高考物理近代物理知识点之原子结构全集汇编含答案解析(7)

高考物理近代物理知识点之原子结构全集汇编含答案解析(7)
一、选择题
1．关于近代物理，下列说法错误．．
的是 （ ） A ．轻核聚变反应方程234
112H H He X +→+中，X 表示电子
B ．α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构
C ．分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大
D ．基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n = 3激发态后，可能发射2种频率的光子 2．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
3．如图是原子物理史上几个著名的实验，关于这些实验，下列说法正确的是:
A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型
B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，电离能力最强
C ．电压相同时，光照越强，光电流越大，说明遏止电压和光的强度有关
D ．铀235只要俘获中子就能进行链式反应 4．下列说法正确的是
A ．比结合能越小的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定
B ．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与动能之和不变
C ．原子核发生一次β衰变，原子核内的一个质子转变为一个中子
D ．处于激发态的原子核辐射出γ射线时，原子核的核子数不会发生变化 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．关于近代物理学，下列说法正确的是( )
A ．查德威克发现质子的核反应方程为414171
2781He N O H +→+
B ．由爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
C ．氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，要放出光子，氢原子的能量减小， 电子的动能减小
D ．光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量
7．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. 49 eV 的金属钠，下列说法正确的是（ ）
A ．这群氢原子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 ．这群氢原子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
C ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11. 11 eV
D ．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9. 60 eV
8．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 ．
9．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 =-
10．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
11．一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 12．下列叙述中符合史实的是
A ．玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱
B ．汤姆孙发现电子，表明原子具有核式结构
C ．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子的能级假设
D ．贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构 13．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为 A ．α粒子与电子根本无相互作用
B ．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的
C ．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计
D ．电子很小，α粒子碰撞不到电子 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．关于下列四幅图说法不正确的是（ ）
A ．
原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径可以是任意的
B ．
光电效应实验说明了光具有粒子性
C ．
电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性 D ．
发现少数粒子发生了较大偏转，说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在很小空间范围 16．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
17．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
18．如图所示为氢原子的能级示意图，一群处于n=4能级的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出几种频率的光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠有几种能使其产生光电效应（）
A．6、3B．6、4C．4、3D．4、4
19．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
20．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
21．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
22．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
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．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 ．α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
25．在科学技术研究中，关于原子定态、原子核变化的过程中，下列说法正确的是 A ．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期 B ．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子 C ．从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力 D ．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
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一、选择题 1．A 解析：A 【解析】
轻核聚变反应方程234
112H+H He+X →中，X 的质量数为2341m =+-=，电荷数
1120z =+-=，可知X 表示中子，A 错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核
式结构，B 正确；分别用红光和紫光照射金属钾表面均有光电子逸出，由于紫色光的频率大，由：0km E h W γ=-可知，紫光照射时，逸出的光电子的最大初动能较大，C 正确；基态的一个氢原子吸收一个光子跃迁到n=3激发态后，当该原子向地能级跃迁时，可能的途径是：n=3→n=1→n=1，所以可能发射2种频率的光子，D 正确．
2．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 。

3．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A ．卢瑟福α粒子散射实验否定了原子结构的枣糕模型，提出原子的核式结构模型，故A 正确；
B ．放射线在磁场中偏转，中间没有偏转的为γ射线，贯穿能力最强，故B 错误；
C ．由图可以知道,光照越强,光电流越大,但遏止电压是一样,说明遏止电压与光的强度无关,故C 错误;
D ．链式反应需要达到临界体积才可以，故D 错误； 故选A ．
4．D
解析：D 【解析】 【详解】
A ．比结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定，A 错误；
B ．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程，氢原子要辐射(或吸收)光子，电子的总能量变化，B 错误；
C ．原子核β衰变所放出的电子为原子核内一个中子转化为一个质子和一个电子而来的，C 错误；
D ．处于激发态的原子核放出γ射线时，只是能量减小，核子数并没有发生变化，D 正确。

故选D 。

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．D
解析：D 【解析】
A 项：414161
2781He N O H +→+是卢瑟福发现质子的核反应方程，故A 错误；
B 项：爱因斯坦光电效应方程0k E h W ν=-可知，光电子的最大初动能与入射光的频率为
一次函数关系，并不成正比，故B 错误；
C 项：电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，放出光子，总能量减小，由22
2kQ v m r r
=可
知，半径越小，动能越大，故C 错误；
D 项：光电效应和康普顿效应都揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量外，还具有动量，故D 正确．
7．D
解析：D 【解析】 【详解】
这群氢原子能发出三种频率不同的光，根据玻尔理论△E=E m -E n （m ＞n ）得知，从n=3跃迁到n=1所发出的光能量最大，由E=hγ=hc/λ得知，频率最高，波长最短．故A B 错误；从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量最大，发生光电效应时，产生的光电子最大初动能最大，光子能量最大值为13.6-1.51eV=12.09eV ，根据光电效应方程得E km =hv-W 0=12.09-2.49eV=9.60eV ．故C 错误，D 正确．故选D ．
8．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
9．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．
10．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 。

11．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。

12．A
解析：A
【解析】
玻尔理论提出了原子的能级假设，能很好地解释氢原子光谱；故A正确．汤姆生发现电子，表明原子具有复杂结构，查德威克通过实验证实了中子的存在；故B错误．卢瑟福根据α粒子散射实验的现象，提出了原子核式结构模型；故C错误．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂的结构．故D错误．故选A．
点睛：对于物理学史上重大发现，可根据时代背景、年代、发现或发明的内容、发现过程、意义等角度进行记忆．
13．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
α粒子与电子之间存在着相互作用力，这个作用力是库仑引力，但由于电子质量很小，只
有α粒子质量的
1
7300
，碰撞时对α粒子的运动影响极小，几乎不改变运动方向，就像一
颗子弹撞上一颗尘埃一样，故C正确，ABD错误。

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．A
解析：A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据波尔理论，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是不连续的．故A错误；
B．如果用波动性解释那么照射的光越强，照射的时间越长，吸收的能量就越多，电子就能溢出，但实验结果只能是某个范围的波长才能产生光电效应，而光粒子就可以从照射光频率这个角度解释为什么在某些波长才能产生光电效应．光电效应实验说明了光具有粒子性．故B正确；
C．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了电子具有波动性．故C正确；
D．α粒子轰击金箔的实验中，发现少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围．故D正确．
本题选择不正确的，故选A．
16．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.
17．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。

18．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
一群氢原子处于n=4的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，可以释放2
4
C=6种不同能量的光子，从n=4跃迁到n=1，辐射的光子能量为12.75eV，从n=4跃迁到n=2，辐射的光子能量为2.55eV，由n=4跃迁到n=3，辐射的光子能量为0.66eV，从n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量为12.09eV，从n=3跃迁到n=2，辐射的光子能量为1.89eV，由n=2跃迁到n=1，辐射的光子能量为10.2eV，可见有4种光子能量大于金属的逸出功，所以有4种频率的光能使金属钠发生光电效应，故B正确，ACD错误。

故选B。

19．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
，△E1=
1
hc
λ，△E2=
2
hc
λ，
联立两式得，△E2=0.37eV．
故D正确，ABC错误．故选D．
20．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. 21．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。

22．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；
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．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． 25．B
解析：B
【解析】
【分析】
【详解】
A ．放射性元素的半衰期是由原子核决定的，温度、压强、是否与其他元素化合都不能改变原子核，因此采用物理或化学方法不能改变半衰期，故A 错误；
B ．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时，能量减少，会放出光子，故B 正确；
C ．从高空对地面进行遥感摄影是利用红外线良好的穿透能力，故C 错误；
D ．核子结合成原子核时，质量亏损，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量，故D 错误。

故选B 。