高考物理近代物理知识点之原子结构分类汇编(1)

高考物理近代物理知识点之原子结构分类汇编(1)
一、选择题
1．下列说法正确的是()
A．β衰变现象说明原子核外存在电子
B．只有入射光的波长大于金属的极限波长，光电效应才能产生
C．氢原子从基态向较高能量态跃迁时，电子的动能减小
D．α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的
2．如图所示是卢瑟福的α粒子散射实验装置,在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋,它发出的α粒子从铅盒的小孔射出,形成很细的一束射线,射到金箔上,最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。

下列说法正确的是（）
A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据
B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转
D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转
3．光电效应实验的装置如图所示，用A、B两种不同频率的单色光分别照射锌板，A光能使验电器的指针发生偏转，B光则不能使验电器的指针发生偏转，下列说法正确的是
A．照射光A光的频率小于照射光B光的频率
B．增大照射光A的强度，验电器指针张角将变小
C．使验电器指针发生偏转的是正电荷
D．若A光是氢原子从n=5能级向n=1能级跃迁时产生的，则B光可能是氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时产生的
4．关于近代物理，下列说法正确的是（）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B．α粒子散射实验证明了原子的核式结构
C．α、β、γ射线比较，α射线的穿透能力最强
D．光电效应现象揭示了光的波动性
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．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
7．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 8．在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数的α粒子发生了大角度的偏转，其原因是( ) A ．原子中有带负电的电子，电子会对α粒子有引力的作用． B ．正电荷在原子中是均匀分布的．
C ．原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．
D ．原子是不可再分的．
9．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
10．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 ．
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．如图为氢原子能级示意图。

光子能量为12.75eV 的一束光照射处于基态的大量氢原子，大量氢原子将发生能级跃迁，发出的光可能有几种频率
A ．3种
B ．4种
C ．5种
D ．6种
13．物理学重视逻辑推理，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（ ）
A ．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构
B ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的
C ．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
D ．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的 14．下列说法正确的是（ ）
A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为波动说提供了依据
B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子核具有复杂结构
C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元
D ．伽利略发现了单摆具有等时性，并提出了单摆的周期性公式2g
L T π
= 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
16．一个氢原子从2n =能级跃迁到4n =能级，该氢原子（ ） A ．吸收光子，能量减少 B ．吸收光子，能量增加 C ．放出光子，能量增加 D ．放出光子，能量减少
17．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了重要贡献，下列叙述正确的是
A ．库仑发现了电子
B ．安培发明了电池
C ．法拉第最早提出了电场的概念
D ．奥斯特首先发现了电磁感应现象 18．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 19．如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图 中A 、B 、C 、D 四处位置．则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是( )
A ．1 305、25、7、1
B ．202、405、625、825
C ．1 202、1 010、723、203
D ．1 202、1 305、723、203
20．下面是历史上的几个著名实验的装置图，其中发现电子的装置是（ ）
A ．
B ．
C． D．
21．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
22．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2．29eV的金属钠，下列说法中正确的是（）
A．这群氢原子只能发出三种频率不同的光，其中从n=3 跃迁到n=2所发出的光波长最短B．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9．80eV
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11．31eV
D．这群氢原子只能发出两种频率不同的光，其中从n=3跃迁到n=1所发出的光频率最高23．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( )
A．吸收光子的能量为hν1+hν2B．辐射光子的能量为hν2-hν1
C．吸收光子的能量为hν2-hν1D．辐射光子的能量为hν1+hν2
24．氢原子分能级示意图如题所示，不同色光的光子能量如下表所示．
色光赤橙黄绿蓝—靛紫
光子能量范围
（eV）
1.61~
2.00 2.00~2.07 2.07~2.14 2.14~2.53 2.53~2.76 2.76~
3.10
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A．红、蓝靛
B．黄、绿
C．红、紫
D．蓝靛、紫
25．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．
111
b a e
λλλ
=+D．
b a c
E E E
=-
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一、选择题
1．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A．β衰变时β射线是从原子核内部发出来的，不是由原子核外的电子释放出来的，故A 错误；
B．只有入射光的频率大于该金属的极限频率时，即入射光的波长小于该金属的极限波长时，光电效应才能产生，故B错误；
C．氢原子从基态向较高能量态跃迁，电子与氢原子核的距离增大，匀速圆周运动的半径增大，线速度减小，动能减小，故C正确；
D．α粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误。

故选C。

2．A
解析：A
【解析】
【详解】
AD．α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据，故A正确，D错误；B．α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，故B错误。

C．发生α粒子偏转现象，主要是由于α粒子和原子核发生碰撞的结果，故C错误；
故选A.
3．C
解析：C
【解析】
【详解】
A．因为A光能使验电器的指针发生偏转，即能发生光电效应，而B光则不能使验电器的指针发生偏转，不能发生光电效应，可知A光频率大于B光，选项A错误；
B．增大照射光A的强度，则逸出光电子数量增多，则锌板带电量增加，则验电器指针张角将变大，选项B错误；
C．因为电子从锌板中射出，可知锌板带正电，使验电器指针发生偏转的是正电荷，选项C正确；
D．因为A光频率较大，则由氢原子发生跃迁时能级差比B光大，选项D错误；
故选C。

4．B
解析：B
【解析】
【详解】
A ．放射性元素的半衰期与温度的变化无关，选项A 错误；
B ．α粒子散射实验证明了原子的核式结构，选项B 正确；
C ．α、β、γ射线比较，γ射线的穿透能力最强，选项C 错误；
D ．光电效应现象揭示了光的粒子性，选项D 错误； 故选B 。

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 、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。

7．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 ∆=
则B 正确，ACD 错误； 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-=．
8．C
解析：C 【解析】
α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变．α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小；综上所述，少数的α粒子发生了大角度的偏转的原因是原子的正电荷和绝大部分的质量都集中在一个很小的核上．故C 正确，ABD 错误．故选C ．
点睛：本题考查的是α粒子散射实验．对这个实验要清楚两点：一是α粒子散射实验的实验现象；二是对实验现象的微观解释--原子的核式结构．
9．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 。

10．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
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．D
解析：D 【解析】 【详解】
ABCD. 根据波尔理论，可知当光子能量为12.75eV 时，氢原子到达的最大能级为第4能级，结合数学公式2
4=6C 得出放出不同频率光子种类数目为6，故D 正确ABC 错误。

故选D 。

13．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
A ．卢瑟福的α粒子散射实使人们认识到原子的核式结构，A 错误；
B ．贝克勒尔发现天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B 正确；
C ．密立根用油滴法首先从实验上证明了，微小粒子带电量的变化不连续，它只能是元电荷e 的整数倍，即粒子的电荷是量子化的，C 错误；
D ．轨道量子化是波尔在卢瑟福模型的基础上加以改进而提出的，D 错误。

故选B 。

14．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
A ．康普顿在研究X 射线散射时，发现散射光线的波长发生了变化，为粒子说提供了依据，A 错误；
B ．汤姆孙发现了电子，并测出了电子的荷质比，从而揭示了原子具有复杂结构，B 错误；
C ．查德威克发现了中子，揭开了原子核组成的神秘面纱，开创了人类认识原子核的新纪元，C 正确；
D ．伽利略发现了单摆具有等时性，惠更斯提出了单摆的周期性公式，D 错误。

故选C 。

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】
一个氢原子从2n =能级跃迁到4n =能级，即从低能级向高能级跃迁，需要吸收光子，能级的能量值为
12
n E E n = 又能级值为负值，所以，能级越高，能量值越大，即此时能量增加。

所以B 正确，ACD 错误。

故选B 。

17．C
解析：C
【解析】
【详解】
A. 汤姆孙发现了电子，故A 错误；
B. 伏打发明了电池，故B 错误；
C. 法拉第最早提出了电场的概念，故C 正确；
D. 法拉第首先发现了电磁感应现象，故D 错误。

故选：C
18．B
解析：B
【解析】
【详解】
A. 23411120H+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。

19．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A 位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转．符合该规律的数据只有A 选项，A 正确．
20．A
解析：A
【解析】试题分析：A 图是阴极射线发生偏转的实验，B 图为电子束衍射的实验，C 图是α粒子的散射实验，D 图是光电效应现象．
A 图是阴极射线偏转，从而确定阴极射线是电子流，该装置是发现电子的实验装置，A 正确；电子束衍射的实验，说明粒子具有波动性，
B 错误；
C 图粒子的散射实验，得出了原子的核式结构模型，C 错误；
D 图是光电效应现象的实验，该装置是提出原子的核式结构的实验装置，D 错误．
21．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 。

22．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁过程中， 跃迁过程31→，32→和21→三种方式，所以辐射出三种光子，光子能量等于能级差，能量分别为：
121010.2h E E eV W ν=-=>，23201.89h E E eV W ν=-=<，
331012.09h E E eV W ν=-=>，能够发生光电效应的只有2种，其中光子能量最大的是从
31→辐射的光子，此光子能量最大，频率最高，波长c v
λ=最短，从31→跃迁时辐射光子能量最大，发出光电子的最大初动能309.6km E h W eV ν=-=
综上所述，故应选B ．
23．B
解析：B
【解析】
【详解】
氢原子从能级m 跃迁到能级n 时辐射红光，E m -E n =hν1，从能级n 跃迁到能级k 时吸收紫光E k -E n =hν2，则从能级k 跃迁到能级m 有E k -E m =（E k -E n ）-（E m -E n ）=hν2-hν1，因红光的能量小于紫光的能量，故能量降低辐射光子；故B 正确，ACD 错误；
24．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2eV 的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09eV 、10.2eV 、1.89eV 的三种光子，只有1.89eV 属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75eV 、12.09eV 、10.2eV 、
2.55eV 、1.89eV 、0.66eV 的六种光子，1.89eV 和2.55eV 属于可见光，1.89eV 的光子为红光，2.55eV 的光子为蓝-靛，A 正确．
25．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
11λλλ=+．
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
11b 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．。