2022 届高三物理一轮复习原子结构必刷卷 （共 20 题） 一、选择题（共 12 题） 1. 氢原子第 n 能级的能量绝对值为 E n= E1 n2 ，其中 E1 是基态能量的绝对值，而量子数 n=1,2,3,⋯ 。假设通过电场加速的电子轰击氢原子时，电子全部的动能被氢原子吸收，使氢 原子从基态跃迁到激发态，则使电子加速的电压至少为（ e 为电子所带的电荷量的绝对值） E1 E1 3 E1 E1 A． B． C． D． 4e 2e 4e e 2. 下列说法正确的是 A．卢瑟福根据天然放射现象提出了原子的核式结构 B．一个氢原子从 C．铀 6 238 ( 92U ) n=3 的能级跃迁到 n=2 的能级时，吸收光子，能量增加 (¿206 82 P b) 经过多次 α 、 β 衰变形成稳定的铅 的过程中，有 ¿ 个中子转变成质子 D．机场、车站等地进行安全检查时，能轻而易举地窥见箱内物品，是利用 γ 射线较强的 穿透能力 3. 根据氢原子能级图（如图）可判断 ⋯⋯ ⋯ n=4 — — − 0.85 eV n=3 — — −1.51 eV n=2 — — −3.40 eV n=1 — — −13.6 eV A．电子的轨道半径越小，氢原子能量越大 n=4 B．大量处于 能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出 C．欲使处于基态的氢原子电离，可以用 14 eV 3 种不同频率的光 的光子照射 D．用 12.75 eV 的电子碰撞处于基态的氢原子，氢原子不可能激发到 n=3 能级 4. 用光子能量为 E 的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，这群氢原子吸收光子后能发出 6 种不同频率的光，在这 6 A．频率最低的光，频率是 种光中（ ℎ E ℎ B．光子能量最小的光，频率是 E ℎ C．在真空中波长最大的光，波长是 D．频率为 E ℎ cℎ E 的光在水中的折射率最大 是普朗克常数， c 是真空中光速） 5. 如图为氢原子的能级示意图，锌的逸出功是 3.34 eV ，那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或 吸收光子的特征认识正确的是 A．用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应 n=4 能级的氢原子向基态跃迁时，能放出 3 种不同频率的光 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 8.75 eV D．用能量为 10.3 eV 的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 B．一群处于 6. 下列说法中正确的是 A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应 B．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的 C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短 D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子总能量增加 7. 关于原子和原子核，下列说法正确的是 A．原子核能发生 β 衰变，说明原子核内部存在电子 B．使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小 C．若中子和质子结合成氘核质量亏损为 D．按照玻尔理论，大量氢原子从 衍射的光是由 Δm ，则放出的光子的波长为 Δmc n=6 能级向低能级跃迁时辐射出的光中，最容易发生 n=6 能级跃迁到 n=5 能级产生的 8. 根据粒子散射实验提出的模型是 A．核式结构模型 B．“枣糕”模型 C．道尔顿模型 D．玻尔模型 9. 关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是 A．太阳光谱是连续谱，分析太阳光谱可以知道太阳内部的化学组成 B．霓虹灯和炼钢炉中炽热铁水产生的光谱，都是线状谱 C．强白光通过酒精灯火焰上的钠盐，形成的是吸收光谱 D．进行光谱分析时，可以利用发射光谱，也可以用吸收光谱 10. 为了做好疫情防控工作，小区物业利用红外测温仪对出入人员进行体温检测。红外测温仪的原理 是：被测物体辐射的光线只有红外线可被捕捉，并转变成电信号。图为氢原子能级示意图，已知 红外线单个光子能量的最大值为 少应给处于 1.62 eV ，要使氢原子辐射出的光子可被红外测温仪捕捉，最 n=2 激发态的氢原子提供的能量为 A． 10.20 eV B． 2.89 eV C． a 、 验，分别得到干涉图样如图乙、丙所示，若 a 11. 氢原子能级图如图甲所示，氢原子发出 则 b 2.55 eV D． 1.89 eV 两种频率的光，用于同一装置做双缝干涉实 光是由能级 n=4 向 n=2 跃迁时发出的， b 光可能是 n=4 B．从能级 n=3 C．从能级 n=5 D．从能级 n=5 A．从能级 n=3 向 n=2 向 n=2 向 n=3 向 跃迁时发出的 跃迁时发出的 跃迁时发出的 跃迁时发出的 12. 氢原子的能级如图所示，现有处于 n=4 A．这些氢原子可能发出 4 能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是 种不同频率的光 n=2 能级跃迁到 n=1 能级释放的光子能量最小 C．氢原子由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级时，氢原子能量减小 0.66 eV B．氢原子从 2.22 eV ，从 D．钾的逸出功为 n=3 能级跃迁到 n=2 能级释放的光子可以从金 属钾的表面打出光电子 二、填空题（共 2 题） 13. 1911 年，英国物理学家卢瑟福用 轰击金原子，通过这个实验他提出了原子的核式结构模型 。 目前我们认为原子核是由两种基本粒子组成的，分别是带正电的 和不带电的中子。 n=5 的能级，它们在向低能级跃迁时会辐射出 中波长最长的光是从 n=¿ 向 n=¿ 跃迁形成的。 14. 如果大量的氢原子处在 种频率的电磁波，其 三、解答题（共 4 题） n=4 15. 一群氢原子处于量子数 的能级状态，氢原子的能级图如图所示，则： (1) 氢原子可能发射几种频率的光子？ n=4 (2) 氢原子由 能级跃迁到 n=2 能级时辐射光子的能量是多少电子伏？ (3) 用下图中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光 电子的最大初动能是多少电子伏？ 金属 逸出功 W 0 /eV 铯 钙 镁 钛 1.9 2.7 3.7 4.1 16. 汤姆孙发现了电子，并且知道了电子是带负电荷的，而原子是呈电中性的，这表明原子内部还有 带正电荷的物质，而且正负电荷量大小是相等的。汤姆孙认为这两种物质是怎样构成原子的呢？ 17. 氢原子核的半径大约为 1cm 3 −15 1.2× 10 m ，试估算氢原子核的密度，若氢核与氢核紧密排列到 ，质量约为多大？（已知氢原子的质量约为 − 27 1.67 ×10 kg ） 18. 经典理论认为，氢原子核外电子在库仑力作用下绕固定不动的原子核做圆周运动。已知电子电荷 量的大小为 e ，质量为 m ，静电力常量为 k ，取无穷远为电势能零点，系统的电势能可 k e2 表示为 ，其中 r 为电子与氢原子核之间的距离。 r (1) 设电子在半径为 r 1 的圆轨道上运动： E p= i 推导电子动能表达式； ii 若将电子的运动等效成环形电流，推导等效电流的表达式； (2) 在玻尔的氢原子理论中，他认为电子的轨道是量子化的，这些轨道满足如下的量子化条件 m v n r n=n vn ℎ 2 π ，其中 n=1,2,3⋯ ⋯ 称为轨道量子数， r n 为电子在该轨道上做圆周运动的速度大小， ℎ 为相应的轨道半径， 为普朗克常量。求： i 氢原子中电子的轨道量子数为 n 时，推导轨道的半径及电子在该轨道上运动时氢原子能 量的表达式。 ii 假设氢原子甲核外电子从第 量子数 2 轨道跃迁到第 1 轨道的过程中所释放的能量，恰好被 n=3 的氢原子乙吸收并使其电离，不考虑跃迁或电离前后原子核所受到的反冲， 推导氢原子乙电离出的电子动能表达式。 四、实验题（共 2 题） 19. 请回答下列问题： (1) 如图所示为氢原子的能级图，大量处于 n=3 激发态的氢原子跃迁时，发出的多个光子中 eV ，若用此光照射到某金属的光电管上并恰好发生了光电效应， eV 。 需要加在该光电管上的反向遏止电压为 8.91V ，则该金属的逸出功为 波长最小的光子能量为 (2) 某同学用如图所示的实验装置来“验证力的平行四边形定则”，图中三条细绳结于 别与两弹簧测力计和钩码相接。 i 实验步骤如下： A．弹簧测力计 A 挂于固定在竖直木板上的 P 点； O 点且分 O 下面的细线挂钩码 C ； C．手持弹簧测力计 B 缓慢向左拉，使结点 O 静止在某位置； D．记下钩码质量数，结点 O 的位置，读出并记录弹簧测力计 A B．结点 记录 B 和 的示数， 。 ii 在实验过程中，下列哪些情况会对实验结果产生误差？ 答： （选填选项前的字母） A．木板不竖直 B． A 弹簧测力计外壳的重力 C． B 弹簧测力计的拉力方向没有保持水平 B D．改变弹簧测力计 拉力进行多次实验时，结点 A iii 某次实验中，该同学发现弹簧测力计 个办法 O 的位置发生变化 的指针稍稍超出量程，请你提出解决问题的一 。 (3) 某探究小组要尽可能精确地测量电流表 A．待测电流表 （满偏电流 盘刻度均匀、总格数为 800 μA 约为 、内阻 r1 100 Ω ，表 约为 N ） （量程为 B．电流表 Ig 的满偏电流，可供选用的器材如下： 0.6 A 、 内阻 r 2=0.1 Ω ） V （量程为 3 V 、内阻 RV =3 k Ω ） D．滑动变阻器 R （最大阻值为 20 Ω ） C．电压表 E （电动势有 3 V F．开关 S 一个，导线若干 E．电源 、内阻 r 约为 1.5 Ω ） i 该小组设计了图甲、图乙两个电路图，其中合理的是图 ii 所选合理电路中虚线圈处应接入电表 iii 在开关 S （选填“甲”或“乙”）； （选填“B”或“C”）； 闭合前，应把滑动变阻器的滑片 P 置于 端（选填“ a ”或“ b ”）； Z ，电流表 iv 在实验中，若所选电表的读数为 测电流表 的满偏电流 I g=¿ 的指针偏转了 n 格，则可算出待 。 20. 回答下列问题： (1) 英国物理学家 (2) α 做了用放射性元素放出的 α 粒子散射实验结果： α 粒子穿过金箔后仍沿原来方向前进； (3) α 粒子发生了较大的偏转； (4) α 粒子的偏转超过了 (5) 粒子轰击金箔的实验（如图）。 α 粒子甚