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

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(guó)物理學(xué)家湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子。2粒子散射實(shí)驗(yàn)：1 9091 911年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手進(jìn)行了用粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)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)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(zhǎng)展開，獲得光的波長(zhǎng)（頻率）和強(qiáng)度分布的記錄，即光譜。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(zhǎng)公式=R，（n=3，4，5，···），R是里德伯常量，R=1.10×107 m1，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h=EmEn。（h是普朗克常量，h=6.63×1034 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(duì)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(jí)、能級(jí)公式1氫原子的能級(jí)能級(jí)圖如圖所示2氫原子的能級(jí)和軌道半徑（1）氫原子的能級(jí)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=0.53×1010 m。五、氫原子能級(jí)及能級(jí)躍遷1定態(tài)間的躍遷滿足能級(jí)差（1）從低能級(jí)（n小）高能級(jí)（n大）吸收能量。h=En大En?。?）從高能級(jí)（n大）低能級(jí)（n小）放出能量。H=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=0E2=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(jí)圖與原子躍遷問題應(yīng)注意1能級(jí)之間發(fā)生躍遷時(shí)放出（吸收）光子的頻率由h=EmEn求得。若求波長(zhǎng)可由公式c=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（n1）。3一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(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(jí)圖求解：在氫原子能級(jí)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(duì)原子躍遷條件的理解1原子從低能級(jí)向高能級(jí)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h=E末E初時(shí)，才能被某一個(gè)原子吸收，使原子從低能級(jí)E初向高能級(jí)E末躍遷，而當(dāng)光子能量h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(jí)向低能級(jí)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(jí)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)能級(jí)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(jí)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(shì)能的變化也可以從電場(chǎng)力做功的角度進(jìn)行判斷，當(dāng)r減小時(shí)，電場(chǎng)力做正功，電勢(shì)能減小，反之，電勢(shì)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)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】D2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)?！久麕燑c(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(jí)n2而釋放出的單色光，其能量大、破壞力強(qiáng)，下列針對(duì)上述原子躍遷過程的說法正確的是A原子處于n1能級(jí)時(shí)的能量大于處于n2能級(jí)時(shí)的能量B電子在n1能級(jí)時(shí)的半徑大于在n2能級(jí)時(shí)的半徑C電子在n1能級(jí)時(shí)的動(dòng)能大于在n2能級(jí)時(shí)的動(dòng)能D原子由n2能級(jí)躍遷到n1能級(jí)吸收的能量等于由n1能級(jí)躍遷到n2能級(jí)放出的能量【參考答案】ABD【詳細(xì)解析】原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，釋放光子，故n1屬于高能級(jí)，電子處于高軌道，動(dòng)能小，n2屬于低能級(jí)，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(jí)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(jí)向低能級(jí)躍遷要輻射光子，從低能級(jí)向高能級(jí)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(jí)自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)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】C2如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖，一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài)，在向較低能級(jí)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?！敬鸢浮浚?）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激發(fā)態(tài)，放出光子的能量為E=E3E1=(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E=E3E2=(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E=E2E1=(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=hW0=12.09 eV2.49 eV=9.60 eV。1下列對(duì)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(kù)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1010 m2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(shì)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(jí)直接向n=2能級(jí)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(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的B藍(lán)色光譜是氫原子從n=6能級(jí)或n=5能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的C若氫原子從n=6能級(jí)直接向n=1能級(jí)躍遷，則能夠產(chǎn)生紅外線D若氫原子從n=6能級(jí)直接向n=3能級(jí)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(jí)直接向n=2能級(jí)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(shì)能增加B放出光子，電子動(dòng)能增加，原子勢(shì)能減少C放出光子，電子動(dòng)能減少，原子勢(shì)能增加D吸收光子，電子動(dòng)能增加，原子勢(shì)能減少5如圖是氫原子的能級(jí)圖，對(duì)于一群處于n=4的氫原子，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(jí)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 eVD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(jí)躍遷到n=1能級(jí)發(fā)出的6如圖所示，氫原子的能級(jí)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(cè)到氫原子發(fā)射不同波長(zhǎng)的光有多少種A15 B10C4 D17某原子的部分能級(jí)圖如圖所示，大量處于某激發(fā)態(tài)的該原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，發(fā)出三種波長(zhǎng)的光如圖所示，它們的波長(zhǎng)分別為a、b、c。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(zhǎng)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(jí)圖，一群處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)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A2條 B4條C5條 D6條9根據(jù)玻爾原子結(jié)構(gòu)理論，氦離子(He)的能級(jí)圖如圖所示當(dāng)某個(gè)He處在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí)，由于躍遷所釋放的光子不可能有A1個(gè) B2個(gè)C3個(gè) D6個(gè)10對(duì)玻爾理論的評(píng)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(jí)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 eV3.10 eV，則處于第4能級(jí)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(shì)能增加，電子的動(dòng)能增加C處于第3能級(jí)狀態(tài)的氫原子，發(fā)射出的三種波長(zhǎng)分別為1、2、3（1>2>3）的三條譜線，則1=23D若處于第2能級(jí)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(jí)躍遷到第2能級(jí)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(jí)示意圖的一部分，則關(guān)于氫原子發(fā)生能級(jí)躍遷的過程中，下列說法中正確的是A從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子放出光子B從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子核外電子軌道半徑變大C從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子核向外放出能量D從能級(jí)躍遷到能級(jí)比從能級(jí)躍遷到能級(jí)輻射出電磁波的波長(zhǎng)短13盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中，有少數(shù)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，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(jí)的示意圖如圖所示，大量氫原子從n=4的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射處可見光a，從n=3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)輻射處可見光b，則Aa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(jí)向n=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線C處于能級(jí)n=4的電子的動(dòng)能小于能級(jí)n=2的動(dòng)能D在真空中傳播時(shí)，b光的波長(zhǎng)較短16如圖是氫原子的能級(jí)圖，一群氫原子處于n=3能級(jí)，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)出的光子中，能量最大為10.2 eVC從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)發(fā)出的光波長(zhǎng)最長(zhǎng)D這群氫原子能夠吸收任意光子的能量而向更高能級(jí)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(duì)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(duì)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)，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(jí)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：盧瑟福通過分析粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子D圖?。何展庾V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粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核的組成B利用粒子散射實(shí)驗(yàn)可以估算原子核的半徑C少數(shù)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)的粒子是穿過原子時(shí)離原子核較近的粒子20如圖為氫原子能級(jí)圖。下列說法正確的是A一個(gè)處于能級(jí)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(jí)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(jí)向低能級(jí)躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于13.6 eVD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(jí)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(jí)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(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光的頻率比可見光的高B從高能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光均為可見光C用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)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(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的22在人類對(duì)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(cè)出了基本電荷的數(shù)值B貝克勒爾通過對(duì)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(chǎng)和磁場(chǎng)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(cè)出了該粒子的比荷23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)，下列說法中正確的是A氫原子的電勢(shì)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(jí)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(jí)。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(duì)實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究，獲得正確的科學(xué)認(rèn)知，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(duì)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(duì)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(jí)的大量氫原子，向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射光的頻率有A1種B2種C3種D4種28（2015上海卷）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對(duì)粒子運(yùn)動(dòng)的影響可以忽略，這是因?yàn)榕c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。1D【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(duì)電子的庫(kù)倫力提供，故B正確；原子核的直徑大約為1015 m，故D錯(cuò)誤?！久麕燑c(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。3AD【解析】從n為3、4、5、6的能級(jí)直接向n=2能級(jí)躍遷時(shí)，從n=3躍遷到n=2輻射的光子頻率最小，波長(zhǎng)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(jí)輻射的光子，故B錯(cuò)誤；氫原子從n=6能級(jí)直接向n=1能級(jí)躍遷，輻射的光子頻率大于從n=6躍遷到n=2時(shí)輻射的光子頻率，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(jí)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(jí)直接向n=3能級(jí)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(jí)直接向n=2能級(jí)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(jí)間躍遷時(shí)輻射的光子能量?jī)赡芗?jí)間的能級(jí)差，能級(jí)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。4AB【解析】吸收光子，電子躍遷到高軌道，動(dòng)能減小，電子克服庫(kù)侖力做負(fù)功，電勢(shì)能增大，A對(duì)；同理B對(duì)。6B【解析】設(shè)氫原子吸收該光子后能躍遷到第n能級(jí)，根據(jù)能級(jí)之間能量差可有：13.06 eV=EnE1，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。7B【解析】根據(jù)吸收或輻射光子的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差判斷光子的能量和波長(zhǎng)分別是和的關(guān)系，根據(jù)頻率與波長(zhǎng)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)?，那么，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(zhǎng)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(jí)圖可知，則波長(zhǎng)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)椋?，所以得，故D錯(cuò)誤。8B【解析】由n=4到n=2躍遷的能級(jí)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(jí)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(jí)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(jí)差為(3.40)(13.6)=10.2 eV>2.21 eV，能使金屬鉀發(fā)生光電效應(yīng)；故選B。9D【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(jí)躍遷時(shí)可能發(fā)出3條不同頻率的光譜線:由能級(jí)4躍遷到能級(jí)1，所發(fā)射的譜線有1條；由能級(jí)4躍遷到能級(jí)2，能級(jí)2躍遷到能級(jí)1，所發(fā)射的譜線有2條；由能級(jí)4躍遷到能級(jí)3，能級(jí)3躍遷到能級(jí)2，能級(jí)2躍遷到能級(jí)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。11A【解析】從n=4躍遷到n=1能級(jí)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(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射的光子能量0.85+3.41 eV=2.55 eV；在可見光范圍，從n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)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(jí)躍遷到n=2能級(jí)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(jí)躍遷到n=1能級(jí)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(jí)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(shì)能減小，B錯(cuò)誤；根據(jù)，即為，C錯(cuò)誤；因?yàn)閺牡?能級(jí)躍遷到第2能級(jí)時(shí)發(fā)射出的光的頻率小于處于第2能級(jí)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?！久麕燑c(diǎn)睛】所有的難題實(shí)際都是又一個(gè)一個(gè)的簡(jiǎn)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。12AD【解析】A中氫原子的電子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子會(huì)放出光子，A是正確的；B中從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，氫原子核外電子軌道半徑變小，B不對(duì)；C中從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，并不是氫原子核向外放出能量，因?yàn)殡娮釉谠雍送?，故C也不對(duì)；D中從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)釋放的能量比從能級(jí)躍遷到能級(jí)時(shí)釋放的能量小，故輻射光的頻率也小，光的波長(zhǎng)較長(zhǎng)，D是正確的。13A【解析】粒子散射實(shí)驗(yàn)中，電子對(duì)粒子的影響可以忽略不計(jì)，影響運(yùn)動(dòng)的就是原子核處的正電荷。大部分的粒子沒有偏轉(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(duì)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)。14C【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。15AC【解析】根據(jù)躍遷規(guī)律根據(jù)躍遷規(guī)律可知高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級(jí)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(zhǎng)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(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的能量等于這兩個(gè)能級(jí)差，從n=4的能級(jí)向n=3的能級(jí)躍遷時(shí)會(huì)輻射出的光子能量小于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(kù)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(jí)n=4的電子的動(dòng)能小于能級(jí)n=2的動(dòng)能，故C正確。17ABC【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(duì)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(duì)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。18BD【解析】由圖和玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，A錯(cuò)誤；玻爾理論指出氫原子能級(jí)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。20BC【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(jí)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(jí)間的能級(jí)差，可知，從高能級(jí)向低能級(jí)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(jí)，基態(tài)的氫原子為能級(jí)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。21CD【解析】能級(jí)間躍遷時(shí)輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差，即，從高能級(jí)向n=3能級(jí)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(jí)向n=2能級(jí)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(jí)躍遷到n=1能級(jí)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(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光，能量最小，頻率最小，故D正確。22AD【解析】密立根通過油滴實(shí)驗(yàn)測(cè)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；盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，盧瑟福粒子轟擊氮核，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(chǎng)和磁場(chǎng)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(cè)出了該粒子的比荷，故D正確。23BD【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(jí)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(shì)能減小，BD正確。240.16 eV【解析】以ve和vH表示碰撞前電子的速率和氫原子的速率，根據(jù)題意有：mevemHvH=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 eV12.90 eV氫原子從基態(tài)激發(fā)到n=4的能級(jí)所需能量由能級(jí)圖得E=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=EkE=12.9012.74=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(jí)的躍遷，綜合性較強(qiáng)，難度中等。25AC【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；盧瑟福用粒子轟擊，獲得反沖核，發(fā)現(xiàn)了質(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(duì)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?！久麕燑c(diǎn)睛】此題是對(duì)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(duì)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。27C【解析】因?yàn)槭谴罅刻幱趎=3能級(jí)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。28D【解析】在粒子散射實(shí)驗(yàn)中，由于電子的質(zhì)量太小，電子的質(zhì)量只有粒子的，它對(duì)粒子速度的大小和方向的影響就像灰塵對(duì)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(jí)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