高考物理近代物理知识点之原子结构分类汇编含答案(2)

高考物理近代物理知识点之原子结构分类汇编含答案(2)
一、选择题
1．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
2．下列说法正确的是（ ）
A ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B ．在光电效应实验中，只增加入射光的强度，饱和光电流不变
C ．在核反应方程41417
278He N O X +→+中，X 表示的是中子
D ．根据玻尔理论，处于基态的氢原子吸收光子发生跃迁后，其电子的动能减少
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．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21083Bi 经过10天后还剩下50克
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．关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ）
A ．阴极射线本质是氢原子
B ．阴极射线本质是电磁波
C ．阴极射线本质是电子
D ．阴极射线本质是X 射线 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．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20682(Pb)的过程中，中子数减少21个
10．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 +-
11．物理学家通过对现象的深入观察和研究，获得正确的科学认识，推动了物理学的发展．下列说法正确的是
A ．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子的核式结构模型
B ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
C ．爱因斯坦通过对光电效应的研究，揭示了光具有波粒二象性
D ．德布罗意提出微观粒子动量越大，其对应的波长越长
12．一个氢原子从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
13．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
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
= 15．一个氢原子从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 16．卢瑟福利用α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 ．
17．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 ．
18．氢原子能级示意图如图所示．光子能量在1.63 eV~3.10 eV 的光为可见光．要使处于基态（n =1）的氢原子被激发后可辐射出可见光光子，最少应给氢原子提供的能量为
A．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV
19．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
20．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
21．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22．图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于以n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是
A．最容易表现出衍射现象的光是由，n=4能级跃迁到n=1能级产生的
B．频率最小的光是由n=2能级跃迁到n=1能级产生的
C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34eV的金属铂能发生光电效应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．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为r b的圆轨道上，已知r a>r b，则在此过程中（）
A．原子要发出一系列频率的光子B．原子要发出某一频率的光子
C．原子要吸收一系列频率的光子D．原子要吸收某一频率的光子
25．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
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一、选择题
1．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 。

2．D
解析：D
【解析】
【详解】
A ．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，所以电子不是原子核的组成部分，A 错误；
B ．在发生光电效应的前提下，增大入射光的强度，光子数目增加，激发的光电子数目增加，所以饱和光电流增大，B 错误；
C ．根据质量数和质子数守恒可知X 是质子1
1H ，C 错误；
D ．电子受到激发跃迁到高能级，轨道半径变大，库仑力提供向心力：
22
2e v k m r r
=
解得：v =
D 正确。

故选D 。

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】
【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．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．C
解析：C
阴极射线是由于电子动能变大，原子核束缚不住电子，电子逃逸出来，形成的粒子流．所以答案选C ．
思路分析：一般分为热阴极、场发射阴极，光发射阴极，二次发射阴极都不一样．粗糙地说，都是想办法让电子动能变大，原子核拉住电子的力变小，这样电子就飞出去了．热阴极的手段是加热，电子动能就大了；光发射阴极是用光子照射阴极表面（光电效应就是）；二次发射阴极是用别的阴极产生的电子轰击阴极，把电子“崩飞出来”；场发射阴极是利用外加电场把电子“拉”出来．
试题点评：考查了阴极射线的本质
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】
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20682(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 。

10．B
解析：B
【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 。

11．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．卢瑟福α粒子散射实验说明原子内部存在原子核，提出了原子核式结构模型，故A 错误；
B ．玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故B 正确；
C ．为了解释光电效应爱因斯坦提出光子说，认为光的发射、传播和吸收不是连续的而是一份一份的，每一份就是一个光子，故C 错误；
D ．依据德布罗意波长公式
h P
λ= 可知，微观粒子的动量越大，其对应的波长就越短，故D 错误。

故选B 。

12．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．
13．C
解析：C
【解析】
【分析】
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 。

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．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 。

16．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 ．
17．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．
18．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
由题意可知，基态（n=1）氢原子被激发后，至少被激发到n=3能级后，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV 的可见光．故 1.51(13.60)eV 12.09eV E ∆=---=．故本题选A ．
19．D
解析：D
【解析】
【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．
20．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.
21．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 ．
22．D
解析：D
【解析】
【详解】
A ．波长越长衍射现象越明显，能级差越大频率越高波长越短，A 错误；
B ．频率最小的光应是由n =4能级跃到n =3能级产生的，B 错误；
C ．由2
n C 可知，这些氢原子总共可辐射出六种不同频率的光子，能极差越大频率越高，可得C 错误；
D ．用n =2能级跃迁到n =1能级辐射出的光能量为10.2eV ，大于逸出功，能发生光电效应.D 正确。

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．B
解析：B
【解析】
因为r a＞r b．一个氢原子中的电子从半径为r a的圆轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的圆轨道上，能量减小，向外辐射光子。

因为能级差一定，只能发出特定频率的光子，故B 正确，ACD错误。

25．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。