高考物理近代物理知识点之原子结构易错题汇编含答案解析(4)

高考物理近代物理知识点之原子结构易错题汇编含答案解析(4)
一、选择题
1．图示是氢原子的能级图，大量处于n=5的能级的氢原子，在向低能级跃迁的过程中，下列说法正确的是
A．辐射的光子频率最多有5种
B．辐射的光子频率最多有8种
C．可能辐射能量为2.86eV的光子
D．可能辐射能量为11eV的光子
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 <E A < E C
3．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
4．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
5．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
2n 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 6．我国科学家潘建伟院士预言十年左右量子通信将“飞”入千家万户．在通往量子论的道路上，一大批物理学家做出了卓越的贡献，下列有关说法正确的是 A ．爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象
B ．德布罗意第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念
C ．玻尔在1900年把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念
D ．普朗克把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
7．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 ．
8．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 =-
9．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 -
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．下列现象中，与原子核内部变化有关的是 A ．
粒子散射现象
B ．天然放射现象
C ．光电效应现象
D ．原子发光现象
12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（ ）
A ．
B ．
C ．
D ．
13．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
14．如图所示为氢原子能级图以及从n =3、4、5、6能级跃迁到2n =能级时辐射的四条谱线，下列叙述正确的是（ ）
A ．四条谱线中αH 对应的光子能量最大
B ．四条谱线中αH 对应的光的频率最大
C ．用能量为12.75eV 的光子照射基态的氢原子，氢原子有可能跃迁到n =3的激发态上
D ．大量处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生3种频率不同的光子 15．如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图,现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子,受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光,则照射氢原子的单色光的光子能量为( )
A ．13.6eV
B ．12.09eV
C ．10.2eV
D ．3.4eV
16．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 17．下列说法中正确的是 。

A ．发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子具有复杂的结构
B ．结合能越大的原子核，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定。

C ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和守恒
D ．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能
E k 越大，则这种金属的逸出功W 0越小
18．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
19．一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
20．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中( ) A ．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能增大 B ．原子要放出光子,电子的动能减小,原子的电势能减小 C ．原子要吸收光子,电子的动能增大,原子的电势能减小 D ．原子要吸收光子,电子的动能减小,原子的电势能增大
21．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 22．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
23．图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱．已知谱线a 是氢原子从n =4的能级跃迁到n =2能级时的辐射光，则谱线b 可能是氢原子（ ）时的辐射光
A ．从5n =的能级跃迁到3n =的能级
B ．从4n =的能级跃迁到3n =的能级
C ．从5n =的能级跃迁到2n =的能级
D ．从3n =的能级跃迁到2n =的能级
24．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 25．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
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一、选择题
1．C 解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．根据2
510C =，所以辐射的光子频率最多有10种，故AB 错误；
CD ．辐射的能量一定等于两能级差，由图可知，从n =5跃迁到n =2过程中辐射的能量为2.86eV ，故C 正确，11eV 的能量没有任何两个能级差，故D 错误． 故选C 。

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】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．
4．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=-. 5．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-=．
6．A
解析：A 【解析】
爱因斯坦提出光子说，并成功地解释了光电效应现象，选项A 正确；玻尔第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，选项B 错误；普朗克在1900年把能量子引入
物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，故C 错误；德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性，选项D 错误；故选A.
7．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
8．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．
9．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 。

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．B
解析：B 【解析】 【详解】
A ．α粒子散射实验表明了原子内部有一个很小的核，并没有涉及到核内部的变化，故A 项错误；
B ．天然放射现象是原子核内部发生变化自发的放射出α粒子或电子，从而发生α衰变或β衰变，故B 项正确；
C ．光电效应是原子核外层电子脱离原子核的束缚而逸出，没有涉及到原子核的变化，故C 项错误；
D ．原子发光是原子跃迁形成的也没有涉及到原子核的变化，故D 项错误．
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．B
解析：B
【解析】根据能级图可有：当n=1时，E 2-E 1=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，E 3=-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 。

14．D
解析：D
【解析】
【分析】
【详解】
AB ．频率最大的光子对应的能量最大，即跃迁时能量差最大，故氢原子从n =6能级跃迁到n =2能级时辐射光子的频率最大，即δH 对应的光子能量和光的频率最大，故AB 错误； C ．氢原子的能级图得到，n =4的激发态与基态的能级差为
()410.85eV 13.6eV 12.75eV E E E ∆=-=---=
所以用能量为12.75eV 的光子照射基态的氢原子，氢原子能从基态跃迁到n =4的激发态上去，故C 错误；
D ．大量处于n =3能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生23C 3=种频率不同的光子，故
D 正确。

故选D 。

15．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
受激的氢原子能自发地发出3种不同频率的光，知跃迁到第3能级，则吸收的光子能量为△E =-1.51+13.6eV=12.09eV ．
故B 正确，ABC 错误．
故选B ．
16．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。

17．D
解析：D
【解析】
【详解】
发现天然放射现象的意义在于使人类认识到原子核具有复杂的结构，选项A 错误；比结合能越大的原子核，原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项B 错误。

根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程，电子的总能量将减小（或增加）即电子的电势能和动能之和是不守恒的，这是因为氢原子要辐射（或吸收）光子，故C 错误；据光电效应方程E Km =hγ-W 可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，则这种金属的逸出功越小，故D 正确；故选D.
18．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hv 1+hv 2．则由N 能级跃迁到P 能级放出光子，有hv =hv 1+hv 2,则有
v =v 1+v 2
故C 正确，ABD 错误．
故选C 。

19．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 。

20．D
解析：D
【解析】
【详解】
从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中，原子要吸收光子，能级增大，总能量增
大， 根据22
2ke mv r r
=知，电子的动能减小，则电势能增大。

A. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，与结论不相符，选项A 错误；
B. 原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，与结论不相符，选项B 错误；
C. 原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，与结论不相符，选项C 错误；
D. 原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，与结论相符，选项D 正确。

21．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． 22．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.
23．C
解析：C
【解析】
【详解】
谱线a 是氢原子从n=4的能级跃迁到n=2的能级时的辐射光，波长大于谱线b ，所以a 光的光子频率小于b 光的光子频率。

所以b 光的光子能量大于n=4和n=2间的能级差。

n=3跃迁到n=2，n=5跃迁到n=3的能级差小于n=4和n=2的能级差。

n=5和n=2间的能级差大于n=4和n=2间的能级差。

故A 、B 、D 错误，C 正确。

24．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．
25．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 。