高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题及答案(6)

高考物理近代物理知识点之原子结构基础测试题及答案(6)
一、选择题
1．氢原子的能级如图所示，下列说法不正确的是：( )
A．一个氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子，这时电子动能减少，原子势能减少
B．已知可见光的光子能量范围约为 1.62 eV—3.11 ev，处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发出电离
C．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，则这群氢原子发出的光谱中共有3条谱线能使该金属产生光电效应D．有一群处于n=4能级的氢原子．如果原子n=2向n=1跃迁所发出的光正好使某种金属材料产生光电效应，从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料，所产生的光电子的最大初动能为 2.55eV
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
3．一个氢原子从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
4．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，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．对应的前后能级之差最小
B．同一介质对的折射率最大
C．同一介质中的传播速度最大
D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能
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 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．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．人们发现，不同的原子核，其核子的平均质量（原子核的质量除以核子数）与原子序数有如图所示的关系．下列关于原子结构和核反应的说法正确的是( )
A．由图可知，原子核D和E聚变成原子核F时会有质量亏损，要吸收能量
B．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C时会有质量亏损，要放出核能
C．已知原子核A裂变成原子核B和C时放出的γ射线能使某金属板逸出光电子，若增加γ
射线强度，则逸出光电子的最大初动能增大
D ．卢瑟福提出的原子核式结构模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征 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 ．
10．一群氢原子中的电子从较高能级自发地跃迁到较低能级的过程中 A ．原子要吸收一系列频率的光子 B ．原子要吸收某一种频率的光子 C ．原子要发出一系列频率的光子 D ．原子要发出某一种频率的光子
11．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
2n 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
12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）
A．B．
C．D．
13．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．
14．如图，为氢原子能级图；金属钾的逸出功为2.25eV，则下面有关说法正确的是
A．处于基态的氢原子能吸收13.0eV的光子后跃迁至n=3能级
B．大量处n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出5种不同频率的光
C．用处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的各种色光照射金属钾，都能发生光电效应
D．用大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁所辐射出的光照射金属钾，所产生光电子的最大初动能为10.5eV
15．氢原子从能级M跃迁到能级N，吸收频率为ν1的光子，从能级M跃迁到能级P释放频率为ν2的光子．则当它从能级N跃迁到能级P时将
A．放出频率为|ν1–ν2|的光子
B．吸收频率为|ν2–ν1|的光子
C．放出频率为ν1+ν2的光子
D．吸收频率为ν1+ν2的光子
16．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
17．原子从a 能级跃迁到b 能级时辐射波长为λ1的光子，原子从b 能级跃迁到c 能级时吸收波长为λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要( ) A ．辐射波长为
12
12
λλλλ-的光子 B ．辐射波长为λ1－λ2的光子 C ．吸收波长为λ1－λ2的光子 D ．吸收波长为
12
12
λλλλ-的光子 18．物理学是一门以实验为基础的科学，任何学说和理论的建立都离不开实验，下面给出了几个在物理学发展史上有重要地位的物理实验，以及与之相关的物理学发展史的说法，其中错误的是（ ）
A ．粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B ．光电效应实验表明光具有粒子性
C ．电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒
D ．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 19．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
20．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+hν2 B ．辐射光子的能量为hν2-hν1 C ．吸收光子的能量为hν2-hν1
D ．辐射光子的能量为hν1+hν2
21．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22．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
23．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． 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
24．下列关于物理学史与物理学研究方法的叙述中正确的是（）
A．密立根测定了静电力常量
B．奧斯特首先发现了电磁感应现象
C．库仑最早用扭秤实验测量出电子电荷量的精确值
D．法拉第最早提出了“电场”的概念
25．下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（）
A ．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成功解释了光电效应
B ．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率是不连续的
C ．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D ．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除
一、选择题 1．A 解析：A 【解析】
试题分析：一群氢原子从4n =的激发态跃迁到基态时，任意两个能级间跃迁一次，共能
辐射24
6C =种不同频率的光子．动能增加，原子势能减小，故A 错误；因为紫外线的光子能量大于3.11eV ，氢原子处于n=3能级吸收能量大于等于1.51eV ，即可发生电离，知最低处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离，B 正确；一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，因为n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应，所以只有n=4跃迁到n=1，n=3跃迁到n=1，n=2跃迁到n=1的光子能够使金属发生光电效应，即3条，C 正确；逸出功等于 3.4013.610.2eV -+=，从而n=4跃迁到n=1辐射的光子能量最大，为0.8513.6eV 12.75eV -+=，根据光电效应方程知，光电子的最大初动能012.7510.2 2.55km E hv W eV eV =-=-=，D 正确。

考点：考查了原子跃迁
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．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．
4．A
解析：A
【解析】试题分析：根据分析前后能级差的大小；根据折射率与频率的关系
分析折射率的大小；根据
判断传播速度的大小；根据发生光电效应现象的条件是入射
光的频率大于该光的极限频率判断是否会发生光电效应． 波长越大，频率越小，故
的频率最小，根据
可知
对应的能量最小，根据可知
对应的前后能级之差最小，A 正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知
的传播速度最大，BC 错误；
的波长小于
的波长，故
的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D 错
误．
【点睛】光的波长越大，频率越小，同一介质对其的折射率越小，光子的能量越小．
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】 【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】 【分析】 【详解】
A ．由图象可知，D 和E 核子的平均质量大于F 核子的平均质量，原子核D 和E 聚变成原子核F 时，核子总质量减小，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程：
2E mc =
可知要释放出核能，故A 错误；
B ．由图象可知，A 的核子平均质量大于B 与
C 核子的平均质量，原子核A 裂变成原子核B 和C 时会有质量亏损，要放出核能，故B 正确； C ．根据光电效应方程：
0k E h W ν=-
则知光电子的最大初动能是由入射光的频率决定的，与入射光的强度无关，增加γ射线强度，逸出的光电子的最大初动能不变，故C 错误；
D ．玻尔提出的原子模型，可以解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故D 错误。

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．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
处于较高能级的电子可以向较低的能级跃迁，能量减小，原子要发出光子，由于放出光子的能量满足
hγ=E m -E n
处于较高能级的电子可以向较低的激发态，激发态不稳定可能继续向较低能级跃迁，所以原子要发出一系列频率的光子，故ABD 错误，C 正确。

11．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 （221
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．
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．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．
14．D
解析：D
【解析】
【详解】
A．用能量为13.0eV的光子照射，基态的氢原子若吸收13eV的能量，则能量值为－
0.6eV，氢原子没有该能级。

所以不能使处于基态的氢原子跃迁，故A错误；
B．大量处于n=4能级的氢原子，最多可以辐射出2
C=6种不同频率的光，故B错误。

4
C=3，知该群氢原子可能发射3 C．现有一群处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁，根据2
3
种不同频率的光子，但是n=3能级跃迁到n=2能级的光子能量小于2eV，所以能使该金属发生光电效应的频率共有2种，故C错误；
D．n=4能级的氢原子跃迁到基态时，释放光子的能量
E=E4－E1=12.75eV
再根据光电效应方程式得光电子的最大初动能为
E k=E－W0=12.75eV－2.25eV=10.5eV
故D正确。

故选D。

15．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
氢原子从能级M跃迁到能级N吸收光子，则N能级的能量大于M能级的能量，从能级M 跃迁到能级P，释放光子，则M能级的能量大于P能级的能量，可知N与P能级间的能量为hv1+hv2．则由N能级跃迁到P能级放出光子，有hv=hv1+hv2,则有
v=v1+v2
故C正确，ABD错误．
故选C。

16．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=1hc λ，△E 2=2hc λ，
联立两式得，△E 2=0.37eV ．
故D 正确，ABC 错误．故选D ． 17．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
已知12λλ>，所以12νν<，知从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射光子的能量小于从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收光子的能量，所以a 能级的能量小于c 能级的能量，有213h h h ννν-=，即213c
c c h h h λλλ-=，解得：12312
λλλλλ=-，所以子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时将要吸收12312
λλλλλ=-的光子，故D 正确． 18．D
解析：D
【解析】
【详解】
α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项A 正确；光电效应实验表明光具有粒子性，选项B 正确；电子的发现揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项C 正确；康普顿效应进一步证实了光的粒子性，选项D 错误；此题选择不正确的选项，故选D.
19．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 。

20．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；
21．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C．由2
n
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。

22．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．
23．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．
24．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
A．密立根由油滴实验测定力了元电荷e的数值，库仑提出了电荷守恒定律并测出了静电力常量，故A错误；
B．奥斯特发现了电流的磁效应，法拉第首先发现了电磁感应现象，故B错误；
C．库仑通过扭秤实验总结出了真空中的两静止点电荷间相互作用的规律，密立根最早实验测量出电子电荷量的精确值，故C错误；
D．法拉第最早提出了“电场”的概念，故D正确；
故选D。

25．B
解析：B
【解析】
【详解】
A.普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，爱因斯坦成功的解释了光电效应现象，A 错误
B.波尔提出自己的原子模型，他指出氢原子能级是分立的，解释了原子发射光子的频率是不连续的，B正确
C.卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了自己的原子核式结构模型，C错误
D.衍射是波的典型特征，根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，D错误。