单选题
14．现有1500个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）（）
A. 2200
B. 2500
C. 2750
D. 2400
【答案】C
【解析】根据题中所给信息，处在量子数为4的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数
都是处在该激发态能级上的原子总数的，即向量子数为2、3的激发态和基态各跃迁1500×=500个，发出光子500×3=1500个；同理，处在量子数为3的激发态的500个氢原子
跃迁到量子数为2的激发态和基态的原子数都是500×=250个，发出光子250×2=500个；处
在量子数为2的激发态的500+250=750个氢原子跃迁到基态的原子数是750×1=750个，发出光子750个；所以在此过程中发出的光子总数为n=1500+500+750=2750个，故C正确，A. B. D 错误；
故选C。
【点睛】根据题意分别求出n=4跃迁到n=3、n=2、n=1的光子总数，以及n=3跃迁到n=2、n=1的光子总数、n=2跃迁到n=1的光子总数，从而求出所有的光子总数。
15．如图是氢原子能级图．有一群氢原子由n=4能级向低能级跃迁，这群氢原子的光谱共有( )种谱线.
A. 3种
B. 4种
C. 5种
D. 6种
【答案】D
【解析】一群氢原子由n=4能级向低能级跃迁时，这群氢原子能辐射出种不同频率的
光子，则产生的光谱共有6种，故选D.
16．氢原子的能级图如图所示。用某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，氢原子吸收这种光子后，能发出波长分别为λ1、λ2、λ3的三种光子（λ1>λ2>λ3）。则照射光光子的波长为（）
A. λ1
B. λ3
C. λ1-λ2
D. λ2+λ3
【答案】A
【解析】处于激发态的氢原子并不稳定，能够自发向低能级跃迁并发射光子，氢原子只发出三种不同频率的色光，知氢原子处于n=3能级。所以某种单色光照射容器中大量处于n=2能级的氢原子，跃迁到氢原子处于n=3能级。氢原子吸收这种光子后，能发出波长分别为λ1、
λ2、λ3，的三种光子，（λ1＞λ2＞λ3）。根据光子频率得光子波长越小，频率越大。显然从n=3直接跃迁到n=2能级时辐射光子的能量等于入射光子的能量，故入射光子的能量E=hv1，所以照射光光子的波长为λ1。故选A。
17．氢原子的能级图如图所示，一群氢原子处于n=4的能级状态。关于这群氢原子，下列说法中正确的是（）
A. 这群氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出4种频率的光
B. 由n=4能级向基态跃迁时辐射光的波长最短
C. 处于n=4能级的氢原子电离至少需要12.75eV的能量
D. 从n=4能级跃迁到n=3能级释放光子的能量大于从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量
【答案】B
【解析】（1）这群氢原子向低能级跃迁时最多可辐射出种不同频率的光，A错误；
（2）根据玻尔跃迁理论，可知，能级差越大，辐射出光频率越大，则波长越短。由题可知，该氢原子中电子从n=4能级跃迁到n=1能级的最大，故波长最短，B正确；
（3）要想将n=4能级的电子剥离原子，即让电子电离，至少需要吸收
的能量，故C错误；
（4）从n=4能级跃迁到n=3能级释放光子的能量，从n=3能级跃迁到n=2能级释放光子的能量，则D错误；
故本题选B
18．根据玻尔理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时（）
A. 放出光子，电子的动能减小
B. 放出光子，电子的动能增大
C. 吸收光子，电子的动能减小
D. 吸收光子，电子的动能增大
【答案】B
【解析】根据玻尔跃迁理论，氢原子的电子由外层向内则轨道跃迁时，就会以光子的形式向外释放能量；根据动能定理，由于电子向原子核靠近，静电力做正功，所以电子的动能增加。故本题选B
【点睛】根据玻尔跃迁理论，可以知道电子从高能级向低能级跃迁是会以光子的形式释放能量；根据静电力正功，结合动能定理，可以判断电子动能变化情况。
19．氢原子从能量为的能级跃迁到能量为的能级时，辆射出波长为的光子。已知普朗克常量为，光在真空中的速度为。则等于（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由玻尔理论得：E-E′=hγ=h．所以E′=E-h，故A正确，BCD错误。故选A。
点睛：解决本题的关键知道高能级向低能级跃迁，辐射光子，从低能级向高能级跃迁，吸收光子，并要掌握能级差与光子频率的关系，即可轻松解答．
20．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射波长为的光子，若从能级B跃迁到能级C时，吸收波长时的
光子.已知，则氢原子从能级C跃迁到能级A时
A. 辐射波长为的光子
B. 辐射波长为的光子
C. 吸收波长为的光子
D. 吸收波长为的光子
【答案】B
【解析】因为λ1＞λ2，根据，知γ1＜γ2．A到B辐射光子的能量小于B到C吸收光子的能量，所以C能级能量比A能级能量大，从C到A跃迁时辐射光子，C、A间的能级差
△E=h-h。又知△E=h，解得λ3=。故选B。
点睛：本题考查能级跃迁，较易题．解决本题的关键知道高能级向低能级跃迁，辐射光子，低能级向高能级跃迁，吸收光子，知道能级差与光子频率间的关系E m-E n=h．
21．某原子M层的一个电子吸收频率为的X射线后被电离，电离成为自由电子后的动能
是，已知普朗克常量为h，则电子处于M层时原子的能级（即能量值）为（）
A.
B.
C.
D.
【答案】C
【解析】设M层电子的能级为E M，由能量守恒可知，解得，
故C正确，A、B、D错误；
故选C。
22．氢原子第n能级的能量为E n＝(n＝l，2，3…），若一个处于第n1能级的氢原子跃
迁过程中发射能量为2.55eV的光子后处于比基态能量高出10.2eV的第n2能级。下列说法中正确的是
A. n1＝5
B. n2＝3
C. 用能量为l0.2eV的光子照射氢原子，就可以使处于基态的氢原子电离
D. 一个处于第n1能级的氢原子向低能级跃迁过程中最多可能辐射出3种不同频率的光子【答案】D
【解析】由题可知，基态能级为-13.6eV，处于第n1能级的氢原子跃迁过程中发射能量为2.55eV 的光子后的能量为-13.6+10.2eV=-3.4eV，所以第n1能级为-3.4+2.55eV=-0.85eV，所以n1=4，所以一个处于第n1能级的氢原子向低能级跃迁过程中最多可能辐射出n1-1=3种不同同频率的光子，故应选D。
23．在矿物勘探中，勘探人员经常会用光谱分析的方法来确定矿物的成分．如图甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为
A. a元素
B. b元素
C. c元素
D. d元素
【答案】B
【解析】由特征谱线与线光谱对比可知，特征谱线中缺少b元素的特征谱线，可知可以确定该矿物中缺少的元素为b，故选B.
24．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为12.09eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子
A. 能跃迁到n=3的激发态
B. 能跃迁到n=4的激发态
C. 氢原子将被电离
D. 氢原子不能吸收光子而发生跃迁
【答案】A
【解析】因为﹣13.6 eV +12.09 eV =﹣1.51eV，可知氢原子能够跃迁到第3能级，所以A正确，BD错误。氢原子要想被电离至少得需要13.6 eV的能量，所以氢原子不会被电离。C错误。所以选择A。
【点睛】能级间跃迁吸收会辐射的光子能量等于两能级间的能级差，通过该规律判断基态的氢原子跃迁到第几能级
25．右图画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E。处在n＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出的光波总共有
A. 三种
B. 四种
C. 五种
D. 六种
【答案】D
【解析】处在n＝4 的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出的光波种类为
。故D项正确，ABC三项错误。
26．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
【答案】B
【解析】根据能级图可有：当n=1时，E2-E1=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，E3=-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。
27．下列叙述中符合物理学史的有( )
A. 汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在
B. 卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的
C. 美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量，即著名的“密立根油滴实验”。
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学说
【答案】C
【解析】汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子；卢瑟福发现了质子，选项A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，得到了原子的核式结构理论，选项B错误；美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量，即著名的“密立根油滴实验”，选项C正确；玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子光谱；但其是建立在卢瑟福的原子核式结构学说之上得出的结论，故D错误。故选C.
28．下列说法正确在是（）
A. 玻尔的氢原子模型完全摒弃了经典电磁理论，所以能对氢原子光谱做出合理解释
B. 一个处于能级的氢原子最多自发跃迁时能发出6种不同频率的光子
C. 贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D. 衰变释放的粒子和粒子，前者穿透本领和电离能力都比后者强
【答案】C
【解析】A、玻尔的氢原子模型不足之处在于保留了经典粒子的观念，仍然把电子的运动看作经典力学描述下的轨道运动，故A错误；
B、一个处于能级的氢原子自发跃迁时最多能发出三种不同频率的光子，分别是；
；，故B错误；
C、贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构，故C正确；
D、衰变释放的粒子和粒子，前者穿透本领较弱，但电离能力较强，故D错误；
故选C
29．卢瑟福提出了原子核式结构学说，他的实验依据是：在用粒子轰击金箔时发现粒子
A. 全部穿过或发生很小的偏转
B. 全部发生很大的偏转
C. 绝大多数发生偏转，甚至被掸回
D. 绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回
【答案】D
【解析】当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故D正确，A、B、C错误；
故选D。
【点睛】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进。
30．原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做
俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为式，式中n=1，2，3…表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是（）
A. B. C. D.
【答案】A
【解析】由题意可知n=1能级能量为：E1=-A，n=2能级能量为：E2=-，从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为：△E=E2-E1=；n=4能级能量为：E4=-，电离需要能量为：E=0-E4=；
所以从n=4能级电离后的动能为：E K=△E-E=-=，故BCD错误，A正确。故选A。31．下列叙述中正确的有（）．
A. 光的粒子性被光电效应和光的衍射现象所证实
B. 在α粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C. 紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线也一定可以使该金属发生光电效应
D. 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经过7.6天后就一定只剩下一个氡原子核
【答案】B
【解析】A、光具有波动性，又具有粒子性，光的干涉，衍射现象证明光具有波动性，光电效应现象证明光具有粒子性，故A错误；
B、在粒子散射实验的基础上，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故B正确；
C、能发生光电效应的条件是入射光的频率比该金属的极限频率大，红外线的频率比紫外线小，所以紫外线照射某金属表面时发生了光电效应，则红外线不一定可以使该金属发生光电效应，故C错误；
D、半衰期是大量原子核的统计规律，对单个原子核不适用，故D错误。
点睛：考查光的波粒二象性、光电效应、以及α粒子散射实验和半衰期等相关知识，知识点多，关键要记住相关规律，需要在平时学习过程中注意积累。
32．一群处于基态的氢原子吸收某种光子后，向外辐射了三种光，其波长分别为
,且，三种光子的能量分别为，若光恰能使某金属产生光电效应，则（）
A. 被氢原子吸收的光子的能量为
B.
C.
D. 光一定能使该金属发生光电效应
【答案】D
【解析】根据能级间跃迁辐射或吸收的光子的能量等于两能级间的能级差，且，及，所以，则氢原子吸收的光子的能量为，再根据光子能量与波长
的关系有：，即，故ABC错误。b光的光子能量大于a光的光子能
量，a光恰好能使某金属发生光电效应，则b光定能使某金属发生光电效应。故D正确。故选D。
【点睛】能级间跃迁辐射或吸收的光子的能量等于两能级间的能级差，结合光子频率和波长的关系得出辐射光子波长的关系．结合光电效应的条件判断b光能否发生光电效应．
33．若用表示氢原子处于基态时能量的绝对值,处于第能级的能量为,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. B. C. D.
【答案】B
【解析】处于第二能级的能量，则向基态跃迁时辐射的能量．处于第三能级的能量，则向基态跃迁时辐射的能量；处于第4能级的能量为
，向基态跃迁时辐射的能量，B正确．
【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
．
34．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法不符合历史事实的是( )
A. 汤姆生发现电子，表明原子仍具有复杂结构
B. 麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在
C. 爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说
D. 卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子具有核式结构
【答案】C
【解析】A. 汤姆生发现电子，表明原子仍具有复杂结构，故A正确；
B. 麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在，故B正确；
C. 普朗克提出了量子理论，为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，故C错误；
D.卢瑟福通过α粒子散射实验证实了原子具有核式结构，故D正确；
本题选择错误答案，故选：C
三、解答题
35．氢原子处于基态时，原子的能级为，普朗克常量，当氢原子在的激发态时，问：
(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？
(2)能放出的光子的最大能量是多少？
【答案】（1）0.85eV （2）12.75eV
【解析】(1) 由氢原子的能级公式得
故要使处在n=4能级的氢原子电离，入射光子的最小能量为0.85eV。
(2)由可知
即处于n=4的氢原子跃迁到n=1时放出光子的能量最大为12.75eV。
故本题答案是（1）0.85eV （2）12.75eV
点睛：要使粒子电离，则能量应该大于粒子的电离能，在能级跃迁中能级差值越大，则能量越大，可以利用这两个特点来解题。
36．已知氢原子处于基态时的能级值为-13.6eV，普朗克常量h=6.63×10-34J·s，如果大量氢原子处在n=4的能级：
(1)会辐射出几种频率的光?
(2)其中波长最长的光是在哪两个能级之间跃迁时发出的?
(3)金属钠的截止频率为5.53×1014Hz，请通过计算判断，让这些氢原子辐射的光照射金属钠板，能发生光电效应的光共有几种?
【答案】(1)6种(2)从第四能级向第三能级跃迁时：光子的能量最小，波长最长(3) 4种
【解析】(1) 大量处在n=4能级的氢原子向低能级跃迁时能辐射的不同频率的光子数为种；
(2)从第四能级向第三能级跃迁时：光子的能量最小，波长最长。
（3）由可得：
故能发生光电效应的共有四种
37．已知氢原子基态的电子轨道半径r1＝0.53×10－10 m，基态的能级值为E1＝－13.6 eV. (1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画出能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．
(2)计算这几条光谱线中最长的波长．
【答案】（1）（2）6.58×10－7m
【解析】（1）当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线．如图所示：
（3）从n=3向n=2跃迁，发出的光子频率最小，波长最长，故：
解得：
四、填空题
38．在波尔原子理论中，原子从高能级向低能级跃迁，__________，从低能级向高能级跃迁，__________________。跃迁公式：___________ 。
【答案】辐射光子；吸收光子；；
【解析】在波尔原子理论中，原子从高能级向低能级跃迁，以辐射光子的形式放出能量，反之，从低能级向高能级跃迁，要吸收光子的能量，辐射或放出光子的能量满足：。39．如图所示为氢原子的能级图.用光子能量为的光照射一群处于基态的氢原子,可能观测到氢原子发射的不同波长的光有______种;其中最长波长为______m(已知普朗克常量)
【答案】10 4.144×10-6m
【解析】设氢原子吸收该光子后能跃迁到第n能级，根据能级之间能量差可有：13.06eV=E n-E1其中E1=-13.61eV，所以E n=-0.54eV，故基态的氢原子跃迁到n=5的激发态．所以放出不同频率光子种数为：=10种．波长最长的光子，频率最小，光子能量最小，根据E m-E n=hv 得：从n=5跃迁到n=4辐射的光子能量最小，波长最长．所以△E=E5-E4=0.30eV=0.30×1.6×10-19J=4.8×10-20J；即4.8×10-20J=hc/λ
解得：λ=4.144×10-6m．
点睛：原子的能级跃迁是原子物理中的基础知识，要熟练掌握，同时明确能级和产生光子种类之间关系．知道能级间跃迁所满足的规律，即E m-E n=hv．
40．根据玻尔理论，氢原子的能级公式为(为量子数，为基态能级且大小已知)，一个氢原子从的激发态直接跃迁到基态，发射一个光子的频率是________。(已知普朗克常量为)
【答案】
【解析】基态的能量为E1，n=3激发态对应的能量为：E3=E1/9，
氢原子发射的光子能量为：△E=E3?E1==hν，所以ν=。