高考物理海口近代物理知识点之原子结构基础测试题含答案解析.docx
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高考物理海口近代物理知识点之原子结构基础测试题含答案解析
高考物理海口近代物理知识点之原子结构基础测试题含答案解析
一、选择题
1．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
2．一个氢原子从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．关于近代物理，下列说法正确的是（ ）
A．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
B．α粒子散射实验证明了原子的核式结构
C．α、β、γ射线比较，α射线的穿透能力最强
D．光电效应现象揭示了光的波动性
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．下列说法正确的是（ ）
A．汤姆孙通过α粒子散射实验，提出了原子具有核式结构
B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生4种谱线
C．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．在核反应中，质量数和电荷数都守恒
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．若用｜E1｜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
，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．
B．
C．
D．
8．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
9．氢原子发光时，能级间存在不同的跃迁方式，图中①②③三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．下列说法正确的是（）
A．
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、
粒子的质量分别为
、
、
，由2个质子和2个中子结合成一个
粒子，释放的能量是
11．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
12．下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）
A．
B．
C．
D．
13．在物理学的发展过程中，许多物理学家做出了重要贡献，下列叙述正确的是
A．库仑发现了电子
B．安培发明了电池
C．法拉第最早提出了电场的概念
D．奥斯特首先发现了电磁感应现象
14．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，已知ra>rb，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
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．13.6eVB．12.09eVC．10.2eVD．3.4eV
16．如图所示为α粒子散射实验装置，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．1305、25、7、1
B．202、405、625、825
C．1202、1010、723、203
D．1202、1305、723、203
17．汞原子的能级图如图所示．现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光．那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是（ ）
A．可能大于或等于7.7eV
B．可能大于或等于8.8eV
C．一定等于7.7eV
D．包含2.8eV、4.9eV、7.7eV三种
18．关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有
A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内
B．α粒子散射实验中少数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．卢瑟福的原子核式结构模型能够很好的解释光谱的分立特征和原子的稳定性
D．玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，说明玻尔提出的原子定态概念是错误的
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
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
粒子轰击金属铍并发现了中子
D．卢瑟福用
粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在
20．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=0.6328μm，λ2=3.39μm．已知波长为λ1的激光是氖原子在能级间隔为ΔE1=1.96eV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．10.50eVB．0.98eVC．0.53eVD．0.37eV
21．已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示，当大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是（）
A．电子的动能减少，氢原子系统的总能量减少
B．氢原子可能辐射4种频率的光子
C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应
D．从n=4到n=1发出的光的波长最长
22．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
23．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
24．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
25．一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
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一、选择题
1．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
，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。
2．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
能级跃迁到
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．
3．B
解析：
B
【解析】
【详解】
A．放射性元素的半衰期与温度的变化无关，选项A错误；
B．α粒子散射实验证明了原子的核式结构，选项B正确；
C．α、β、γ射线比较，γ射线的穿透能力最强，选项C错误；
D．光电效应现象揭示了光的粒子性，选项D错误；
故选B。
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，
，此种光的频率大于金属的极限频率，故发生了光电效应.A、
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、
，也能让金属发生光电效应，则B错误；C、由光电效应方程
，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
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
，光的频率
，光电效应方程
.
5．D
解析：
D
【解析】
【分析】
【详解】
A．卢瑟福通过
粒子散射实验，提出了原子具有核式结构，故A错误；
B．一群处于n=4能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生
种谱线，故B错误；
C．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；
D．在核反应中，质量数和电荷数都守恒，故D正确。
故选D。
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．B
解析：
B
【解析】
【详解】
处于第二能级的能量
则向基态跃迁时辐射的能量
处于第三能级的能量
则向基态跃迁时辐射的能量
处于第4能级的能量为
向基态跃迁时辐射的能量
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
．
8．C
解析：
C
【解析】
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
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
可知能量越大波长越短，因此①②③的波长依次减少，Ａ符合题意
10．B
解析：
B
【解析】
【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
，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：
故D错误。
故选B。
11．C
解析：
C
【解析】
【分析】
【详解】
A．
衰变时
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．
粒子散射实验表明原子具有核式结构，故D错误。
故选C。
12．C
解析：
C
【解析】
【分析】
【详解】
A．该实验是
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
射线的性质，D错误。
故选C。
13．C
解析：
C
【解析】
【详解】
A.汤姆孙发现了电子，故A错误；
B.伏打发明了电池，故B错误；
C.法拉第最早提出了电场的概念，故C正确；
D.法拉第首先发现了电磁感应现象，故D错误。
故选：
C
14．B
解析：
B
【解析】
【详解】
因为ra＞rb．一个氢原子中的电子从半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb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。
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．A
解析：
A
【解析】
【分析】
【详解】
由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁此时最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转．符合该规律的数据只有A选项，A正确．
17．C
解析：
C
【解析】
【分析】
电子由高能级向低能级跃迁时，可以跃迁到任何一个低能级，每一种跃迁都伴随着一种频率的光子，即释放一种单色光．
【详解】
只发出三种不同频率的单色光，说明单色光照射后的汞原子处于第三能级，汞原子吸收的光子能量为：
，C正确；ABD错误；
18．B
解析：
B
【解析】
A、汤姆孙发现电子后，猜想出原子内的正电荷均匀分布在原子内，提出了枣糕式原子模型，故A错误；
B、卢瑟福根据α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转，提出了原子核式结构模型．故B正确；
C、卢瑟福提出的原子核式结构模型，无法解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征，故C错误；
D、玻尔原子理论无法解释较复杂原子的光谱现象，由于原子是稳定的，故玻尔提出的原子定态概念是正确的，故D错误．
点睛：
本题考查原子物理中常识性问题，要在了解人类发现原子结构历史进程的基础上进行记忆，不能混淆．
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．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=
，△E1=
，△E2=
，
联立两式得，△E2=0.37eV．
故D正确，ABC错误．故选D．
21．C
解析：
C
【解析】
【详解】
A.氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，核外电子的半径减小，由
可知，电子的动能变大，由于辐射光子，则氢原子系统的总能量减少，选项A错误；
B.氢原子可能辐射
种不同频率的光子，选项B错误；
C.n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应。
故C正确；
D.从n=4到n=1能级差最大，则发出的光的频率最大，波长最短，选项D错误.
22．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。
23．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，Em-En=hν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光Ek-En=hν2，则从能级k跃迁到能级m有Ek-Em=（Ek-En）-（Em-En）=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；
24．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
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。
25．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=Em-En
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。
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