2018年高考物理 考點(diǎn)一遍過 專題57 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜

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1、 專題57 原子結(jié)構(gòu) 氫原子光譜 一、原子的核式結(jié)構(gòu) 1．電子的發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。 2．α粒子散射實(shí)驗(yàn)：1 909~1 911年，英國物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說它們幾乎被“撞”了回來。 3．原子的核式結(jié)構(gòu)模型：在原子中心有一個(gè)很小的核，原子全部的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在核里，帶負(fù)電的電子在核外空間繞核旋轉(zhuǎn)。 二、光譜 1．光譜 用光柵或棱鏡可以把光按波長展開，獲得光的波長（頻率）和強(qiáng)度分布的記錄，即

2、光譜。 2．光譜分類 有些光譜是一條條的亮線，這樣的光譜叫做線狀譜。 有的光譜是連在一起的光帶，這樣的光譜叫做連續(xù)譜。 3．氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律 巴耳末線系是氫原子光譜在可見光區(qū)的譜線，其波長公式=R，（n=3，4，5，···），R是里德伯常量，R=1.10×107 m–1，n為量子數(shù)。 三、玻爾理論 1．定態(tài)：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些能量狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然繞核運(yùn)動(dòng)，但并不向外輻射能量。 2．躍遷：原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩個(gè)定態(tài)的能量差決定，即hν=Em–En。（h是普朗克常量，h=6.63×1

3、0–34 J·s） 3．軌道：原子的不同能量狀態(tài)跟電子在不同的圓周軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對應(yīng)。原子的定態(tài)是不連續(xù)的，因此電子的可能軌道也是不連續(xù)的。 四、氫原子的能級、能級公式 1．氫原子的能級 能級圖如圖所示 2．氫原子的能級和軌道半徑 （1）氫原子的能級公式：En=E1（n=1，2，3，···），其中E1為基態(tài)能量，其數(shù)值為E1=–13.6 eV。 （2）氫原子的半徑公式：rn=n2r1（n=1，2，3，···），其中r1為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，其數(shù)值為r1=0.53×10–10 m。 五、氫原子能級及能級躍遷 1．定態(tài)間的躍遷——滿足能級差 （1）從低能級（n?。└吣芗?/p>

4、（n大）→吸收能量。 hν=En大–En小 （2）從高能級（n大）低能級（n小）→放出能量。 Hν=En大–En小 2．電離 電離態(tài)與電離能 電離態(tài)：n=∞，E=0 基態(tài)→電離態(tài)：E吸=0–(–13.6 eV)=13.6 eV電離能。 n=2→電離態(tài)：E吸=0–E2=3.4 eV 如吸收能量足夠大，克服電離能后，獲得自由的電子還攜帶動(dòng)能。 六、解答氫原子能級圖與原子躍遷問題應(yīng)注意 1．能級之間發(fā)生躍遷時(shí)放出（吸收）光子的頻率由hν=Em–En求得。若求波長可由公式c=λν求得。 2．一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為（n–1）。 3．一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜

5、線條數(shù)的兩種求解方法。 （1）用數(shù)學(xué)中的組合知識(shí)求解：。 （2）利用能級圖求解：在氫原子能級圖中將氫原子躍遷的各種可能情況一一畫出，然后相加。 七、對原子躍遷條件的理解 1．原子從低能級向高能級躍遷，吸收一定能量的光子。只有當(dāng)一個(gè)光子的能量滿足hν=E末–E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級E初向高能級E末躍遷，而當(dāng)光子能量hν大于或小于E末–E初時(shí)都不能被原子吸收。 2．原子從高能級向低能級躍遷，以光子的形式向外輻射能量，所輻射的光子能量恰等于發(fā)生躍遷時(shí)的兩能級間的能量差。 3．入射光子和入射電子的區(qū)別：若是在光子的激發(fā)下引起原子躍遷，則要求光子的能量必須等于原子的某兩個(gè)

6、能級差；若是在電子的碰撞下引起的躍遷，則要求電子的能量必須大于或等于原子的某兩個(gè)能級差。兩種情況有所區(qū)別。 特別提醒：原子的總能量Ekn隨r的增大而減小，又En隨n的增大而增大，故Epn隨n的增大而增大，電勢能的變化也可以從電場力做功的角度進(jìn)行判斷，當(dāng)r減小時(shí)，電場力做正功，電勢能減小，反之，電勢能增大。 在人類認(rèn)識(shí)原子與原子核結(jié)構(gòu)的過程中，符合物理學(xué)史的是 A．查德威克通過研究陰極射線發(fā)現(xiàn)了電子 B．湯姆孫首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說 C．居里夫人首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象 D．盧瑟福通過原子核的人工轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 【參考答案】D 【詳細(xì)解析】湯姆生通過研究陰極射線發(fā)

7、現(xiàn)了電子，查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；盧瑟福首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤；盧瑟福用α粒子轟擊氮核實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，故選項(xiàng)D正確。 1．根據(jù)盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法正確的是 A．原子中的正電荷均勻分布在整個(gè)原子范圍內(nèi) B．原子的質(zhì)量均勻分布在整個(gè)原子范圍內(nèi) C．原子中的正電荷和質(zhì)量都均勻分布在整個(gè)原子范圍內(nèi) D．原子中的正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在很小的區(qū)域范圍內(nèi) 【答案】D 2．盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說不包括下列哪些內(nèi)容 A．原子中心有一個(gè)很小的核 B．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集

8、中在原子核里 C．原子正電荷均勻分布在它的全部體積上 D．帶負(fù)電的電子在核外空間繞原子核旋轉(zhuǎn) 【答案】C 【解析】原子中心有一個(gè)原子核，它集中了幾乎原子的全部質(zhì)量和所有的正電荷，電子繞原子核高速旋轉(zhuǎn)。 【名師點(diǎn)睛】正確理解盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型：在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核旋轉(zhuǎn)。 根據(jù)波爾理論，激光是大量處于同一激發(fā)態(tài)n1的原子同時(shí)躍遷到某一能級n2而釋放出的單色光，其能量大、破壞力強(qiáng)，下列針對上述原子躍遷過程的說法正確的是 A．原子處于n1能級時(shí)的能量大于處于n2能級時(shí)的能量 B

9、．電子在n1能級時(shí)的半徑大于在n2能級時(shí)的半徑 C．電子在n1能級時(shí)的動(dòng)能大于在n2能級時(shí)的動(dòng)能 D．原子由n2能級躍遷到n1能級吸收的能量等于由n1能級躍遷到n2能級放出的能量 【參考答案】ABD 【詳細(xì)解析】原子由高能級向低能級躍遷時(shí)，釋放光子，故n1屬于高能級，電子處于高軌道，動(dòng)能小，n2屬于低能級，電子處于低軌道，動(dòng)能大，A、B正確，C錯(cuò)誤；電子在兩能級之間躍遷時(shí)吸收與釋放的能量值是相等的，D正確。 【名師點(diǎn)睛】抓住原子躍遷規(guī)律，從高能級向低能級躍遷要輻射光子，從低能級向高能級躍遷要吸收光子；并掌握各種光的產(chǎn)生機(jī)理。 1．一群氫原子中的電子從較高能級自發(fā)地躍遷到較低能級

10、的過程中 A．原子要吸收一系列頻率的光子 B．原子要吸收某一種頻率的光子 C．原子要發(fā)出一系列頻率的光子 D．原子要發(fā)出某一種頻率的光子 【答案】C 2．如圖所示為氫原子的能級示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級躍遷的過程中向外發(fā)出光子，并用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉。 （1）這群氫原子能發(fā)出_______種不同頻率的光，其中有_______種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。 （2）金屬鈉發(fā)出的光電子的最大初動(dòng)能為________eV。 【答案】（1）3 2 （2）9.60 【解析】（1）有3種躍遷方式，如圖所示 第3激發(fā)態(tài)→第1激

11、發(fā)態(tài)，放出光子的能量為 ΔE=E3–E1=(–1.51 eV)–(–13.6 eV)=12.09 eV>2.49 eV 第3激發(fā)態(tài)→第2激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為 ΔE=E3–E2=(–1.51 eV)–(–3.4 eV)=1.89 eV<2.49 eV 第2激發(fā)態(tài)→第1激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為 ΔE=E2–E1=(–3.4 eV)–(–13.6 eV)=10.2 eV>2.49 eV 光子能量大于逸出功的會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)，故有2種頻率的光能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)。 （2）根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程，有 Ekm=hν–W0=12.09 eV–2.49 eV=9.60 eV。

12、 1．下列對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中，錯(cuò)誤的是 A．原子中絕大部分是空的，原子核很小 B．電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)，向心力為庫侖力 C．原子的全部正電荷都集中在原子核里 D．原子核的直徑大約為10–10 m 2．處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子后，則下列說法錯(cuò)誤的是 A．電子繞核旋轉(zhuǎn)半徑增大 B．電子的動(dòng)能增大 C．氫原子的電勢能增大 D．氫原子的總能量增加 3．氫原子光譜在可見光部分只有四條譜線，它們分別是從n為3、4、5、6的能級直接向n=2能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的。四條譜線中，一條紅色、一條藍(lán)色、兩條紫色，則下列說法正確的是 A．紅色光譜是氫原子從n=3能級向n=2能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的 B．

13、藍(lán)色光譜是氫原子從n=6能級或n=5能級直接向n=2能級躍遷時(shí)產(chǎn)生的 C．若氫原子從n=6能級直接向n=1能級躍遷，則能夠產(chǎn)生紅外線 D．若氫原子從n=6能級直接向n=3能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n=6能級直接向n=2能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射將可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng) 4．氫原子的核外電子從一個(gè)軌道躍遷到另一軌道時(shí)，可能發(fā)生的情況有 A．吸收光子，電子動(dòng)能減少，原子勢能增加 B．放出光子，電子動(dòng)能增加，原子勢能減少 C．放出光子，電子動(dòng)能減少，原子勢能增加 D．吸收光子，電子動(dòng)能增加，原子勢能減少 5．如圖是氫原子的能級圖，對于一群處于n=4的氫原

14、子，下列說法中正確的是 A．這群氫原子能夠吸收任意能量的光子后向更高能級躍遷 B．這群氫原子能夠發(fā)出6種不同頻率的光 C．這群氫原子發(fā)出的光子中，能量最大為10.2 eV D．如果發(fā)出的光中子有兩種能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)，其中一種一定是由n=3能級躍遷到n=1能級發(fā)出的 6．如圖所示，氫原子的能級圖。用光子能量為13.06 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有多少種 A．15 B．10 C．4 D．1 7．某原子的部分能級圖如圖所示，大量處于某激發(fā)態(tài)的該原子向低能級躍遷時(shí)，發(fā)出三種波長

15、的光如圖所示，它們的波長分別為λa、λb、λc。下列說法正確的是 A．在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，b光的速度最小 B．若b光照射某種金屬能發(fā)生光電效應(yīng)，c光照射該金屬也能發(fā)生光電效應(yīng) C．用同一套裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，a光相鄰亮紋的間距最大 D．三種光的波長關(guān)系為 8．金屬鉀的逸出功為2.21 eV，如圖所示是氫原子的能級圖，一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，輻射的光中能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)的光譜線條數(shù)是 A．2條 B．4條 C．5條 D．6條 9．根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He＋)的能級圖如圖所示．當(dāng)某個(gè)He＋處在

16、n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所釋放的光子不可能有 A．1個(gè) B．2個(gè) C．3個(gè) D．6個(gè) 10．對玻爾理論的評論和議論，正確的是 A．玻爾理論的成功，說明經(jīng)典電磁理論不適用于原子系統(tǒng)，也說明了電磁理論不適用于電子運(yùn)動(dòng) B．玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的規(guī)律，為量子力學(xué)的建立奠定了基礎(chǔ) C．玻爾理論的成功之處是引入量子觀念 D．玻爾理論的成功之處，是它保留了經(jīng)典理論中的一些觀點(diǎn)，如電子軌道的概念 11．如圖所示為氫原子的能級圖，則下列說法正確的是 A．若己知可見光的光子能量范圍為1.61 eV~3.10 eV，則處于第

17、4能級狀態(tài)的氫原子，發(fā)射光的譜線在可見光范圍內(nèi)的有2條 B．當(dāng)氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，氫原子的電勢能增加，電子的動(dòng)能增加 C．處于第3能級狀態(tài)的氫原子，發(fā)射出的三種波長分別為λ1、λ2、λ3（λ1>λ2>λ3）的三條譜線，則λ1=λ2＋λ3 D．若處于第2能級狀態(tài)的氫原子發(fā)射出的光能使某金屬板發(fā)生光電效應(yīng)，則從第5能級躍遷到第2能級時(shí)發(fā)射出的光也一定能使此金屬板發(fā)生光電效應(yīng) 12．圖中所示為氫原子能級示意圖的一部分，則關(guān)于氫原子發(fā)生能級躍遷的過程中，下列說法中正確的是 A．從高能級向低能級躍遷，氫原子放出光子 B．從高能級向低能級躍遷，氫原子核外電子軌道半徑變大

18、 C．從高能級向低能級躍遷，氫原子核向外放出能量 D．從能級躍遷到能級比從能級躍遷到能級輻射出電磁波的波長短 13．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是 A．原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 B．正電荷在原子中是均勻分布的 C．原子中存在帶負(fù)電的電子 D．原子只能處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 14．下列說法正確的是 A．用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光強(qiáng)度越大，逸出的光電子的最大初動(dòng)能越大。 B．按照波爾理論，氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的動(dòng)能減小，原子的總能量減小。 C．比結(jié)合能越大，

19、表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定 D．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，從而說明原子核內(nèi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。 15．氫原子能級的示意圖如圖所示，大量氫原子從n=4的能級向n=2的能級躍遷時(shí)輻射處可見光a，從n=3的能級向n=2的能級躍遷時(shí)輻射處可見光b，則 A．a(chǎn)光的光子能量大于b光的光子能量 B．氫原子從n=4的能級向n=3的能級躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線 C．處于能級n=4的電子的動(dòng)能小于能級n=2的動(dòng)能 D．在真空中傳播時(shí)，b光的波長較短 16．如圖是氫原子的能級圖，一群氫原子處于n=3能級，下列說法中正確的是 A．這群氫原子躍遷時(shí)能夠發(fā)出3種不同頻率的波 B．這群氫原子發(fā)出

20、的光子中，能量最大為10.2 eV C．從n=3能級躍遷到n=2能級時(shí)發(fā)出的光波長最長 D．這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級躍遷 17．在物理學(xué)的發(fā)展過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步。下列表述符合物理學(xué)史實(shí)的是 A．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論 B．愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說 C．盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的 18．下列四幅圖涉及不同的物理知識(shí)，其中說法正確的是 A．圖甲：原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)

21、，運(yùn)行軌道的半徑是任意的 B．圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的 C．圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子 D．圖丁：吸收光譜也是原子的特征譜線，由于原子光譜只與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以把某種原子的光譜當(dāng)作該原子的“指紋”來進(jìn)行光譜分析 19．關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)和盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)，下列說法正確的是 A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核的組成 B．利用α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑 C．少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，盧瑟福認(rèn)為是環(huán)境的影響 D．能發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時(shí)離原子核較近的α粒子 20．如圖為氫原子能級圖

22、。下列說法正確的是 A．一個(gè)處于能級的氫原子，可以吸收一個(gè)能量為0.7 eV的光子 B．大量處于能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中可以釋放出3種頻率的光子 C．氫原子從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于13.6 eV D．用能量為10 eV和3.6 eV的兩種光子同時(shí)照射大量氫原子，有可能使處于基態(tài)的氫原子電離 21．氫原子的部分能級如圖所示，現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)向低能級躍遷時(shí)輻射出不同頻率的光。已知可見光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之間。由此可推知，氫原子 A．從高能級向n=3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高 B．從高

23、能級向n=2能級躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光 C．用n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) D．頻率最小的光是由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的 22．在人類對微觀世界進(jìn)行探索的過程中，科學(xué)實(shí)驗(yàn)起到了非常重要的作用。下列說法符合歷史事實(shí)的是 A．密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測出了基本電荷的數(shù)值 B．貝克勒爾通過對天然放射現(xiàn)象的研究，發(fā)現(xiàn)了原子中存在原子核 C．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了在原子核內(nèi)部存在質(zhì)子 D．湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷 23．氫原子的核外電子由離原子

24、核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，下列說法中正確的是 A．氫原子的電勢能增加 B．氫原子的能量減少 C．氫原子的核外電子的速度減小 D．氫原子要放出一定頻率的光子 24．氫原子的能級示意圖如圖所示，現(xiàn)有每個(gè)電子的動(dòng)能都為Ee=12.89 eV的電子束與處在基態(tài)的氫原子束射入同一區(qū)域，使電子與氫原子發(fā)生迎頭正碰。已知碰撞前一個(gè)電子與一個(gè)原子的總動(dòng)量為零。碰撞后，氫原子受激，躍遷到n=4的能級。求碰撞后1個(gè)電子與1個(gè)受激氫原子的總動(dòng)能。（已知電子的質(zhì)量me與氫原子的質(zhì)量mH之比為1:1 840） 25．（2016天津卷）物理學(xué)家通過對實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知

25、，推動(dòng)物理學(xué)的發(fā)展。下列說法符合事實(shí)的是 A．赫茲通過一系列實(shí)驗(yàn)，證實(shí)了麥克斯韋關(guān)于光的電磁理論 B．查德威克用α粒子轟擊獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了中子 C．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu) D．盧瑟福通過對陰極射線的研究，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型 26．（2016上海卷）盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析，提出了原子內(nèi)部存在 A．電子 B．中子 C．質(zhì)子 D．原子核 27．（2016北京卷）處于n=3能級的大量氫原子，向低能級躍遷時(shí)，輻射光的頻率有 A．1種 B．2種 C．3種 D．4種

26、 28．（2015上海卷）在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對α粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略，這是因?yàn)榕cα粒子相比，電子 A．電量太小 B．速度太小 C．體積太小 D．質(zhì)量太小 29．（2015海南卷）氫原子基態(tài)的能量為。大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中，頻率最大的光子能量為–0.96，頻率最小的光子的能量為_________eV（保留2位有效數(shù)字），這些光子可具有_________種不同的頻率。 1．D【解析】原子中絕大部分是空中，原子核的體積很小，但是因?yàn)楹送獾碾娮与m然所占體積很大，質(zhì)量卻是很小，所以幾乎整個(gè)原子所有的質(zhì)量都集中到

27、了原子核上，故AC正確；電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)，所需要的向心力由原子核對電子的庫倫力提供，故B正確；原子核的直徑大約為10–15 m，故D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】可以根據(jù)原子的構(gòu)成方面的知識(shí)進(jìn)行分析、解答，原子是由帶正電荷的原子核和核外電子構(gòu)成的，原子內(nèi)部有較大的空間。 3．AD【解析】從n為3、4、5、6的能級直接向n=2能級躍遷時(shí)，從n=3躍遷到n=2輻射的光子頻率最小，波長最大，可知為紅色光譜，故A正確；藍(lán)色光子頻率大于紅光光子頻率，小于紫光光子頻率，可知是從n=4躍遷到n=2能級輻射的光子，故B錯(cuò)誤；氫原子從n=6能級直接向n=1能級躍遷，輻射的光子頻率大于從n=6躍遷到n=2時(shí)輻射的

28、光子頻率，即產(chǎn)生的光子頻率大于紫光，故C錯(cuò)誤；由于n=6躍遷到n=2能級輻射的光子頻率大于n=6躍遷到n=3輻射的光子頻率，所以氫原子從n=6能級直接向n=3能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射不能使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則氫原子從n=6能級直接向n=2能級躍遷時(shí)所產(chǎn)生的輻射將可能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道能級間躍遷時(shí)輻射的光子能量兩能級間的能級差，能級差越大，光子能量越大；發(fā)生光電效應(yīng)的條件是入射光子的頻率大于金屬的極限頻率。 4．AB【解析】吸收光子，電子躍遷到高軌道，，動(dòng)能減小，電子克服庫侖力做負(fù)功，電勢能增大，A對；同理B對。 6．B【解析】設(shè)氫原子吸收

29、該光子后能躍遷到第n能級，根據(jù)能級之間能量差可有：13.06 eV=En–E1，其中E1=–13.61 eV，所以En=–0.54 eV，故基態(tài)的氫原子躍遷到n=5的激發(fā)態(tài)．所以放出不同頻率光子種數(shù)為：種；故選B。 7．B【解析】根據(jù)吸收或輻射光子的能量等于兩能級間的能級差判斷光子的能量和波長分別是和的關(guān)系，根據(jù)頻率與波長的關(guān)系，結(jié)合光電效應(yīng)的條件，與干涉條紋間距公式，即可求解。因?yàn)椋敲?，依?jù)，可知，從而確a光的頻率最高，b光的頻率最低，a光折射率最大，b光折射率最小，根據(jù)，當(dāng)在同種均勻介質(zhì)中傳播時(shí)，b光的速度最大，故A錯(cuò)誤；用波長為的光照射某金屬時(shí)恰好能發(fā)生光電效應(yīng)，根據(jù)能級圖可知，則波

30、長為的光照射該金屬時(shí)一定能發(fā)生光電效應(yīng)，故B正確；結(jié)合，因此，用同一套裝置做雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，再由干涉條紋間距公式，a光相鄰亮紋的間距最小，故C錯(cuò)誤；因?yàn)?，知，所以得，故D錯(cuò)誤。 8．B【解析】由n=4到n=2躍遷的能級差為(–0.85)–(–3.4)=2.55 eV>2.21 eV，能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)；由n=4到n=1躍遷的能級差為(–0.85)–(–13.6)=12.75 eV>2.21 eV，能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)；由n=3到n=1躍遷的能級差為(–1.51)–(–13.6)=12.09 eV>2.21 eV，能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)；由n=2到n=1躍遷的能級差為(–3.40)–(–1

31、3.6)=10.2 eV>2.21 eV，能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)；故選B。 9．D【解析】當(dāng)某個(gè)He+處在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，當(dāng)它向低能級躍遷時(shí)可能發(fā)出3條不同頻率的光譜線:由能級4躍遷到能級1，所發(fā)射的譜線有1條；由能級4躍遷到能級2，能級2躍遷到能級1，所發(fā)射的譜線有2條；由能級4躍遷到能級3，能級3躍遷到能級2，能級2躍遷到能級1，所發(fā)射的譜線有3條；由于躍遷所釋放的光子不可能有6個(gè)，故選D。 11．A【解析】從n=4躍遷到n=1能級時(shí)放出的光子能量為–0.85+13.60 eV=12.75 eV；不在可見光范圍之內(nèi)，從n=4能級躍遷到n=2能級時(shí)輻射的光子能量–0.85+3.41

32、 eV=2.55 eV；在可見光范圍，從n=4能級躍遷到n=3能級時(shí)輻射的光子能量–0.85+1.51 eV=0.66 eV，不在可見光光子能量范圍之內(nèi)；從n=3能級躍遷到n=2能級時(shí)發(fā)出的光子能量為–1.51+3.40 eV=1.89 eV，在可見光范圍之內(nèi)；從n=2能級躍遷到n=1能級時(shí)發(fā)出的光子能量為–3.40+13.60=10.2 eV，不在可見光范圍之內(nèi)，故則處于第4能級狀態(tài)的氫原子，發(fā)射光的譜線在可見光范圍內(nèi)的有2條，A正確；氫原子的電子由外層軌道躍遷到內(nèi)層軌道時(shí)，軌道半徑減小，原子能量減小，向外輻射光子，根據(jù)，知軌道半徑越小，動(dòng)能越大，知電子的動(dòng)能增大，電勢能減小，B錯(cuò)誤；根據(jù)，

33、即為，C錯(cuò)誤；因?yàn)閺牡?能級躍遷到第2能級時(shí)發(fā)射出的光的頻率小于處于第2能級狀態(tài)的氫原子發(fā)射出的光的頻率，故不一定發(fā)生光電效應(yīng)，D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】所有的難題實(shí)際都是又一個(gè)一個(gè)的簡單的題目復(fù)合而成的，所以在學(xué)習(xí)中不能好高騖遠(yuǎn)，貪大貪難，解決了基礎(chǔ)題，拔高題也就迎刃而解了。 12．AD【解析】A中氫原子的電子從高能級向低能級躍遷時(shí)，氫原子會(huì)放出光子，A是正確的；B中從高能級向低能級躍遷，氫原子核外電子軌道半徑變小，B不對；C中從高能級向低能級躍遷，并不是氫原子核向外放出能量，因?yàn)殡娮釉谠雍送猓蔆也不對；D中從能級躍遷到能級時(shí)釋放的能量比從能級躍遷到能級時(shí)釋放的能量小，故輻射光的頻率也小

34、，光的波長較長，D是正確的。 13．A【解析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對α粒子的影響可以忽略不計(jì)，影響α運(yùn)動(dòng)的就是原子核處的正電荷。大部分的α粒子沒有偏轉(zhuǎn)說明沒有收到原子核的作用力，少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說明受到了正電荷的作用力而且比較強(qiáng)，運(yùn)動(dòng)路徑比較接近原子核，所以受原子核集中在很小的一個(gè)空間，A對BC錯(cuò)。原子處在一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中是波爾為了解釋原子光譜的不連續(xù)性而引入的概念，與本實(shí)驗(yàn)無關(guān)。D錯(cuò)。 14．C【解析】用頻率一定的光照射某金屬發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)，入射光強(qiáng)度越大，單位時(shí)間逸出的光電子的數(shù)目越多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；按照波爾理論，氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，電子的

35、動(dòng)能減小，原子的總能量增加，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢靠，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)C正確；湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，從而說明原子內(nèi)有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C。 15．AC【解析】根據(jù)躍遷規(guī)律根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級向低能級躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級差。公式：，可知從n=4向n=2躍遷時(shí)輻射光子的能量大于從n=3向n=2躍遷時(shí)輻射光子的能量，則可見光a的光子能量大于b，又根據(jù)光子能量可得a光子的頻率大于b，由，則a光的波長小于b光，故A正確，D錯(cuò)誤；根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級向低能級躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級差，從n=4的能級向n=3的能級躍遷時(shí)會(huì)輻射出的光子能

36、量小于a光子的能量，因?yàn)樽贤饩€的能量大于可見光，所以不可能為紫外線，故B錯(cuò)誤。根據(jù)玻爾理論，庫侖力提供向心力，可知，越靠近原子核的速度越大，動(dòng)能越大，那么處于能級n=4的電子的動(dòng)能小于能級n=2的動(dòng)能，故C正確。 17．ABC【解析】普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論，故A正確；愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說，故B正確；盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C正確；貝克勒爾通過對天然放射性的研究，揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，但并沒有發(fā)現(xiàn)質(zhì)子和中子，故D錯(cuò)誤。所以ABC正確，D錯(cuò)誤。 18．BD【解析】由圖和玻爾理論知道，電子的軌道

37、不是任意的，電子有確定的軌道，A錯(cuò)誤；玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，B正確；盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，C錯(cuò)誤；吸收光譜也是原子的特征譜線，由于原子光譜只與原子結(jié)構(gòu)有關(guān)，因此可以把某種原子的光譜當(dāng)作該原子的“指紋”來進(jìn)行光譜分析，D正確。 20．BC【解析】根據(jù)，可知，0.7 eV不在范圍內(nèi)，A錯(cuò)誤；根據(jù)知，這些n=3能級的氫原子可以輻射出三種不同頻率的光子，B正確；根據(jù)輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，可知，從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光子的能量最大值仍小于13.6 eV，C正確；由于氫原子的能級，基態(tài)的氫原子

38、為能級為–13.6 eV，要出現(xiàn)電離，則光子的能量即為13.6 eV，因此10 eV和3.6 eV的兩種光子不可能出現(xiàn)電離現(xiàn)象，D錯(cuò)誤。 21．CD【解析】能級間躍遷時(shí)輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，即，從高能級向n=3能級躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率最大為1.51 eV，小于可見光的光子能量，A錯(cuò)誤；從高能級向n=2能級躍遷時(shí)輻射的光子能量最大為3.40 eV，大于可見光的能量，故B錯(cuò)誤；從n=2能級躍遷到n=1能級輻射出的光子的能量，而使金屬發(fā)生光電效應(yīng)的條件是光子的能量大于電子的逸出功，故可以發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；由n=4能級躍遷到n=3能級產(chǎn)生的光，能量最小，頻率最小，故D正確。 2

39、2．AD【解析】密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測得了基本電荷的數(shù)值，故A正確；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射性現(xiàn)象，但沒有發(fā)現(xiàn)原子中存在原子核，故B錯(cuò)誤；盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福α粒子轟擊氮核，證實(shí)了在原子核內(nèi)存在質(zhì)子，故C錯(cuò)誤；湯姆遜通過陰極射線在電場和磁場中偏轉(zhuǎn)的實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測出了該粒子的比荷，故D正確。 23．BD【解析】氫原子的核外電子由離原子核較遠(yuǎn)的軌道躍遷到離核較近的軌道上時(shí)，能級降低，則氫原子能量減小，則向外輻射一定頻率的光子，動(dòng)能增大，電勢能減小，BD正確。 24．0.16 eV 【解析】以ve和vH表示碰撞前電子的速率和氫原

40、子的速率，根據(jù)題意有：meve–mHvH=0 碰撞前，氫原子與電子的總動(dòng)能為Ek=mHvH2+meve2 解以上兩式并代入數(shù)據(jù)得：Ek=12.897 eV≈12.90 eV 氫原子從基態(tài)激發(fā)到n=4的能級所需能量由能級圖得ΔE=–0.85–(–13.59)=12.74 eV 碰撞后電子和受激氫原子的總動(dòng)能E'k=Ek–ΔE=12.90–12.74=0.16 eV 【名師點(diǎn)睛】本題綜合考查了動(dòng)量守恒、能量守恒定律以及能級的躍遷，綜合性較強(qiáng)，難度中等。 25．AC【解析】麥克斯韋預(yù)言了電磁波的存在，赫茲通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了麥克斯韋的電磁理論，選項(xiàng)A正確；盧瑟福用α粒子轟擊，獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了

41、質(zhì)子，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射性現(xiàn)象，說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，選項(xiàng)C正確；盧瑟福通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】此題是對近代物理學(xué)史的考查；都是課本上涉及的物理學(xué)家的名字及其偉大貢獻(xiàn)，只要多看書、多積累即可很容易得分；對物理學(xué)史的考查歷來都是考試的熱點(diǎn)問題，必須要熟練掌握。 27．C【解析】因?yàn)槭谴罅刻幱趎=3能級的氫原子，所以根據(jù)可得輻射光的頻率可能有3種，故C正確。 28．D【解析】在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，由于電子的質(zhì)量太小，電子的質(zhì)量只有α粒子的，它對α粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對槍彈的影響，完全可以忽略。故D正確，A、B、C錯(cuò)誤。 29． 10 【解析】頻率最大的光子能量為–0.96，即 ，解得 即，從能級開始，共有，，，，，，，，，，10種不同頻率的光子，頻率最小的光子能量為是從，最小為 19