2021届(人教版)新高三高考物理一轮复习题型练习卷：原子结构
高考物理一轮复习原子结构和原子核全章训练(含解析)新人教版
高考物理一轮复习原子结构和原子核全章训练（含解析）新人教版李仕才考纲要求：原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。
一、原子的核式结构模型1.汤姆生的“枣糕”模型（1）1897年汤姆生发觉了电子，使人们认识到原子．．有复杂结构，掀开了研究原子的序幕． (2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷平均分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2.卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原先的方向前进，但有少数发生大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个专门小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，因此整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力确实是核对它的库伦引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核核半径的数量级为10－15m，而原子半径的数量级为 10—10 m。
【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其缘故是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个专门小的核上B.正电荷在原子中是平均分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到专门大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。
依照碰撞知识，我们明白只有质量专门小的轻球与质量专门大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A【练习1】关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A．绝大多数α粒子通过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，能够估算出原子核的大小解析：“由于原子核专门小，α粒子十分接近它的机会专门少，因此绝大多数α粒子差不多上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练：原子结构与原子核(解析版)
2021届新高考物理第一轮复习课时强化训练原子结构与原子核一、选择题1、氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在n＝3能级的激发态，则下列说法正确的是( )A．这群氢原子能辐射出3种不同频率的光子B．波长最长的辐射光是氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级产生的C．辐射光子的最小能量为12.09 eVD．处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离解析：选A 这群氢原子能辐射出C23＝3种不同频率的光子，选项A正确；波长最长的辐射光对应着能级差最小的，则是氢原子从n ＝3能级跃迁到能级n＝2能级产生的，选项B错误；辐射光子的最小能量是从n＝3到n＝2能级的跃迁，能量为(－1.51 eV)－(－3.4 eV)＝1.89 eV，选项C错误；处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV 能量的光子才能电离，选项D错误。
2、“慧眼”硬X射线调制望远镜观测的范围是美丽的银河系，γ射线暴是主要研究的对象之一。
γ射线暴是来自天空中某一方向的γ射线强度在短时间内突然增强，随后又迅速减弱的现象，它是仅次于宇宙大爆炸的爆发现象。
下列关于γ射线的论述中正确的是( )A．γ射线同α、β射线一样，都是高速带电粒子流B．γ射线的穿透能力比α射线强，但比β射线弱C．γ射线是原子核能级跃迁时产生的D．利用γ射线可以使空气电离，消除静电解析：选C γ射线是电磁波，不是高速带电粒子流，A错误；α、β、γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，B错误；利用α射线的电离作用可以使空气电离，将静电泄出，从而消除有害静电，D错误；γ射线是原子核能级跃迁时产生的，C正确。
3、(多选)我国核聚变反应研究大科学装置“人造太阳”2018年获得重大突破，等离子体中心电子温度首次达到1亿度，为人类开发利用核聚变能源奠定了重要的技术基础。
下列关于聚变的说法正确的是( )A．核聚变比核裂变更为安全、清洁B．任何两个原子核都可以发生聚变C．两个轻核结合成质量较大的核，总质量较聚变前增加D．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加解析：选AD 与核裂变相比，轻核聚变没有放射性污染，安全、清洁，A正确；只有原子序数小的轻核才能发生聚变，B错误；轻核聚变成质量较大的原子核，比结合能增加、总质量减小，故C错误，D正确。
2021届高考物理一轮总复习课时训练37原子结构玻尔理论练习及答案
课时练习37 原子结构玻尔理论1.(原子的核式结构)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粒子散射实验B.电子的发现C.光电效应现象的发现D.天然放射性现象的发现2.(原子的核式结构)如图为α粒子散射实验装置示意图,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、1B.202、405、625、825C.1 202、1 010、723、203D.1 202、1 305、723、2033.(原子的核式结构)在α粒子散射实验中,电子对α粒子运动的影响可以忽略,这是因为与α粒子相比,电子()A.电荷量太小B.速度太小C.体积太小D.质量太小4.(多选)(氢原子光谱)(2019·河北大名月考)有关氢原子光谱的说法正确的是()A.氢原子的光谱是连续谱B.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的D.巴耳末公式反映了氢原子辐射电磁波波长的连续特性5.(氢原子的能级及能级跃迁)(2019·河北辛集月考)用频率为ν0的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为ν1、ν2和ν3的三条谱线,且ν3>ν2>ν1,则()A.ν0<ν1B.ν3=ν2+ν1C.ν0=ν1+ν2+ν3D.1ν1=1ν2+1ν36.(多选)(氢原子的能级及能级跃迁)(2019·江西南昌检测)如图是氢原子的能级图,一群氢原子处于n=3能级,下列说法中正确的是()A.这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波B.这群氢原子发出的光子中,能量最大为10.2 eVC.从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长D.这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁素养综合练7.(2019·北京检测)太阳的连续光谱中有许多暗线,它们对应着某些元素的特征谱线。
高考物理一轮复习 3原子结构 原子核课时作业 新人教版选修3-5-新人教版高三选修3-5物理试题
第3课时原子结构原子核根本技能练1．(多项选择)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反响式是235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr ＋310n。
如下说法正确的有( ) A．上述裂变反响中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反响的发生无影响C．铀核的链式反响可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析10n表示中子，所以裂变反响中伴随着中子放出，A项正确；当铀块体积小于临界体积时链式反响不会发生，B项错误；通过控制慢中子数可以控制链式反响，C项正确；铀核的半衰期与所处的物理、化学状态无关，因此不受环境温度影响，D项错误。
答案AC2．(多项选择)氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4，如果氘核和氚核结合生成氦核，如此如下说法中正确的答案是( ) A．核反响方程式为21H＋31H→42He＋10nB．这是一个裂变反响C．核反响过程中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3D．核反响过程中释放的核能ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2解析由氘核和氚核的结合以与电荷数、质量数守恒可知选项A正确；该核反响为聚变反响，选项B错误；核反响过程中的质量亏损为Δm＝m1＋m2－m3－m4，选项C错误；由爱因斯坦质能方程可知核反响过程中释放的核能ΔE＝Δmc2，可知选项D正确。
答案AD3．(2014·重庆卷，1)碘131的半衰期约为8天，假设某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m32解析 由半衰期公式m ′＝m (12)t τ可知，m ′＝m (12)328＝116m ，应当选项C 正确。
答案 C4.如图1所示为氢原子能级示意图，现有大量的氢原子处于n ＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出假设干种不同频率的光，如下说法正确的答案是( )图1A ．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光B ．由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级产生的光频率最小C ．由n ＝4能级跃迁到n ＝1能级产生的光最容易发生衍射现象D ．用n ＝2能级跃迁到n ＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV 的金属铂能发生光电效应解析 由原子跃迁、光电效应的规律分析。
【三维设计】2021高考物理一轮课时检测 第3节 原子结构和原子核 新人教版选修3-5(1)
【三维设计】2021高考物理一轮课时检测第3节原子结构和原子核新人教版选修3-5一、选择题1．(2021·天津高考)以下说法正确的选项是________。
A．采纳物理或化学方式能够有效地改变放射性元素的半衰期B．由玻尔理论明白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2．(2021·北京高考)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3．(2021·重庆高考)铀是经常使用的一种核燃料，假设它的原子核发生了如下的裂变反映：235 92U＋10n→a＋b ＋210n，那么a＋b可能是________。
Xe＋9336Kr Ba＋9236KrBa＋9338Sr Xe＋9438Sr4.(2021·江西重点中学联考)如图3－7所示，氢原子在以下各能级间跃迁：(1)从n＝2到n＝1；(2)从n＝5到n＝3；(3)从n＝4到n＝2。
在跃迁进程中辐射的电磁波的波长别离用λ1、λ2、λ3表示。
波长λ1、λ2、λ3大小的顺序是________。
图3－7A．λ1<λ2<λ3B．λ1<λ3<λ2C．λ3<λ2<λ1D．λ2＝λ3<λ15．(2021·上海高考)在一个238 92U原子核衰变成一个206 82Pb原子核的进程中，发生β衰变的次数为________。
A．6次B．10次C．22次D．32次6．(2021·常州检测)红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体，利用其中的铬离子产生激光。
铬离子的能级如图3－8所示，E 1是基态，E 2是亚稳态，E 3是激发态，假设以脉冲氙灯发出波长为λ1的绿光照射晶体，处于基态的铬离子受激发跃迁到E 3，然后自发跃迁到E 2，释放波长为λ2的光子，处于亚稳态E 2的离了跃迁到基态时辐射出的光确实是激光，这种激光的波长λ为________。
2021届高考物理一轮专题重组卷：第一部分 单元十三 波粒二象性 原子结构 原子核 Word版含解析
单元十三波粒二象性原子结构原子核考点1.氢原子光谱(Ⅰ)；2.氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ)；3.原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期(Ⅰ)；4.放射性同位素(Ⅰ)；5.核力、核反应方程(Ⅰ)；6.结合能、质量亏损(Ⅰ)；7.裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)；8.射线的危害和防护(Ⅰ)；9.光电效应(Ⅰ)；10.爱因斯坦光电效应方程(Ⅰ)知识点1.光电效应产生的条件以及爱因斯坦光电效应方程的应用；2.玻尔原子模型及能级跃迁；3.原子核的衰变、半衰期、核反应方程；4.裂变反应和聚变反应、核能的计算一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～7题只有一项符合题目要求，第8～12题有多项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．(2019·广东省梅州市兴宁一中高三上期末)下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是()A．卢瑟福通过分析甲图中的α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型B．乙图表明：只要有光射到金属板上，就一定有光电子射出C．丙图表示的是磁场对α、β和γ射线的作用情况，其中①是β射线，②是γ射线D．丁图表示的核反应属于重核裂变，是人工无法控制的核反应答案A解析卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，A 正确；根据光电效应发生的条件可知，并不是所有光射到金属板上，都一定有光电子射出，B错误；磁场的方向向里，根据左手定则可知，射线①带正电，所以①是α射线，②不偏转，是γ射线，C错误；丁图表示的核反应属于重核裂变，是人工可以控制的核反应，D错误。
2．(2019·四川宜宾第四中学高三上学期期末)对核反应的下列说法正确的是()A．核反应方程14 7N＋42He→17 8O＋11H是属于α衰变B．发生核反应21H＋31H→42He＋10n需要吸收能量C．核反应235 92U＋10n→8936Kr＋144 56Ba＋310n是属于裂变D．发生β衰变实质是质子向中子转变答案C解析A中核反应属于原子核的人工转变，A错误；B中核反应是轻核聚变，放出能量，B错误；C中核反应是重核裂变，故正确；发生β衰变实质是中子向质子转变，D错误。
2021版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第1讲原子结构氢原子光谱课后限时训练新人教版选修35
2021版高考物理一轮复习第13章原子结构原子核第1讲原子结构氢原子光谱课后限时训练新人教版选修35一、选择题(本题共10小题，1～6题为单选，7～10题为多选)1．(2021·重庆联考)认真观看氢原子的光谱，发觉它只有几条分离的不连续的亮线，其缘故是导学号( D )A．氢原子只有几个能级B．氢原子只能发出平行光C．氢原子有时发光，有时不发光D．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，因此对应的光的频率也是不连续的[解析]依照玻尔理论可知，氢原子的能量是不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，辐射的光子频率满足hν＝E m－E n，因此辐射的光子频率不连续。
故D正确，A、B、C错误。
2．如图甲所示是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析能够了解该矿物中缺乏的是导学号( B )A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素[解析]将甲中的线状谱与乙中的谱线相对比，没有的谱线对应的元素即是该矿物质中缺少的元素。
3．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的氦离子。
已知基态的氦离子能量为E1＝－，氦离子能级的示意图如图所示。
在具有下列能量的光子中，不能被基态氦离子吸取而发生跃迁的是导学号( B )A．B．C．D．[解析]要吸取光子发生跃迁需要满足一定的条件，即吸取的光子的能量必须是两个能级的能量差。
是第一能级和第二能级的差值，是第一能级和第四能级的差值，是电子电离需要吸取的能量，均满足条件。
即选项A 、C 、D 均能够，而B 选项不满足条件，因此选B 。
4．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。
如图所示为μ氢原子的能级示意图。
假定用光子能量为E 的一束光照耀容器中大量处于n ＝2能级的μ氢原子，μ氢原子吸取光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E 等于导学号 ( C )A ．h (ν3－ν1)B ．h (ν5＋ν6)C ．hν3D ．hν4[解析] 发出6种频率的光，说明氢原子跃迁到n ＝4能级，由已知频率关系知从n ＝2能级跃迁到n ＝4能级对应的能量为E ＝hν3，正确选项为C 。
2021高中物理人教版一轮复习训练：20原子物理
5．已知真空中的光速 c＝3.0×108 m/s，下列说法正确的是( ) A．铋 210 的半衰期是 5 天，经过 10 天，32 个铋 210 衰变后还剩下 8 个
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B．用中子轰击铀核的核反应方程为 29325U＋10n―→15464Ba＋8396Kr＋310n，属于原子核的衰变
于金属电阻丝的正中央 c 点，闭合开关，用光子能量为 3.5 eV 的一束单色光照射光电管阴极
1 K，发现灵敏电流计示数不为零；将滑动触头 P 从 c 点向左移动 L，电流计示数刚好减小到
4 1 零。若将滑动触头 P 从 c 点向右移动 L，光电子到达阳极 A 的最大动能为 Ekmax，则( ) 4
C．若核反应 10n＋ H―→ H 释放出 2.2 MeV 能量，该过程质量亏损为 3.9×10－30 kg
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D．某原子核 AZX 吸收一个中子后，放出一个电子，最后分裂为两个 α 粒子，则 A＝7，Z＝2
【答案】C
【解析】半衰期是针对大量原子核的衰变行为的统计规律，少数原子核不适用此规律，选项 A
A．W0＝2.5 eV，Ekmax＝1.0 eV B．W0＝2.5 eV，Ekmax＝2.0 eV C．W0＝1.0 eV，Ekmax＝1.0 eV D．W0＝1.0 eV，Ekmax＝2.0 eV 【答案】B
【解析】入射光的光子能量 ε ＝hν ＝3.5 eV，阴极 K 的逸出功为 W0，则逸出光电子的最大初动
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He＋Y 中 Y 为中子，核反应类型为轻核聚变，故 B 错误；裂变是重核吸收一个慢中子后分裂 成两个或两个以上的中等质量的原子核的过程，根据质量数守恒与电荷数守恒可知，裂变方 程中裂变的核反应可能为 29325U＋10n→15346Xe＋9308Sr＋K，其中 K 为 10 个中子，核反应类型为重核 裂变，故 C 正确；核反应方程 174N＋42He→187O＋Z 是人工核反应方程，不是轻核聚变，故 D 错 误。 4．6269Cu 是铜的一种同位素，研究发现 6269Cu 具有放射性，其发生衰变时伴有 γ 光子辐射，衰变 方程为 6269Cu→627Co＋42He，则下列说法中正确的是( ) A．γ 光子是衰变过程中 6269Cu 核辐射的 B．8 个 6269Cu 核在经过 2 个半衰期后，一定还有 2 个 6269Cu 核未发生衰变 C．由于衰变时有能量释放，所以 627Co 比 6269Cu 的比结合能小 D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的 【答案】D 【解析】衰变时，蕴含在 6269Cu 核内的能量会释放出来，使产生的新核 627Co 处于激发态，当它 向低能级跃迁时辐射出 γ 光子，故选项 A 错误；半衰期是统计规律，对大量的原子核适用， 对少数原子核不适用，故选项 B 错误；由于衰变时有能量释放，所以 627Co 比 6269Cu 的比结合能 大，故选项 C 错误；原子核的天然放射现象说明原子核内部具有复杂结构，并且说明原子核 是可分的，故选项 D 正确。
2020-2021【名校提分专用】高考物理一轮复习精选题辑课练39原子结构
课练39 原子结构1．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径的数量级是10－15m．其中正确的是( )A．①②③ B．①③④C．①②④ D．①②③④答案：B解析：α粒子散射实验结果表明，绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了较大角度的偏转，并有极少数α粒子的偏转角度超过90°，有的甚至几乎被反弹回来，则从α粒子散射实验结果出发推出的结论有金原子内部大部分都是空的，汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况，原子核的半径的数量级是10－15m，不能说明金原子是球体，B正确．2．下列说法正确的是( )A．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验B．普朗克曾经大胆假设：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子C．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一D．由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大答案：BC解析：玻尔的原子模型与原子的核式结构模型本质上是不同的，玻尔的原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，故A错误；普朗克能量量子化理论：振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的整数倍，这个不可再分的最小能量值ε叫做能量子，故B正确；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大角度偏转，这是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据之一，故C正确；由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，故D错误．3．如图所示为氢原子的能级图，在具有下列能量的光子或者电子中，不能使基态氢原子吸收能量而发生跃迁的是( )A．13 eV的光子B．13 eV的电子C．10.2 eV的光子D．10.2 eV的电子答案：A解析：13 eV的光子的能量小于基态的电离能，又不等于基态与其他激发态间的能量差，该光子不会被吸收，电子与氢原子碰撞，可以把一部分或全部能量传递给氢原子，而使其发生跃迁，所以13 eV的电子和10.2 eV的电子都可以被吸收.10.2 eV的光子正好等于n＝1能级和n＝2能级的能量差，可以被氢原子吸收发生跃迁．所以不能使基态氢原子吸收能量而发生跃迁的是A.4.(多选)氢原子的部分能级如图所示，已知可见光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间，由此可推知，氢原子( )A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光一定为可见光C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高D．大量处于n＝4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光答案：AD解析：由高能级向n＝1能级跃迁，最少能量为10.2 eV，高于可见光频率，A正确；从高能级向n＝2能级跃迁，能量范围是1.89 eV～3.4 eV，有可能比可见光能量高，B错误；从高能级向n＝3能级跃迁，能量范围是0.66 eV～1.51 eV，频率低于可见光，C错误；从n＝4能级向低能级跃迁时，4→2和3→2产生两种可见光，D正确．5．(多选)关于光谱，下列说法正确的是( )A．各种原子的发射光谱都是线状谱B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案：ACD解析：各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光的特征谱线来确定和鉴别物质，称为光谱分析．故A、C、D正确，B错误．6．氢原子发出a、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，则b光可能是( )A．从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的B．从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的C．从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的D．从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的答案：D解析：由光路图知，b光的折射率大于a光的折射率，所以b光的光子能量大于a光的光子能量，a光是由能级n＝5向n＝2跃迁时发出的，从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故A错误．从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故B错误．从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的光子能量小于a光的光子能量，故C错误．从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的光子能量大于a光的光子能量，故D正确．7．(2018·辽宁沈阳郊联体期末)根据氢原子的能级图，现让一束单色光照射到一群处于基态(量子数n＝1)的氢原子上，受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为( )A．13.6 eV B．3.4 eVC．12.75 eV D．12.09 eV答案：C解析：受激的氢原子能自发地发出6种不同频率的光，说明氢原子从n＝1能级跃迁到n＝4能级上，所以照射氢原子的单色光的光子能量E＝E4－E1＝12.75 eV，C正确．8．(2018·湖南永州二模)如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b是氢原子在下列哪种情形下跃迁时的辐射光( )A．从n＝3能级跃迁到n＝2能级B．从n＝5能级跃迁到n＝2能级C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级D．从n＝5能级跃迁到n＝3能级答案：B解析：谱线a是氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b比a的波长略短，则b光的频率比a光的频率略高，其光子的能量比a光光子的能量略大，所以谱线b 是氢原子从n＝5能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，B正确．9．(2018·天津六校联考)如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是( )A．若已知可见光的光子能量范围为1.62 eV～3.11 eV，则处于第4能级状态的氢原子，辐射光的谱线在可见光范围内的有2条B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加C．处于第3能级状态的氢原子，辐射出三种波长分别为λ1、λ2、λ3(λ1>λ2>λ3)的三条谱线，则λ1＝λ2＋λ3D．若处于第2能级状态的氢原子向基态跃迁时辐射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时辐射出的光也一定能使此金属板发生光电效应答案：A解析：若已知可见光的光子能量范围为1.62 eV～3.11 eV，则处于第4能级状态的氢原子，辐射光的谱线，对应的能量分别为ΔE1＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，ΔE2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eV，ΔE3＝－0.85 eV－(－13.6 eV)＝12.75 eV，ΔE4＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，ΔE5＝－1.51 eV－(－13.6 eV)＝12.09 eV，ΔE6＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，在可见光范围内的有2条，故A正确；当氢原子的电子由能级跃迁时释放的光子，则( )n＝5能级跃迁到n＝1种属于莱曼系能级的氢原子电离至少要0.85 eV的能量能级跃迁到基态释放光子的能量等于从n＝ν＋E1(m为电子质量mC ．大量处于n ＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光D ．若氢原子从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级向n ＝2能级跃迁时所产生的光子也一定能使该金属发生光电效应答案：C解析：氢原子由基态跃迁到激发态时，氢原子吸收光子，能量增大，轨道半径增大，根据k e 2r 2＝m v 2r知，电子动能减小，而其电势能增大，故A 错误；基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，则电子电离后的最大初动能为E km ＝h ν－E 1，因此电子最大速度大小为ν－E 1m，故B 错误；根据C 23＝3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子，故C 正确；若氢原子从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级向n ＝2能级跃迁时所产生的光子能量小于从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时辐射的能量，不一定能使该金属发生光电效应，故D 错误．刷题加餐练刷高考真题——找规律1．(2014·山东卷)(多选)氢原子能级如图，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656nm .以下判断正确的是( )A ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656nmB ．用波长为325nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级答案：CD解析：根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm ，因此A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知B 选项错误，D 选项正确；一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以C 选项正确．2．(2016·北京卷，13)处于n ＝3能级的大量氢原子向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种答案：C解析：因为是大量氢原子，所以根据C 2n 可得有3种可能，故C 正确．刷仿真模拟——明趋向＝－2＝6能级产生的光的频率最小，波长最长，B10.2 eV，大于金能级时，能吸收45 eV的能量跃迁到(He＋)向低能级跃迁时，只能发出能级跃迁到n＝3能级比从n＝能级跃迁到基态，辐射出的光子能使某金属板发生光电效应，能级释放的光子一定也能使该金属板发生光电效应氢原子能级的示意图如图所示，能级向n＝2能级跃迁时辐射出可见光．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线能级跃迁时会辐射出紫外线能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量也减小eV的能量，能量为－44.2ν＋E1m氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，氢原子的基态能量为E1(Eν＋E1.m。
2021高考物理一轮复习课练38原子结构含解析
课练38 原子结构1．下列叙述正确的是( )A．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构B．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象C．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象D．赫兹从理论上预言了电磁波的存在2．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hν1＋hν2C．吸收光子的能量为hν2－hν1D．辐射光子的能量为hν2－hν13．(多选)假定用光子能量为E的一束光照射大量处于n＝2能级的氢原子，氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2和ν3的光，且频率依次增大，则E等于 ( ) A．h(ν3－ν1) B．h(ν3－ν2)C．hν3 D．hν14．(多选)以下说法正确的是( )A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时吸收了一定频率的光子能量C．图丙是光电效应实验示意图，当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转，则此时验电器的金属杆带的是正电荷D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性5．已知氢原子的基态能量为E 1，激发态能量E n ＝E 1n 2，其中n ＝2,3，….用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速．能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长为( )A ．－4hc 3E 1B ．－2hc E 1C ．－4hc E 1D ．－9hcE 1练高考小题6．[2019·全国卷Ⅰ]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 eVB ．10.20 eVC ．1.89 eVD ．1.51 eV7．[2016·北京卷·13]处于n ＝3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有( )A ．1种B ．2种C ．3种D ．4种8．[2018·天津卷·5]氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线H α、H β、H γ和H δ，都是氢原子中电子从量子数n >2的能级跃迁到n ＝2的能级时发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定( )A ．H α对应的前后能级之差最小B ．同一介质对H α的折射率最大C ．同一介质中H δ的传播速度最大D ．用H γ照射某一金属能发生光电效应，则用H β也一定能9．[2015·天津卷]物理学重视逻辑，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 ．天然放射现象说明原子核内部是有结构的B ．电子的发现使人们认识到原子具有核式结构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10．[2017·北京卷]2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲．大连光源因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c＝3×108 m/s)( )A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 J练模拟小题11．[2020·江西省南昌市摸底]在α粒子散射实验中，α粒子以速度v0与静止的金原子核发生弹性正碰，碰后α粒子以速度v1被反向弹回，若金原子核的质量是α粒子质量的k 倍，则v0与v1的大小的比值为( )A．k B．k＋1C.k＋1k－1D.k－1k＋112．[2020·宁夏银川一中模拟](多选)玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( ) A．原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量B．原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C．电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D．电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率13．[2020·湖南省娄底市双峰一中模拟]下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法不正确的是( )A．原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的B．光电效应实验说明了光具有粒子性C．电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间14．[2020·济南模拟]卢瑟福通过α粒子散射实验得出了原子的核式结构模型，实验装置如图所示，所有带电粒子打到荧光屏上都产生光斑．为验证α粒子散射实验结论，现在1、2、3、4四处放置带有荧光屏的显微镜．则这四处位置一段时间内统计的闪烁次数符合实验事实的是( )A．2、10、625、1 205 B．1 202、1 305、723、203C．1 305、25、7、1 D．1 202、1 010、723、20315．[2020·洛阳统考]氢原子的核外电子由离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上，下列说法正确的是( )A．原子的能量减少B．原子的能量不变C．核外电子受力变小D．氢原子要吸收一定频率的光子16．关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是( )A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线B．原子的特征谱线可能是原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的C．可以用原子的特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据———[综合测评 提能力]———一、单项选择题(本题共8小题，每小题3分，共24分)1．[2020·云南昆明诊断]科学家对氢光谱可见光区的四条谱线进行了分析，发现这些谱线的波长可以用公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2来表示，关于此公式，下列说法正确的是( ) A ．该公式是玻尔首先通过对光谱的分析得到的B ．公式中R 为普朗克常量C ．公式中n 的取值范围为自然数D ．公式中n 越大，辐射出的光子能量越大2.氢原子能级图如图所示，下列说法错误的是( )A ．大量处于n ＝4能级的氢原子跃迁时，可以发出6种不同频率的光B ．用光子能量为0.5 eV 的光照射，可使氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝5能级C ．用动能为0.5 eV 的电子轰击氢原子，可使氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝5能级D ．处于n ＝4能级的氢原子可以吸收氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级发出的光子能量而发生电离3．从α粒子散射实验结果出发推出的结论有：①金原子内部大部分都是空的；②金原子是一个球体；③汤姆孙的原子模型不符合原子结构的实际情况；④原子核的半径的数量级是10－15 m ．其中正确的是( )A ．①②③B ．①③④C ．①②④D ．①②③④4．[2020·洛阳模拟]氢原子基态的能量为E 1＝－13.6 eV ，大量氢原子处于某一激发态，在这些氢原子可能发出的所有的光子中，频率最大的光子的能量为－0.96E 1，频率最小的光子的能量为E min ，这些光子中有m 种不同的频率，已知E n ＝E 1n2(n ＝1,2,3，…)，则( )A ．E min ＝0.31 eV ，m ＝10B ．E min ＝0.31 eV ，m ＝6C ．E min ＝0.51 eV ，m ＝10D ．E min ＝0.51 eV ，m ＝65．下列说法正确的是( )A．产生光电效应时，逸出光电子的最大初动能为E k，对于同种金属，E k与照射光的频率成线性关系B．氢原子从n＝4能级跃迁到n＝2能级时释放出甲光子，基态的氢原子吸收乙光子后跃迁到n＝3能级，则甲光子的频率大于乙光子的频率C．已知氡的半衰期为3.8天，若取20 g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走15 g砝码天平才能再次平衡D．钍核发生β衰变后，产生的新核的比结合能小于原来钍核的比结合能6.氢原子发出a、b两种频率的光，经三棱镜折射后的光路如图所示，若a光是由能级n ＝5向n＝2跃迁时发出的，则b光可能是( )A．从能级n＝4向n＝3跃迁时发出的B．从能级n＝4向n＝2跃迁时发出的C．从能级n＝6向n＝3跃迁时发出的D．从能级n＝6向n＝2跃迁时发出的7．如图所示，图甲为氢原子的能级图，图乙为氢原子的光谱，已知谱线a是氢原子从n ＝4能级跃迁到n＝2能级时的辐射光，谱线b是氢原子在下列哪种情形下跃迁时的辐射光( )A．从n＝3能级跃迁到n＝2能级B．从n＝5能级跃迁到n＝2能级C．从n＝4能级跃迁到n＝3能级D．从n＝5能级跃迁到n＝3能级8．[2020·江西南昌模拟]已知氢原子的基态能量为－E1，激发态能量为E n＝－E1n2，其中n＝2,3,4….已知普朗克常量为h，则下列说法正确的是( )A．氢原子由基态跃迁到激发态后，核外电子动能增大，原子的电势能减小B．基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，电子速度大小为2hν＋E1m(m为电子质量)C．大量处于n＝3的激发态的氢原子，向低能级跃迁时可辐射出3种不同频率的光D．若氢原子从n＝6能级向n＝1能级跃迁所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级向n＝2能级跃迁时所产生的光子也一定能使该金属发生光电效应二、多项选择题(本题共2小题，每小题4分，共8分)9．[2020·广州模拟]氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级10．关于光谱，下列说法正确的是( )A．各种原子的发射光谱都是线状谱B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的C．由于各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同D．根据各种原子发光的特征谱线进行光谱分析，可以鉴别物质和确定物质的组成成分三、非选择题(本题共3小题，共22分)11．(6分)[2020·湖南长沙长郡中学入学考试]按照玻尔原子理论，氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，要________(填“释放”或“吸收”)能量．已知氢原子的基态能量为E1(E1<0)，电子的质量为m，则基态氢原子的电离能为______，基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子后被电离，电离后电子的速度大小为________(已知普朗克常量为h)．12．(8分)(1)(多选)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了一定数目的光谱线，如图．调高电子的能量再次进行观测，发现光谱线的数目比原来增加了5条．用Δn表示两次观测中最高激发态的量子数n之差，E表示调高后电子的能量．根据图所示的氢原子的能级图可以判断，Δn和E的可能值为( )A．Δn＝1,13.22 eV<E<13.32 eVB．Δn＝2,13.22 eV<E<13.32 eVC．Δn＝1,12.75 eV<E<13.06 eVD．Δn＝2,12.75 eV<E<13.06 eV(2)如图所示为氢原子的能级图．用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有________种，其中最短波长为________ m(已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)．13．(8分)(1)如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别与电池的两极相连，各电池的电动势和极性如图所示，已知金属钨的逸出功为4.5 eV.现分别用不同能量的光子照射钨板(各光子的能量已在图上标出)，那么下列各图中，没有光电子达到金属网的是________(填入选项前的字母代号)．能够到达金属网的光电子的最大动能是________eV.(2)动能为12.5 eV的电子通过碰撞使处于基态的氢原子激发，最高能跃迁到量子数n ＝________的能级．当氢原子从这个能级跃迁返回基态的过程中，辐射的光子的最长波长λ＝________ m，已知氢原子基态能量E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s.(保留三位有效数字)课练38 原子结构[狂刷小题 夯基础]1．C 卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构学说，A 错误；玻尔理论成功解释了氢原子发光现象，B 错误；爱因斯坦成功地解释了光电效应现象，C 正确；麦克斯韦从理论上预言了电磁波的存在，赫兹证实了电磁波的存在，D 错误．2．D 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D 正确，ABC 错误．3．BD 因为氢原子吸收能量后发出3种不同频率的光子，根据n n －12＝3得n ＝3，吸收能量后氢原子处于第3能级，所以吸收的光子能量E ＝E 3－E 2，由ν1、ν2、ν3的光的频率依次增大，知它们分别为从n ＝3到n ＝2、n ＝2到n ＝1、n ＝3到n ＝1跃迁所辐射的光子，所以E ＝E 3－E 2＝hν1＝h (ν3 －ν2)，故BD 正确，AC 错误．4．ACD 题图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A 、B 、C 、D 中的A 位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多，故A 正确；题图乙是氢原子的能级示意图，结合氢原子光谱可知，氢原子从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级时辐射了一定频率的光子能量，故B 错误；题图丙是光电效应示意图，当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷，故C 正确；题图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性，故D 正确．5．D 第二激发态即第三能级，由题意可知E 3＝E 132，电离是氢原子从第三能级跃迁到最高能级的过程，需要吸收的最小能量为0－E 3＝－E 19，所以有－E 19＝hc λ，解得λ＝－9hc E 1，D 正确．6．A 因为可见光光子的能量范围是1.63 eV ～3.10 eV ，所以氢原子至少要被激发到n ＝3能级，要给氢原子提供的能量最少为E ＝(－1.51＋13.60)eV ＝12.09 eV ，即选项A 正确．7．C 大量处于n ＝3能级的氢原子跃迁时，辐射光的频率有C 23＝3种，故C 项正确．8．A H α的波长最长，频率最低，由跃迁规律可知，它对应的前后能级之差最小，A 项正确；由频率越低的光的折射率越小知，B 项错误；由折射率n ＝c v 可知，在同一介质中，H α的传播速度最大，C 项错误；当入射光频率大于金属的极限频率时可以使该金属发生光电效应现象，因νH β<νH γ，所以用H β照射时不一定能使该金属发生光电效应现象，D 项错误．9．A 本题考查物理学史实及原子物理．天然放射现象说明原子核内部有复杂的结构，选项A 正确；电子的发现使人们认识到原子可以再分，选项B 错误；α粒子散射实验使人们认识到原子具有核式结构，选项C 错误；密立根油滴实验测出了元电荷的电荷量，选项D 错误．10．B 本题考查光子能量的计算．能够电离一个分子的能量约为E ＝hc λ＝6.6×10－34 J·s×3×108 m/s 100×10－9 m＝1.98×10－18 J ，选项B 正确，ACD 错误． 11．C α粒子与静止的金原子核发生的是弹性正碰，以α粒子与金原子核组成的系统为研究对象，设α粒子的质量为m ，则金原子核的质量为km ，据题意，系统动量守恒，故有mv 0＝mv 1＋kmv 2，由于是弹性碰撞，所以碰撞前后系统的总动能相等，故有12mv 20＝12mv 21＋12×kmv 22，联立以上两式可得v 1＝－k －1v 0k ＋1，选项C 正确． 12．ABC 原子处于称为定态的能量状态时，虽然电子做加速运动，但并不向外辐射能量，A 正确；原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的，B 正确；电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子，C 正确；电子跃迁时辐射的光子的频率与能级差值有关，与电子绕核做圆周运动的频率无关，D 错误．13．A 原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是量子化的，只能是某些特定值，选项A 错误；光电效应实验说明了光具有粒子性，选项B 正确；衍射是波的特性，电子束穿过铝箔后的衍射图样证实了电子具有波动性，选项C 正确；极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子的质量和正电荷主要集中在很小的核上，否则不可能发生大角度偏转，选项D 正确．14．C 根据α粒子散射实验的统计结果，大多数粒子能按原来方向前进，少数粒子方射光的频率成线性关系，A 正确；氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级时的能级差小于从n ＝3能级跃迁到n ＝1能级时的能级差，根据E m －E n ＝hν，可知甲光子的频率小于乙光子的频率，B 错误；氡的半衰期为3.8天，经7.6天，即2个半衰期后，有15克氡衰变成新核，衰变成的新核仍具有质量，故取走的砝码要小于15克，天平才能再次平衡，C 错误；钍核发生β衰变后，要释放能量，且生成的新核更稳定，则产生的新核的比结合能大于原来钍核的比结合能，D 错误．6．D 由光路图知，b 光的折射率大于a 光的折射率，所以b 光的光子能量大于a 光的光子能量，a 光是由能级n ＝5向n ＝2跃迁时发出的，从能级n ＝4向n ＝3跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故A 错误；从能级n ＝4向n ＝2跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故B 错误；从能级n ＝6向n ＝3跃迁时发出的光子能量小于a 光的光子能量，故C 错误；从能级n ＝6向n ＝2跃迁时发出的光子能量大于a 光的光子能量，故D 正确．7．B 谱线a 是氢原子从n ＝4能级跃迁到n ＝2能级时的辐射光，谱线b 比a 的波长略短，则b 光的频率比a 光的频率略高，其光子的能量比a 光光子的能量略大，所以谱线b 是氢原子从n ＝5能级跃迁到n ＝2能级时的辐射光，B 正确．8．C 氢原子由基态跃迁到激发态时，氢原子吸收光子，能量增大，轨道半径增大，根据k e 2r 2＝m v 2r知，电子动能减小，而其电势能增大，故A 错误；基态氢原子中的电子吸收一频率为ν的光子被电离后，则电子电离后的最大初动能为E km ＝hν－E 1，因此电子最大速度大小为 2hν－E 1m，故B 错误；根据C 23＝3知，这些氢原子可能辐射出三种不同频率的光子，故C 正确；若氢原子从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时所产生的光子能使某金属发生光电效应，则氢原子从n ＝6能级向n ＝2能级跃迁时所产生的光子能量小于从n ＝6能级向n ＝1能级跃迁时辐射的能量，不一定能使该金属发生光电效应，故D 错误．9．CD 根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，辐射光的波长一定小于656 nm ，因此A 选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知B 选项错误，D 选项正确；一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以C 选项正确．10．ACD 各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光的特征谱线来确定和鉴别物质，称为光谱分析．故A 、C 、D 正确，B 错误．11．答案：吸收 －E 1 2hν＋E 1m解析：氢原子中的电子从离原子核较近的轨道跃迁到离原子核较远的轨道，原子能量增大，需要吸收能量．氢原子的基态能量为E 1(E 1<0)，则基态氢原子的电离能为－E 1.根据能量守恒定律得hν＋E 1＝12mv 2，解得电离后电子的速度大小为v ＝2hν＋E 1m .12．答案：(1)AD (2)10 9.5×10－8 解析：(1)由原子在某一级级跃迁最多发射谱线数C 2n 可知C 22＝1，C 23＝3，C 24＝6，C 25＝10，C 26＝15.由题意可知比原来增加5条光谱线，则调高电子能量前后，最高激发态的量子数分别可能为2和4,5和6……Δn ＝2和Δn ＝1.当Δn ＝2时：原子吸收了实物粒子(电子)的能量，则调高后电子的能量 E ≥E 4－E 1，E <E 5－E 1所以E ≥[－0.85－(－13.60)]eV ＝12.75 eVE <[－0.54－(－13.60)]eV ＝13.06 eV所以12.75 eV≤E <13.06 eV故D 正确．同理当Δn ＝1时，使调高后电子的能量满足E 6－E 1≤E <E 7－E 1[－0.38－(－13.60)]eV≤E <[－0.28－(－13.60)]eV即13.22eV≤E <13.32eV ，故A 正确．(2)13.6 eV －13.06 eV ＝0.54 eV ，可见用光子能量为13.06 eV 的光照射氢原子可使氢原子由基态跃迁到第5能级，氢原子由第5能级跃迁到低能级，能够辐射的频率种类为C 25＝10种，由ΔE ＝hν＝h c λ知，能级差最大对应波长最短，最大能级差为13.06 eV ，则λ＝hcΔE＝6.63×10－34×3×10813.06×1.6×10－19 m ＝9.5×10－8 m. 13．答案：(1)AC 1.8 (2)3 6.58×10－7解析：(1)A 选项中，入射光子的能量小于逸出功，没有光电子选出，C 选项中，逸出的光电子最大初动能为1.3 eV ，在反向电动势的影响下，不能到达对面金属网．B 项中逸出的光电子最大初动能为0.3 eV ，到达金属网时最大动能为1.8 eV ，D 项中逸出的光电子最大初动能为2.3 eV ，到达金属网时最大动能为0.8 eV.(2)氢原子基态能量E 1＝－13.6 eV ，根据E n ＝E 1n2，得第2、3、4能级的能量分别是－3.4 eV 、－1.51 eV 、－0.85 eV ，能级差值等于氢原子吸收的能量，所以动能为12.5 eV 的电子通过碰撞使处于基态的氢原子激发，最高能跃迁到量子数n ＝3的能级．当氢原子从n ＝3能级跃迁返回基态的过程中，E m －E n ＝h c λ，辐射的光子的波长最长对应频率最小，即从n ＝3能级跃迁到n ＝2能级过程中，辐射的光子波长。
2021届一轮复习人教版 原子结构与原子核外电子排布 作业
原子结构与原子核外电子排布角度1原子结构中微观粒子的数量关系1.最近,我国某物理研究所取得重大科技成果,研制出由18O所构成的单质气体。
18O是一种稳定的同位素,称为重氧。
下列有关说法不正确的是( )A.1.8 g18O2气体的物质的量是0.05 molB.0.1 mol重氧水中的18O所含的中子数约为6.02×1023C.0.2 mol18O2气体的体积约为4.48 LD.18O2气体的摩尔质量为36 g·mol-1【解析】选C。
A中1.8 g18O2的物质的量为=0.05 mol;B中O中所含的中子数为18-8=10,所以,0.1 mol O的中子数为0.1×10N A=N A;C中0.2 mol18O2气体在标准状况下才能为4.48 L;D中18O2的摩尔质量为36 g·mol-1。
角度2 微观粒子的结构2. W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W的原子核外只有6个电子,X+和Y3+的电子层结构相同,Z-的电子数比Y3+多8个,下列叙述正确的是( )A.W在自然界只有一种核素B.半径大小:X+>Y3+>Z-C.Y与Z形成的化合物的水溶液呈弱酸性D.X的最高价氧化物对应的水化物为弱碱【解析】选C。
W、X、Y、Z为原子序数依次增大的短周期主族元素,W 的原子核外只有6个电子,则W为C元素;X+和Y3+的电子层结构相同,则X为Na元素,Y为Al元素;Z-的电子数比Y3+多8个,则Z为Cl元素;C在自然界有多种核素,如12C、13C、14C等,A项错误;Na+和Al3+的电子层结构相同,核电荷数越大离子半径越小,Cl-比Na+和Al3+多一个电子层,离子半径最大,则离子半径大小:Al3+<Na+<Cl-,B项错误;AlCl3的水溶液中,由于Al3+水解,溶液呈弱酸性,C项正确;Na的最高价氧化物对应的水化物是NaOH,为强碱,D项错误。
2021届高考物理一轮复习原子结构试题
2021届高考物理一轮复习原子结构试题学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．2016年8月16日01时40分，由我国研制的世界首颗量子科学试验卫星“墨子号”在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭成功发射升空，它的成功发射和在轨运行，不仅将有助于我国广域量子通信网络的构建，服务于国家信息安全，它将开展对量子力学基本问题的空间尺度试验检验，加深人类对量子力学自身的理解，关于量子和量子化，下列说法错误的是（）A．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的概念B．普朗克把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念C．光子的概念是爱因斯坦提出的D．光电效应实验中的光电子，也就是光子2．下列能揭示原子具有核式结构的实验是()A．光电效应实验B．电子的发现C．氢原子光谱的发现D．α粒子散射实验3．下列关于近代物理知识的描述中，正确的是（）A．氢原子的基态能级为―13.6eV，当用光子能量为11.05eV的光照射处于基态的氢原子时，氢原子可以吸收光子而跃迁至2n =的激发态B ．比结合能越小，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定C ．衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的D ．在14417728N He O X +→+核反应中，X 是质子，这个反应过程叫原子核的人工转变4．下列说法正确的是（ ）A ．23892U 衰变为23491Pa 要经过2次α衰变和1次β衰变B ．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的C ．对于任何一种金属都存在一个“极限波长”，入射光的波长必须大于这个波长，才能产生光电效应D ．按照玻尔理论，氢原子的核外电子从高轨道跃迁到低轨道时，其动能增加，电势能减小, 原子的能量减小5．下列说法正确的是（ ）A ．X 射线是处于激发态的原子核辐射出来的B ．康普顿效应和电子的衍射现象说明光和电子都具有波动性C ．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论D．汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定其本质是带负电的粒子流并测定了这种粒子的电荷量6．关于原子物理的相关知识，下列说法正确的是（）A．太阳辐射能量主要来自太阳内部的核聚变反应B．一束单色光照射到某种金属表面不能发生光电效应，是因为该光的波长太短C．发生光电效应时，入射光的频率越高，逸出的光电子的最大初动能就越小D．大量的氢原子从n=3能级向低能级跃迁时，只能辐射两种不同频率的光7．下面四幅图描述的场景分别是：图甲是测量单摆的周期时选取计时的开始（和终止）的位置；图乙是用惠更斯原理解释球面波的传播；图丙是产生电磁振荡的电路；图丁是氢原子能级图。
2021版新高考物理人教版一轮核心素养测评四十一15.2原子结构
核心素养测评四十一原子结构(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题,每小题6分,共54分,1～6题为单选题,7～9题为多选题)1.(2019·惠州模拟)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.质子的发现B.α粒子的散射实验C.对阴极射线的研究D.天然放射现象的发现【解析】选B。
卢瑟福提出了原子的核式结构模型,是以α粒子的散射实验为基础建立的,B正确。
2.如图所示为α粒子散射实验装置,粒子打到荧光屏上会引起闪烁,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符合实验事实的是( )A.2、10、625、1 205B.1 202、1 010、723、203C.1 305、25、7、1D.1 202、1 305、723、203【解析】选C。
根据卢瑟福的α粒子散射实验结果可知,绝大多数粒子没有发生偏转,少数粒子发生了小角度偏转,极个别粒子发生了大角度偏转,因此在a、b、c、d四个位置统计的闪烁次数应依次减少,且在d 位置应非常少。
3. (2020·烟台模拟)如图所示为氢原子的能级图,现有一群处于n=3能级的激发态的氢原子,则下列说法正确的是( )A.能发出6种不同频率的光子B.波长最长的光是氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级产生的C.发出的光子的最小能量为12.09 eVD.处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离【解析】选D。
一群处于n=3能级的激发态的氢原子能发出=3种不同频率的光子,A错误;由辐射条件知氢原子由n=3能级跃迁到n=1能级辐射出的光子频率最大,波长最小,B错误;发出的光子的最小能量为E3-E2=1.89 eV,C错误;n=3能级对应的氢原子能量是-1.51 eV,所以处于该能级的氢原子至少需吸收1.51 eV能量的光子才能电离,故D正确。
4. (2019·和平区模拟)如图所示为氢原子能级图,一群氢原子处于基态,现用光子能量为E的一束单色光照射这群氢原子,氢原子吸收光子后能向外辐射六种不同频率的光,已知普朗克常量为h,真空中光速为c,在这六种光中 ( )A.最容易发生衍射现象的光是由n=2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.所有光子的能量不可能大于ED.这些光在真空中的最大波长为【解析】选C。
高考物理总复习 一轮同步小练习 第21章 原子结构
1．关于空气的导电性能，下列说法正确的是( )A ．空气导电是由于空气分子中有的带正电，有的带负电，在强电场作用下向相反方向运动的结果B ．空气能够导电，是因为空气分子在射线或强电场作用下电离的结果C ．空气密度越大，导电性能越好D ．空气密度变得稀薄，容易发出辉光2．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是( )A ．使α粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对α粒子的作用力B ．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力C ．原子核很小，α粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进D ．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核较近的α粒子3．观察钠的吸收光谱，需要( )A ．让炽热的固体钠发出的白光通过较冷的空气B ．让炽热的固体钠发出的白光通过较热的空气C ．让炽热的固体发出的白光通过较冷的钠蒸气D ．让炽热的固体发出的白光通过较热的钠蒸气4．氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量范围约为 1.62eV~3.11eV ．下列说法错误的是( )A ．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 ．大量氢原子从高能级向n=3的能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C ．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D ．大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光5．下列说法正确的是．( )A ．一群氢原子处于n=3的激发态向较低能级跃迁时，最多可放出两种频率的光子B ．由于每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质C ．实际上，原子中的电子没有确定的轨道，但在空间各处出现的概率具有一定的规律D ．α粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的6．根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E'的轨道，辐射出波长为λ的光子，以h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则E'等于'( ) A ．E-h c λ B ．E+h c λ C ．E-h λcD ．E+hλc7．如图所示为氢原子的四个能级，其中E 1为基态．若氢原子A 处于激发态E 2，氢原子B 处于激发态E 3，则下列说法正确的是( )A ．原子A 可能辐射出3种频率的光子B ．原子B 可能辐射出3种频率的光子C ．原子A 能够吸收原子B 发出的光子并跃迁到能级E 4D ．原子B 能够吸收原子A 发出的光子并跃迁到能级E 48．氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能发生的情况是．( ) A ．放出光子，电子动能减小，原子势能增大 B ．放出光子，电子动能增大，原子势能减小 C ．吸收光子，电子动能减小，原子势能增大 D ．吸收光子，电子动能增大，原子势能减小9．氢原子在某三个相邻能级之间跃迁时，可发出三种不同波长的辐射光．已知其中的两个波长分别为λ1和λ2，且λ1>λ2，则另一个波长可能是( )A ．λ1+λ2B ．λ1-λ2C ．2121λλλλ+D ．2121λλλλ- 10．μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．如图所示为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E 的一束光照射容器中大量处于n=2能级的μ氢原子，μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大，则E 等于 ( ) A ．h(ν3-ν1) B ．h(ν5+ν6) C ．h ν3 D ．h ν411．氢原子吸收一个在真空中的波长为4861．3Å的光子后，核外电子从n=2的能级跃迁到n=4的能级，则这两个能级的能级差是 ( )Ａ. 4.09×10-１５J Ｂ. 4.09×10-１７J Ｃ. 4.09×10-19J Ｄ.4.09×10-２１J12．在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2的能级发出的谱线属于巴耳末线系．若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多发出多少条不同频率的谱线（ ）A.6条B. 7条C. 8条D. 9条13．为了测定带电粒子的比荷mq，让这个带电粒子垂直电场方向飞进平行金属板间，已知匀强电场的场强为E ，在通过长为L 的两金属板间后，测得偏离入射方向的距离为d ．如果在两板间加垂直电场方向的匀强磁场，磁场方向垂直于粒子的入射方向，磁感应强度为B ，则粒子恰好不偏离原来方向，则比荷mq为 （ ）A. 222LB dEB.22L B dEC. 222L B dED. 224L B dE14. 一个半径为1.62×10-4cm 的带负电的油滴，在场强等于1.92×105V/m 的竖直向下的匀强电场中．如果油滴受到的电场力恰好与重力平衡，则这个油滴带有几个电子的电荷（已知油的密度0.851×103kg/m 3．）（ ）A. 3个B. 4个C. 5个D. 6个15．将氢原子电离，就是从外部给电子以能量，使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子．若用波长为200nm 的紫外线照射n=2激发态的氢原子，则电子飞到离核无穷远处时的速度为(电子的电量e=1.6×10-19C ，电子的质量m e =0．91×10-30kg) （ ）A. 1×103m/sB. 1×104m/sC. 1×105m/sD. 1×106m/s1．BD 2．BCD 3．C 4．D 5．BC 6．C 7．B 8．BC 9．CD 10．C 11. Ｃ 12. A 13. A 14. C 15. D第十八章测试卷 1．BD 【解析】：空气是由多种气体组成的混合气体，在正常情况下，气体分子不带电(显中性)，是较好的绝缘体．但在射线、受热及强电场作用下，空气分子被电离，才具有导电性能，且空气密度较大时，电离的自由电荷很容易与其他空气分子碰撞，正、负电荷重新复合，难以形成稳定的放电电流．而电离后的自由电荷在稀薄气体环境中由于不容易复合，导电性能更好，由此可知选项B 、D 正确． 2．BCD 【解析】：α粒子偏转的力主要是库仑力(金原子核与α粒子之间)，故选项A 错，选项B 对；原子核很小，只有靠近原子核的极少数α粒子才能发生较大角度偏转，故选项C 、D 正确． 3．C 【解析】：炽热的固体发出的连续光谱经过低温钠蒸气后形成吸收光谱，故选项C 是正确的． 4．D 【解析】：紫外线的频率比可见光的高，因此紫外线光子的能量应大于3．11eV ，而处于n=3能级的氢原子其电离能仅为1．51eV<3．11eV ，所以处于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；大量氢原子从高能级向n=3的能级跃迁时，发出的光子的能量小于1．51eV<1．62eV ，即所发出的光子为有显著热效应的红外光子；大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可以辐射出的光子的种类为N=24C =6种，故选项D 正确． 5．BC 【解析】：处于n=3激发态的氢原子向较低能级跃迁时能放出光子的种类是23C =3种，选项A 错误；由于每种原子都具有与其他原子不同的特征谱线，故可以根据光谱鉴别物质，选项B 正确；电子在核外空间的运动没有确定的轨道，运动规律符合统计规律，选项C 正确；α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，选项D 错误． 6．C 【解析】：由于电子跃迁的过程中原子辐射光子，所以电子由高能级轨道向低能级轨道跃迁，即E'<E ，故E'=E －hλc．7．B 【解析】：氢原子从激发态n 跃迁到基态过程中可发出的光子总数为2)1(-n n ，则原子A 只能发出一种光子，原子B 能发出3种光子．又由玻尔理论知，光子照射氢原子使其跃迁到高能级时，只能吸收特定频率的光子，则选项A 、C 、D 错，选项B 正确． 8．BC 【解析】：氢原子的核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道时，可能吸收光子也可能放出光子，由E k =r ke 22可知，吸收光子时，半径r 变大，E k 变小；当放出光子时，r 变小，E k 变大．再由Ep=-rke 2(E p∞=0)可知，当吸收光子时，r 变大，E p 变大；当放出光子时，r 变小，E p 的绝对值增大，E p 的数值减小，电势能减小，所以选项A 、D 错，选项B 、C 正确．9．CD 【解析】：由于λ1>λ2，则光子能量h1λc <h 2λc，共有如图所示的三种组合：已知①②求③、已知①③求②和已知②③求①．对已知①②求③可得：3λhc=1λhc+2λhc→λ3=2121λλλλ+，故选项C 正确；对已知①③求②和已知②③求①可得选项D 正确．10．C 【解析】：由于μ氢原子吸收光子后，能释放6种光子，可知其吸收光子后跃迁到第4能级，因此所吸收的光子的能量E=E 4-E 2，而此种光子能量在所释放的6种光子中仅大于E 43和E 32，居第3位．又因为光子的能量与频率成正比，所以E=h ν3，故选项C 正确． 11．4．09×10-19【解析】：∆E =hν=hλc=6.63×10-34×108103.4861103-⨯⨯J≈4.09×10-19J ． 12．6【解析】：由题意知，这群氢原子原来处于n=4的能级．它向低能级跃迁时，发出光谱线的条数为4×3×21=6． 13．222L B dE【解析】：仅加电场时有： d=21(m qE )·(0v L )2① 加复合场．时有：Bqv 0=Eq ② 联立①②两式得m q =222LB dE． 14．5【解析】：油滴的质量为：m=ρV ① 油滴的体积为：V=34πR 3②又由重力与电场力平衡可得：mg=qE ③联立①②③得：q≈8．0×10-19C由e=1．6×10-19C 知q=5e ，即带5个电子的电荷量． 15．(1)8．21×1014Hz (2)1×106m/s 【解析】：(1)n=2时，E 2=226.13-eV=-3．4eV ．所谓电离，就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n=∞的轨道．n=∞时，E ∞=0，所以，要使处于n=2激发态的原子电离，电离能为： ∆E=E ∞-E 2=3．4eV 电磁波的频率为：ν=hE ∆=34191063.6106.14.3--⨯⨯⨯Hz≈8．21×1014Hz(2)波长为200nm 的紫外线的光子所具有的能量为：E 0=h ·λc=6.63×10-34×9810200103-⨯⨯J=9．945×10-19J电离能∆E=3．4×1．6×10-19J=5．44×10-19J ．由能量守恒：E 0 -∆E=21mv 2，代人数值解得：v≈1×106m/s ．。
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原子结构题型一原子的结构1.电子的发现英国物理学家汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子。
美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”对电子的电荷进行了精确的测定。
2.α粒子散射实验1909～1911年,英籍物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
这一事实说明汤姆孙模型是错误的。
3.原子的核式结构模型卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
4.原子核的尺度对于一般的原子,整个原子半径的数量级为10-10 m,原子核半径的数量级为10-15 m。
[典例1] (多选)如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A,B,C,D四个位置时,关于观察到的现象,下列说法正确的是( )A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍微少些C.放在C,D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少变式1:(多选)关于卢瑟福的α粒子散射实验,以下判断中正确的是( )A.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子不会发生散射现象B.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子仍会发生散射现象,但现象不显著C.如果用质子代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象D.如果用阴极射线代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象题型二氢原子光谱1.各种原子的发射光谱都是线状谱,说明原子只发出几种特定频率的光。
2.卢瑟福的原子核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验,但无法解释原子光谱的分立特征。
[典例2] 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα,Hβ,Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定( )A.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能变式2:原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向较低能级跃迁,用n表示氢原子所处能级状态的量子数,N表示由该能级状态发生跃迁时可能发出的不同波长的光谱线的数目,则( )A.当n=1时,N=1B.当n=2时,N=2C.当n=3时,N=3D.当n=4时,N=4题型三玻尔理论、氢原子能级1.氢原子从低能级向高能级跃迁时,必须吸收确定能量的光子,该光子能量必须满足hν=E m-E n,大于或小于E m-E n都不能被吸收。
2.氢原子可以吸收大于或等于其电离能量的光子,使其成为氢离子。
3.氢原子吸收实物粒子(如电子)的能量时,可以根据需要吸收其中的一部分能量,也即对电子等实物粒子的能量没有限制条件,只要实物粒子的能量足够就可以。
4.氢原子的电子的动能E kn随r的增大而减小,而总能量E n随n的增大而增大,故电势能E pn随n 的增大而增大,当r减小时,电场力做正功,电势能减小,电子的动能增加。
[典例3]如图是氢原子的能级图。
一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,则以下判断正确的是( )A.该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子B.该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75 eV的能量C.该氢原子只有吸收0.85 eV的光子时才能电离D.该氢原子向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量是特定值变式3:(多选)氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。
以下判断正确的是( )A.氢原子从n=2跃迁到n=1的能级时,辐射光的波长大于656 nmB.用波长为325 nm的光照射,可使氢原子从n=1跃迁到n=2 的能级C.一群处于n=3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D.用波长为633 nm的光照射,不能使氢原子从n=2跃迁到n=3的能级同步练习1.(原子结构)在卢瑟福α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看做静止不动,下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是( )2.(氢原子光谱)(多选)用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子,使这些氢原子被激发到量子数为n(n>2)的激发态。
此时出现的氢光谱中有N条谱线,其中波长的最大值为λ。
现逐渐提高入射电子的动能,当动能达到某一值时,氢光谱中谱线增加到N′条,其中波长的最大值变为λ′。
下列各式中可能正确的是( )A.N′=N+nB.N′=N+n-1C.λ′>λD.λ′<λ3.(玻尔理论、氢原子能级)如图所示是某原子的能级图,a,b,c为原子跃迁所发出的三种波长的光。
在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是( )4.(2018·浙江11月选考,14)(多选)处于较高能级的氢原子向较低能级跃迁时,能辐射出a,b两种可见光,a光照射某金属表面时有光电子逸出,b光照射该金属表面时没有光电子逸出,则( )A.以相同的入射角射向一平行玻璃砖,a光的侧移量小于b光的B.垂直入射到同一单缝衍射装置,a光的衍射中央亮条纹宽度小于b光的C.a光和b光的频率之比可能是2027D.a光子的动量大于b光子的5.(2018·浙江4月选考,15)(多选)氢原子的能级图如图所示,关于大量氢原子的能级跃迁,下列说法正确的是(可见光的波长范围为4.0×10-7m～7.6×10-7m,普朗克常量h=6.6×10-34J·s,真空中的光速c=3.0×108 m/s)( )A.氢原子从高能级跃迁到基态时,会辐射γ射线B.氢原子处在n=4能级,会辐射可见光C.氢原子从高能级向n=3能级跃迁时,辐射的光具有显著的热效应D.氢原子从高能级向n=2能级跃迁时,辐射的光在同一介质中传播速度最小的光子能量为1.89 eV6. (多选)氢原子从n=6跃迁到n=2能级时辐射出频率为ν1的光子,从n=5跃迁到n=2能级时辐射出频率为ν2的光子。
下列说法正确的是( )A.频率为ν1的光子的能量较大B.频率为ν1的光子的动量较大C.做双缝干涉实验时,频率为ν1的光产生的条纹间距较大D.做光电效应实验时,频率为ν1的光产生的光电子的最大初动能较大7. (多选)如图为氢原子能级图,氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光;从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光,a光和b光的波长分别为λa和λb,照射到逸出功为2.29 eV 的金属钠表面均可产生光电效应,遏止电压分别为U a和U b。
则( )A.λa>λbB.U a>U bC.a光的光子能量为2.86 eVD.b光产生的光电子最大初动能E k=0.26 eV原子结构题型一原子的结构1.电子的发现英国物理学家汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子。
美国物理学家密立根通过著名的“油滴实验”对电子的电荷进行了精确的测定。
2.α粒子散射实验1909～1911年,英籍物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验,实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进,但有少数α粒子发生了大角度偏转,偏转的角度甚至大于90°,也就是说它们几乎被“撞”了回来。
这一事实说明汤姆孙模型是错误的。
3.原子的核式结构模型卢瑟福根据α粒子散射实验,提出了原子的核式结构模型:在原子中心有一个很小的核,原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里,带负电的电子在核外空间绕核旋转。
4.原子核的尺度对于一般的原子,整个原子半径的数量级为10-10 m,原子核半径的数量级为10-15 m。
[典例1] (多选)如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图,荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A,B,C,D四个位置时,关于观察到的现象,下列说法正确的是( )A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍微少些C.放在C,D位置时屏上观察不到闪光D.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光,但次数极少答案:AD变式1:(多选)关于卢瑟福的α粒子散射实验,以下判断中正确的是( BD )A.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子不会发生散射现象B.如果用铝箔代替原实验中的金箔,则α粒子仍会发生散射现象,但现象不显著C.如果用质子代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象D.如果用阴极射线代替原实验中的α粒子,则不会发生散射现象题型二氢原子光谱1.各种原子的发射光谱都是线状谱,说明原子只发出几种特定频率的光。
2.卢瑟福的原子核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验,但无法解释原子光谱的分立特征。
[典例2] 氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα,Hβ,Hγ和Hδ,都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级时发出的光,它们在真空中的波长由长到短,可以判定( )A.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应,则Hβ也一定能答案:A变式2:原子处于基态时最稳定,处于较高能级时会自发地向较低能级跃迁,用n表示氢原子所处能级状态的量子数,N表示由该能级状态发生跃迁时可能发出的不同波长的光谱线的数目,则( C )A.当n=1时,N=1B.当n=2时,N=2C.当n=3时,N=3D.当n=4时,N=4题型三玻尔理论、氢原子能级1.氢原子从低能级向高能级跃迁时,必须吸收确定能量的光子,该光子能量必须满足hν=E m-E n,大于或小于E m-E n都不能被吸收。
2.氢原子可以吸收大于或等于其电离能量的光子,使其成为氢离子。
3.氢原子吸收实物粒子(如电子)的能量时,可以根据需要吸收其中的一部分能量,也即对电子等实物粒子的能量没有限制条件,只要实物粒子的能量足够就可以。
4.氢原子的电子的动能E kn随r的增大而减小,而总能量E n随n的增大而增大,故电势能E pn随n 的增大而增大,当r减小时,电场力做正功,电势能减小,电子的动能增加。
[典例3]如图是氢原子的能级图。
一个氢原子从n=4的能级向低能级跃迁,则以下判断正确的是( )A.该氢原子最多可辐射出6种不同频率的光子B.该氢原子跃迁到基态时需要吸收12.75 eV的能量C.该氢原子只有吸收0.85 eV的光子时才能电离D.该氢原子向低能级跃迁时,向外辐射的光子的能量是特定值答案:D变式3:(多选)氢原子能级如图,当氢原子从n=3跃迁到n=2的能级时,辐射光的波长为656 nm。