高中物理原子结构练习 学校： 姓名： 班级： 一、多项选择题 1. 提出一个原子核结构模型
预测原子核中除了质子外还有中子的科学家是（A）汤姆森 B）法拉第 C）卢瑟福 D）奥斯特 2. 卢瑟福预测原子核中有中子是基于（A）电子的数量和质量
B.大多数原子核的质量与电荷之比大于质子的质量与电荷之比 C.原子核的核电荷数等于质子数 D.质子和中子的质量几乎相等
3、世界上第一台激光器发明于1960年，我国于1961年研制出第一台激光器。40年来，激光技术与应用迅速发展，并与许多学科相结合。
形成多个应用技术领域。原子从高能级跃迁到低能级产生光子，相同频率的光子聚集在一起可以形成激光。下列说法正确的是（）A. 相同频率的光子
能量相同。B.原子跃迁发射的光子频率是连续的。C.原子跃迁只产生单一频率的光子。D.激光照射金属板时，不可能发生光电效应。4.氢原子被激发自
当氢原子的能级提高时，产生的光子类型可能有（A.4B.10C.6D.85）。图中为氢原子的能级分布。已知可见光光子的能量为
量在范围内。从图中可以看出（）A.基态氢原子吸收能量为10.3eV的光子，能从n=1能级跃迁到能级B.基态氢原子的电离能为13.6eV
C.当一组氢原子从上能级跃迁到下能级时，它们能辐射出6种不同频率的光子。 D.当氢原子从一个能级跃迁到另一个能级时，它们会辐射出可见光光子。 6.下列哪项表述是正确的？
A.汤姆逊提出了基于极少数粒子大角度散射的核结构模型。B.目前建造的核电站的能量来自重核的裂变。C.衰变现象表明，电
质子是原子核的组成部分 D.质子不能衰变成中子和正电子 7.图中为玻尔原子理论中氢原子的能级图，下列说法正确的是（） A.
能级上大量的氢原子跃迁到基态，并能发射出多达20种不同频率的光。B. 能级上氢原子的势能小于能级上氢原子的势能。C. 如果氢原子
能级直接跃迁到和能级时放出的光的波长分别为λ1和λ2，则λ1＜λ2D。大量处于基态的氢原子受到光子能量为12.5eV的光的照射。
在此过程中，氢原子可以发射出多达3种不同频率的光。8.氢原子在不同能级上，电子做匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A.氢原子的能量越大，电子越
，电子的向心加速度越大B.氢原子的能量越大，电子的动能越大，电势能越小C.基态氢原子的电子运动周期最大D.基态氢原子
时，电子运动的角速度最大。二、选择题9.下列关于原子光谱的说法中，正确的是?A.原子光谱是不连续的B.由于原子是由原子核和电子组成的
，所以各种原子的光谱相同 C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也不同 D.通过分析物质的光谱，可以识别该物质中含有哪些元素 10.
关于基本电荷，下列表述正确的是（） A.基本电荷是电子 B.基本电荷所带电荷等于电子或质子所带电荷 C.物体所带电荷可以是 D.
美国物理学家米利塔里首先通过实验测量了基本电荷的值。 11.以下四幅图涉及不同的物理知识。哪一幅是正确的？ A.图A：卢瑟福
分析粒子散射实验结果，发现质子和中子。B.图B：玻尔理论指出氢原子的能级是不连续的，因此原子光子的频率也是不连续的。C.图C：普朗克
他通过研究黑体辐射，提出了能量量子的概念，成为量子力学的创始人之一。D.图丁：每个原子都有自己的特征光谱，因此可以利用光谱分析来鉴别物质。12.图丁
这是氢原子的能级图。大量处于 n=2 激发态的氢原子吸收某一频率的光子，然后跃迁到更高的能级。当它们跃迁到较低的能级时，它们会辐射出 10 种不同频率的光子。
当这些辐射出的光子照到光电管阴极K上如图B所示时，就发生光电效应。通过改变电源正负极，调节变阻器的滑块，发现截止电压为8V，则
（）A.光电管阴极K的功函数为7.06eVB.吸收的光子能量为2.86eVC.跃迁过程中辐射出的光子能量是连续的D.辐射出的
10个光子中只有4个能使光电管产生光电效应。 三、填空 13.卢瑟福提出了原子核结构模型，该模型的依据是
14、氦原子与核外电子电离时，形成具有类氢结构的氦离子。已知氦离子在基态的能量，氦离子的能级结构如图所示。
辐射光子的能级为1.0……
如图所示，阴极射线管（A为其阴极）置于马蹄形磁铁的N、S极之间，射线管的A、B极接直流高压电源和____
此时荧光屏上电子束的轨迹发生偏转（填“向上”、“向下”或“不”）。从这个实验我们可以得出什么结论？
19世纪，科学家在光学、原子、原子核的研究中不断取得突破高中物理 原子结构，指出了下面三张图所示的实验；并说
解释这些实验可以提出的物理模型或物理定律：图A：图：
____C 图：V.回答问题1
7.已知一定量的氢原子处于量子数的激发态，分析发现它们的发光光谱含有若干条谱线。18.氢原子光谱除巴尔末系外，还有莱曼系、帕申系等。
帕申系统的公式为，。若已知帕申系统中氢原子的光谱在红外区，试求：（1）帕申系统中氢原子发出的光的最长波长；（2）帕申系统中谱线所对应的光的波长。
真空中的波速是多少？ 光的频率为时，氢原子的基态能量是多少？ 氢原子的基态能量为时，激发态能量是多少？ 氢原子的基态能量为时，激发态能量是多少？ 氢原子的基态能量为时，激发态能量是多少？
态跃迁时，反方向辐射一个光子，光子辐射前后，可认为氢原子的质量不变，光速为。求光子辐射后氢原子的速度（用、、和表示）。
答案 1. C 【详细解释】卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核结构模型，所以C正确，ABD错误。所以选C。 2. B 【详细解释】大多数原子核的质量为
质子的质量电荷比大于质子的质量电荷比，所以原子核中还有不带电的中子。所以答案为B。 3.A 【详细解释】A.根据上述知识，频率相同的光子具有相同的能量。
，所以A正确；B.当原子从一个较高能态跃迁到另一个较低能态时，会辐射出一定频率的光子；光子的能量由两种能态的能量差决定。
确定了，由于电子轨道是量子化的、不连续的，原子能量也是量子化的，不同能态之间的能量差也是不连续的，那么光子的能量就不会连续，光子的频率
是不连续的，所以B错误；C.原子在不同轨道间跳跃时，由于能量差异不同，会产生不同频率的光子，所以C错误；D.根据爱因斯坦光电效应
从方程可知，当激光光子的能量大于金属板的功函数时，照射金属板就会发生光电效应，所以D错误。所以A为正确答案。4. A【详细解说】一个氢原子从n=5处被激发。
当态跃迁到较低能级时，逐级跃迁产生的光子种类最多，所以最多能产生4种光子，所以BCD错误，A正确。因此A为正确答案。 5. B 【详细解释】 A. 根据玻尔理论
从理论上讲，氢原子跃迁时，吸收的光子能量一定等于能级差，所以A错误；B.基态氢原子的电离能为13.6eV，所以B正确；C.一组
能级n=5的氢原子跃迁到较低能级时，能辐射出不同频率的光子，因此C错误；D.当氢原子由能级n=4跃迁到能级n=3时，辐射出的光子能量为
光子的能量比可见光光子小,所以它不可能是可见光光子,所以D错误。所以选B。 6.B 【详细解说】A.卢瑟福根据极少数粒子的大角度散射,提出了原子的核结构。
模型，所以A错误；B.迄今为止已建成的核电站的能量都来自重核的裂变，所以B正确；C.衰变的本质是原子核中的中子转变成质子和电子，而电子则不
原子核的成分，所以C错误；D.根据质量数和电荷数守恒定律，可知质子可以衰变为一个中子和一个正电子，衰变方程为，所以D错误。故选B。7.B
【详细解释】A.根据C=10，当大量n=5能级的氢原子跃迁到基态时，发射出的光子频率最多可达10个。选项A错误。B.当氢原子从较低能级跃迁到基态时，发射出的光子频率最多可达10个。
当氢原子从一个能级跃迁到更高的能级时，轨道半径变大，原子核外电子的动能会减小。在这个过程中，电场力做负功，其势能增大。选项B正确；C.氢原子直接从一个能级跃迁到另一个能级。
能级转移到能级时发出的光的波长为λ1，能级直接转移到能级时发出的光的波长为λ2，所以λ1>λ2。C项错误；D.利用光子能量1
2.5eV的光照射大量基态的氢原子，如果氢原子吸收光子，则能量为E=E1+12.5eV=-13.6eV+12.5eV=-1。
没有能级等于1eV，所以基态的氢原子不吸收12.5eV的光子，所以选项D错误。所以选B。 8. D 【详细解释】A.原子核与电子之间的作用力
库仑力占主导地位。根据牛顿第二定律，氢原子的能量越大，电子距离原子核越远，r越大。因此，电子的向心加速度较小，所以A错误；B.根据牛顿第二定律，
电子的动能为，因此我们可以得出，随着 的增加，电子的动能减小，而在带正电的原子核产生的电场中，电子与原子核之间的距离增大，其势能增大，因此B是错误的；
C.根据牛顿第二定律，当氢原子处于基态时，电子的半径最小，因此它的周期也最小，所以C错误；D.根据牛顿第二定律，可以得出，越小，越大，所以
对于基态的氢原子，电子运动的角速度最大，所以D正确。因此，D为正确答案。 9.AC 【详细解释】A.原子光谱是由不连续的亮线组成的，是线谱，不是连续谱。
原子是由原子核和电子组成，但不同原子的原子结构不同，且各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，因此不同原子的原子光谱有所差异。
子光谱不同，所以B错误，C正确；D.亮线光谱和暗线光谱的特征谱线与原子的结构有关，亮线光谱和暗线光谱可以用来识别物质，但不能用物质本身来识别物质。
连续光谱分析该物质含有哪种元素？D错误。所以选AC。10.BD【详细解释】AB。基本电荷是指电子或质子所带的电荷。它是最小的电荷，而不是
质子还是电子，A错误，B正确；C.一切带电体的电荷都等于基本电荷的整数倍，而的电荷不为基本电荷的整数倍，这是不可能的，C错误；D.
电荷e的值是美国科学家密立根通过实验首先测得的。D正确。因此BD为正确答案。11.BCD【详细解释】A.卢瑟福分析了粒子散射实验的结果。
，提出了原子的核结构模型，因此A错误；B.玻尔理论指出氢原子的能级是分立的，因此原子光子的频率也是不连续的，因此B正确；C.普朗克
他通过研究黑体辐射提出了能量量子的概念，成为量子力学的创始人之一，所以C是正确的；D.根据玻尔理论，每个原子都有自己的特征谱线，所以光谱分析
能识别物质，所以D正确。所以选BCD。 12.BD 【详细解释】B.能级n=2跃迁到更高能级后，能辐射10个不同频率的光子。由解得n=5，所以
吸收的光子能量E=E5-E2=2.86eV，所以B正确；A.跃迁过程中发射的光子最大能量为Emax=-0.54eV-（-13.6eV
)＝13.06eV 由光电效应方程Ek＝hν－W0Ek＝eU 由题意可知U＝8V，联立方程可得光电管阴极K的功函数W0＝5.06eV，因此A错误。
；C.根据玻尔理论，跃迁时辐射出的光子能量是不连续的，所以C是错误的；D.由光电管阴极K的功函数W0=5.06eV可知，辐射出的
氢原子可以发生的光电效应有四种：从n=5能级到基态，从n=4能级到基态，从n=3能级到基态，从n=2能级到基态。因此，D是正确的。
所以BD是正确答案。 13.阿尔法粒子散射实验 【详细解说】卢瑟福提出了原子的核结构模型，而这个模型的基础就是阿尔法粒子散射实验。 14.????6??
?? 51.0【详细解释】[1] 大量具有类似氢结构的氦离子从某一能级跃迁到较低的能级。 其能辐射出的光子最大数量为 [2] 其辐射出的光子最大能量为15。???
施加的电场应从B指向A高中物理 原子结构，因此A的电位低，B的电位高。A接负极，B接正极。[3] 磁铁两极之间的磁场从N指向S。电子从A移动到B。
根据左手定则，我们可以判断电子受到洛伦兹力的作用，向下偏转；[4]通过这个实验，我们可以知道磁场对运动电荷有很强的作用。16.????根据图像，
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（本文为老师原创）
