2022 学年高中物理知识点二轮复习——原子结构 一、选择题（共 14 题） 1．下列与光子有关的各种说法中，正确的是 A．当氢原子从高能级跃迁到低能级时，会吸收一定频率的光子 B．当发生光电效应时，光电子的最大初动能等于入射光子的能量 C．光子有能量，但是没有动量和质量 D．在天然放射现象中，放射出的 γ 射线就是光子流 2．下列叙述符合历史事实的是（　　） A．麦克斯韦通过实验发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速 B．玻尔通过对氢原子光谱的研究，建立了原子的核式结构模型 C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构 D．查德威克用粒子轰击氮原子核，打出一种新的粒子叫中子 3．关于近代物理学的下列说法正确的是( ) A．卢瑟福通过  粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成 B．对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关 C．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要吸收一定频率的光子 D． 234 90 Th 核发生  衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数不变，质量数不变 4．卢瑟福在进行  粒子散射实验时，用  粒子轰击金箔后，发现  粒子（　　） A．全部穿过或发生很小偏转 B．绝大多数穿过，只有少数发生较大偏转，有的甚至被弹回 C．绝大多数发生很大偏转，甚至被弹回，只有少数穿过 D．全部发生很大偏转 5．以下来自原子核内的带负电的射线是（ A．阴极射线 ） B．α 射线 C．γ 射线 6．关于原子核的变化，下列说法中正确的是（） A．温度越高，放射性元素的半衰期越长 B．天然放射现象说明原子是可以再分的 C．重核在裂变过程中向外界放出巨大的核能 D．α 粒子散射实验说明了原子核是可以再分的 D．β 射线 7．下列关于原子结构模型说法正确的是（　　） A．汤姆孙发现了电子，并建立了原子结构的“西瓜模型” B．卢瑟福的  粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子 C．卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性 D．玻尔原子模型能很好地解释所有原子光谱的实验规律 8．下列关于四幅图的说法中正确的是（ 甲：卢瑟福 α 粒子散射实验 丙：光电效应演示实验 ） 乙：玻尔的氢原子能级示意图 丁：三种射线在磁场中的偏转 A．甲图中 A 处能观察到大量的闪光点，B 处能看到较多的闪光点，C 处观察不到闪光点 B．乙图中处于基态的氢原子能吸收能量为 10.6eV 的光子而发生跃迁 C．丙图中用弧光灯照射原来带电锌板，一定能发现验电器张角变大 D．丁图中三种射线是 α、β、γ 射线，其中射线 2 为 γ 射线 9．下列说法正确的是(　 　) A．爱因斯坦在光的粒子性的基础上，建立了光电效应方程 B．康普顿效应表明光子只具有能量，不具有动量 C．波尔的原子理论成功地解释了所有原子光谱的实验规律 D．德布罗意指出微观粒子的动量越大，其对应的波长就越长 10．下列说法中正确的是 A．钍的半衰期为 24 天．1g 钍 234 90 Th 经过 120 天后还剩 0.2g B．大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 4 种不同频率的光子 C． 3 1 H  12 H � 24 He  01n 是核聚变反应 D．光电效应实验中，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大 11．下列说法正确的是（　　） A．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律 B． 射线、 射线、 射线都是高速运动的带电粒子流 C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子 D．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关 12．下列关于物质结构的叙述中正确的是 A．电子的发现表明了原子内部是有复杂结构的的 B．质子的发现表明了原子核都是由质子组成的 C．天然放射性现象的发现表明了原子内部是有复杂结构的 D．B 射线实际上是原子核外电子高速运动形成的 13．根据玻尔的氢原子理论，当某个氢原子吸收一个光子后（ ） A．氢原子所在的能级下降 B．氢原子的电势能增加 C．电子绕核运动的半径减小 D．电子绕核运动的动能增加 14．假设在 NeCl 蒸气中存在由钠离子 Na+和氯离子 Cl-靠静电相互作用构成的单个氯化钠分子，若取 Na+和 Cl-相距无限远时的电势能为零，一个 NaCl 分子的电势能为-6.10V。已知使一个中性钠原子 Na 最外层电子 脱离原子核而形成钠离子 Na+所需的能量（电离能）为 5.1eV，使一个中性氯原子 Cl 结合一个电子形成 Cl所放出的能量（亲和能）为 3.88V，由此可算出，在将一个 NaCl 分子分解成彼此远离的中性钠原子 Na 和 中性氯原子 Cl 的过程中，外界提供的总能量为（　　） A．4.88V B．15V C．2.8V D．7.40V 二、非选择题（共 8 题） 15．如图，1932 年查德威克通过对 α 粒子轰击铍（Be）的研究，从而发现了______．图中 x3 为__________ ____． 16．如图所示为氢原子的能级结构示意图，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 外辐射光子，辐射出的光子中最长波长为 ______（已知普朗克常量为 h，光速为 c）；用这些光子照射逸 出功为 W0 的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的最大初动能是 ______; 17．按照玻尔理论，氢原子处于高能级时，电子绕核运动的动能________（选填“较大”或“较小”），若电子 质量为 m，动能为 Ek ，其对应的德布罗意波长为________（普朗克常量为 h）。 18．如图给出了氢原子的四个能级、大量氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有_____种， 其中能量最高的光子能量为__eV 19．要使处于基态的氢原子电离，它所吸收的光子的频率至少是多大？ 20．已知氢原子基态的电子轨道半径为 r1=0.528×10-10m，量子数为 n 的能级值为 E  13.6 eV 。 n2 (1)求电子在基态轨道上运动的动能（结果保留 3 位有效数字）； (2)有一群氢原子处于量子数 n  3 的激发态，这些氢原子能发出几种光谱线； (3)计算这几种光谱线中波长最短的波长。（静电力常量是是 e  1.6 �10 19 C ，普朗克常量 h  6.63 �1034 J � s k  9 �109 N � m 2 /C 2 ，真空中光速 c  3.0 �108 m/s ，电子电荷量 。结果保留 3 位有效数字） 21．已知氢原子的基态能量为 E1，激发态能量 En= E1 n＝2，3，…。用 h 表示普朗克常量， 表示真 n 2 ，其中 空中的光速。求能使氢原子从第二激发态电离的光子的最大波长。 22．有两个质量为 m 的均处于基态的氢原子 A、B，A 静止，B 以速度 v0 与之发生碰撞．已知碰撞前后二者 的速度均在一条直线上，碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收，从而该原子由基态跃迁到激发态， 然后，此原子向低能级态跃迁，并发出光子．若氢原子碰撞后发出一个光子，则速度 v0 至少需要多大?已 知氢原子的基态能量为 E1(E1<0)． 参考答案 1．D 【详解】 A.当氢原子从高能级跃迁到低能级时，会放出一定频率的光子，A 选项错误； B.根据光电效应方程，当发生光电效应时，光电子的最大初动能等于入射光子的能量减去逸出功，B 选项 错误； C.光子既有能量又有动量，C 选项错误。 D.在天然放射现象中，放射出的 γ 射线是高速电磁波，是光子流，D 正确.。 2．C 【详解】 A.麦克斯韦通过理论研究发现，电磁波在真空中的传播速度等于光速，故 A 不符合题意。 B.卢瑟福通过对 α 粒子散射实验的研究，建立了原子的核式结构模型，故 B 不符合题意。 C.贝克勒尔发现了天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，故 C 符合题意。 D.查德威克用粒子轰击铍原子核，打出一种新的粒子叫中子，故 D 不符合题意。 3．B 【解析】 卢瑟福的  粒子散射实验，表明原子具有核式结构，故 A 错误；对于同一种金属来说，其极限频率恒定， 与入射光的频率及光的强度均无关，故 B 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，要释放一定频率的光子，故 C 错误；根据  衰变的实质可知，在 β 衰变的过程中，原子核内的 其中一个中子转化为一个质子和一个电子，所以新核的质量数不变，中子数减少一个，故 D 错误．故选 B． 4．B 【详解】  粒子散射实验时的现象主要有，绝大多数穿过原子，运动方向没有改变，只有少数发生较大角度的偏转， 极个别甚至被弹回，B 正确。 故选 B。 5．D 【详解】 天然放射现象中的 α、β、γ 射线都是来自放射性元素的原子核，α 射线带正电，β 射线带负电，γ 射线不带 电；阴极射线是从低压气体放电管阴极发出的电子在电场加速下形成的电子流，故选项 D 正确，A、B、C 错误； 故选选项 D． 6．C 【详解】 A．半衰期与外界因素温度压强等无关，故 A 错误； B．天然放射现象说明原子核内部是有结构的，并不是原子可以再分的，故 B 错误； C．重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，故 C 正确； D．卢瑟福通过 α 粒子散射实验提出了原子的核式结构，故 D 错误． 7．A 【详解】 A. 汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出原子结构的“西瓜模型”或“枣糕模型”，故选项 A 正确； BC. 卢瑟福的  粒子散射实验主要是否定了汤姆孙的原子结构的“西瓜模型”，不能说明原子内部存在带负 电的电子，也不能解释原子的稳定性，故选项 BC 错误； D. 玻尔原子模型能很好地解释原子的稳定性和氢原子光谱的实验规律，不是所有原子的光谱规律，故选项 D 错误。 故选择 A。 8．D 【详解】 A、甲图中 A 处能观察到大量的闪光点，B 处能看到较多的闪光点，在 C 处也可以观察到很少的闪光点， 故 A 错误； B、吸收光子能量发生跃迁，吸收的光子能量需等于两能级间的能级差，从基态氢原子发生跃迁到 n=2 能 级，需要吸收的能量最小，吸收的能量为−3.4eV−(−13.6eV)=10.2eV，即受 10.2eV 光子照射，可以从基态氢 原子发生跃迁到 n=2 能级；从基态氢原子发生跃迁到 n=3 能级，需要吸收的能量−1.51eV− (−13.6eV)=13.09eV ，所以 10.6eV 的光子不能被吸收，不能发生跃迁，故 B 错误， C、图中用弧光灯照射锌板，锌板上的电子逸出，锌板带上正电，若验电器原来带负电，验电器的张角可 能先变小后变大，故 C