高考物理考点一遍过 考点57 原子结构 氢原子光谱

高考物理一轮复习策略

首先，要学会听课：

1、有准备的去听，也就是说听课前要先预习，找出不懂的知识、发现问题，带着知识点和问题去听课会有解惑的快乐，也更听得进去，容易掌握;

2、参与交流和互动，不要只是把自己摆在“听”的旁观者，而是“听”的参与者。

3、听要结合写和思考。

4、如果你因为种种原因，出现了那些似懂非懂、不懂的知识，课上或者课后一定要花时间去弄懂。

其次，要学会记忆：

1、要学会整合知识点。把需要学习的信息、掌握的知识分类，做成思维导图或知识点卡片，会让你的大脑、思维条理清醒，方便记忆、温习、掌握。

2、合理用脑。

3、借助高效工具。学习思维导图，思维导图是一种将放射性思考具体化的方法，也是高效整理，促进理解和记忆的方法。最后，要学会总结：

一是要总结考试成绩，通过总结学会正确地看待分数。

1.摸透主干知识       2.能力驾驭高考      3.科技领跑生活

一、原子的核式结构

1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2．α粒子散射实验：1 909~1 911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

3．原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。[来源:Zxxk.Com]

二、光谱

1．光谱

用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

2．光谱分类

有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

3．氢原子光谱的实验规律

巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式=R，（n=3，4，5，···），R是里德伯常量，R=1.10×107 m–1，n为量子数。

三、玻尔理论

1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν=Em–En。（h是普朗克常量，h=6.63×10–34 J·s）

3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

四、氢原子的能级、能级公式

1．氢原子的能级

能级图如图所示

2．氢原子的能级和轨道半径

（1）氢原子的能级公式：En=E1（n=1，2，3，···），其中E1为基态能量，其数值为E1=–13.6 eV。

（2）氢原子的半径公式：rn=n2r1（n=1，2，3，···），其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1=0.53×10–10 m。

五、氢原子能级及能级跃迁

1．定态间的跃迁——满足能级差

（1）从低能级（n小）高能级（n大）→吸收能量。

hν=En大–En小

（2）从高能级（n大）低能级（n小）→放出能量。

Hν=En大–En小

2．电离

电离态与电离能[来源:学#科#网]

电离态：n=∞，E=0

基态→电离态：E吸=0–（–13.6 eV）=13.6 eV电离能。

n=2→电离态：E吸=0–E2=3.4 eV

如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。

六、解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意

1．能级之间发生跃迁时放出（吸收）光子的频率由hν=Em–En求得。若求波长可由公式c=λν求得。

2．一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n–1）。

3．一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。

（1）用数学中的组合知识求解：。

（2）利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。

七、对原子跃迁条件的理解

1．原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子。只有当一个光子的能量满足hν=E末–E初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E初向高能级E末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E末–E初时都不能被原子吸收。

2．原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。

3．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差。两种情况有所区别。

特别提醒：原子的总能量Ekn随r的增大而减小，又En随n的增大而增大，故Epn随n的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大。

（2018·江苏省宿迁市高二下学期期末考试）关于原子结构及原子核的知识，下列说法错误的是

A．维系原子核稳定的力是核力，核力可能是吸引力，也可能是排斥力

B．卢瑟福提出的原子核式模型能解释α粒子散射实验现象

C．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内

D．β衰变中的电子来自原子核

【参考答案】C

【详细解析】A．根据核力的性质可知，短程力核力在4∼5 fm以上的距离即已消失，当两核子距离为2∼5 fm时，它是较弱的吸引力，通常称为长程弱吸引力。核力的中程部分（1∼2 fm）是较强的吸引力，它比质子间的库仑力强得多，足以克服库仑排斥作用。当两核子间距离小于0.4∼0.5 fm时，核力为强排斥力，称为排斥芯。故A正确；B．卢瑟福提出的原子核式模型能解释α粒子散射实验中大多数α粒子方向几乎不变，极少数α粒子发生了大角度偏转等现象，故B正确；C．汤姆孙发现电子后猜想电子与带正电的物质像枣糕形状分布，故C错误；D．β衰变中的电子是原子核内一个中子衰变成一个质子和一个电子。故D正确。本题选择错误答案，故选C。

1．根据卢瑟福的原子核式结构模型，下列说法正确的是

A．原子中的正电荷均匀分布在整个原子范围内

B．原子的质量均匀分布在整个原子范围内

C．原子中的正电荷和质量都均匀分布在整个原子范围内

D．原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在很小的区域范围内

【答案】D

【解析】粒子散射实验表明原子中的正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的范围内，所以ABC选项错误，选项D正确。

2．卢瑟福提出的原子核式结构学说不包括下列哪些内容

A．原子中心有一个很小的核

B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

C．原子正电荷均匀分布在它的全部体积上

D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转

【答案】C

【解析】原子中心有一个原子核，它集中了几乎原子的全部质量和所有的正电荷，电子绕原子核高速旋转。故选C。

【名师点睛】正确理解卢瑟福的原子核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转。

（2018·辽宁省新民市第一高级中学高二下学期期末复习）如图所示为氢原子光谱中的三条谱线，对这三条谱线的描述中正确的是

A．乙谱线光子能量最大

B．甲谱线是电子由基态向激发态跃迁发出的

C．丙谱线是电子在两个激发态间跃迁发出的

D．每条谱线对应核外电子绕核旋转的一条轨道，任一谱线的频率等于电子做圆周运动的频率

【参考答案】C

【详细解析】根据，因此甲谱线光子能量最大，故A错误；谱线是电子由激发态向基态跃迁发出的，而电子由基态向激发态跃迁需要吸收光子的，故B错误；丙谱线可以是电子在两个激发态间跃迁发出的，故C正确；电子跃迁时辐射的光子的频率等于能级差值，与电子绕核做圆周运动的频率无关，故D错误；故选C。

【名师点睛】抓住原子跃迁规律，从高能级向低能级跃迁要辐射光子，从低能级向高能级跃迁要吸收光子；并掌握各种光的产生机理。

1．（2018·甘肃省兰州新区舟曲中学高二下学期期末考试）仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是

A．观察时氢原子有时发光，有时不发光

B．氢原子只能发出平行光

C．氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的

D．氢原子发出的光互相干涉的结果[来源:学|科|网]

【答案】C

【解析】根据玻尔理论得知，氢原子的能量不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，则光子的频率，光子的频率也是不连续的，从而产生几条不连续的亮线，C正确。

2．如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，并用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠。

（1）这群氢原子能发出_______种不同频率的光，其中有_______种频率的光能使金属钠发生光电效应。

（2）金属钠发出的光电子的最大初动能为________eV。

【答案】（1）3  2  （2）9.60

【解析】（1）有3种跃迁方式，如图所示

第3激发态→第1激发态，放出光子的能量为

ΔE=E3–E1=（–1.51 eV）–（–13.6 eV）=12.09 eV>2.49 eV

第3激发态→第2激发态，放出光子的能量为

ΔE=E3–E2=（–1.51 eV）–（–3.4 eV）=1.89 eV<2.49 eV

第2激发态→第1激发态，放出光子的能量为

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会发生光电效应，故有2种频率的光能使金属钠发生光电效应。

（2）根据爱因斯坦光电效应方程，有

Ekm=hν–W0=12.09 eV–2.49 eV=9.60 eV。

1．下列对原子结构的认识中，错误的是

A．原子中绝大部分是空的，原子核很小

B．电子在核外绕核旋转，向心力为库仑力

C．原子的全部正电荷都集中在原子核里

D．原子核的直径大约为10–10 m

2．（2018·天津市蓟州区第一中学高三上学期开学考试）卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是

A．α粒子的散射实验

B．对阴极射线的研究

C．天然放射性现象的发现

D．质子的发现

3．（2018·湖北省沙市中学高二下学期期中考试）关于原子结构的认识历程，下列说法正确的有

A．汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内

B．α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C．对原子光谱的研究开辟了深入探索原子核内部结构的道路

D．玻尔提出的原子定态，原子可以稳定在固定的能级上，玻尔原子理论能成功地解释几乎所有原子的光谱现象

4．处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法错误的是

A．电子绕核旋转半径增大

B．电子的动能增大

C．氢原子的电势能增大

D．氢原子的总能量增加

5．氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n=2能级跃迁时产生的。四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是

A．红色光谱是氢原子从n=3能级向n=2能级跃迁时产生的

B．蓝色光谱是氢原子从n=6能级或n=5能级直接向n=2能级跃迁时产生的

C．若氢原子从n=6能级直接向n=1能级跃迁，则能够产生红外线

D．若氢原子从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应

6．氢原子的核外电子从一个轨道跃迁到另一轨道时，可能发生的情况有

A．吸收光子，电子动能减少，原子势能增加

B．放出光子，电子动能增加，原子势能减少

C．放出光子，电子动能减少，原子势能增加

D．吸收光子，电子动能增加，原子势能减少

7．（2018·西藏林芝市第一中学高三上学期第三次月考）已知氢原子处于激发态的能量En=，式中E1为基态的能量E1=–13.6 eV。对于处于n=4激发态的一群氢原子来说，可能发生的辐射是

A．能够发出五种能量不同的光子

B．能够发出六种能量不同的光子

C．发出的光子的最大能量是12.75 eV，最小能量是0.66 eV

D．发出的光子的最大能量是13.6 eV，最小能量是0.85 eV

8．如图是氢原子的能级图，对于一群处于n=4的氢原子，下列说法中正确的是

A．这群氢原子能够吸收任意能量的光子后向更高能级跃迁

B．这群氢原子能够发出6种不同频率的光

C．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV

D．如果发出的光中子有两种能使某金属产生光电效应，其中一种一定是由n=3能级跃迁到n=1能级发出的

9．如图所示，氢原子的能级图。用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射不同波长的光有多少种

A．15                                        B．10

C．4                                         D．1

10．（2018·辽宁省沈阳市郊联体高二下学期期末考试）如图是氢原子从n=3、4、5、6能级跃迁到n=2能级时辐射的四条光谱线，其中频率最大的是

A．              B．                C．.                  D．

11．某原子的部分能级图如图所示，大量处于某激发态的该原子向低能级跃迁时，发出三种波长的光如图所示，它们的波长分别为λa、λb、λc。下列说法正确的是

A．在同种均匀介质中传播时，b光的速度最小

B．若b光照射某种金属能发生光电效应，c光照射该金属也能发生光电效应

C．用同一套装置做双缝干涉实验，a光相邻亮纹的间距最大

D．三种光的波长关系为

12．金属钾的逸出功为2.21 eV，如图所示是氢原子的能级图，一群处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光中能使金属钾发生光电效应的光谱线条数是

A．2条                                     B．4条

C．5条                                     D．6条

13．根据玻尔原子结构理论，氦离子（He＋）的能级图如图所示．当某个He＋处在n=4的激发态时，由于跃迁所释放的光子不可能有

A．1个                                    B．2个

C．3个                                    D．6个

14．（2018·安徽省黄山市屯溪第一中学高三上学期第二次月考）氢原子的能级如图所示，已知可见光的光子能量在1.62 eV~3.11 eV之间，下列说法正确的是

A．氢原子从高能级向n=1能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

B．氢原子从高能级向n=2能级跃迁时发出的光一定是可见光

C．氢原子从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

D．大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出两种可见光。

15．对玻尔理论的评论和议论，正确的是

A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动

B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础

C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念

D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念

16．（2018·河南省郑州市实验中学高三（上）第一次月考）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．α射线、β射线、γ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

17．如图所示为氢原子的能级图，则下列说法正确的是

A．若己知可见光的光子能量范围为1.61 eV~3.10 eV，则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条

B．当氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，氢原子的电势能增加，电子的动能增加

C．处于第3能级状态的氢原子，发射出的三种波长分别为λ1、λ2、λ3（λ1>λ2>λ3）的三条谱线，则λ1=λ2＋λ3

D．若处于第2能级状态的氢原子发射出的光能使某金属板发生光电效应，则从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光也一定能使此金属板发生光电效应

18．图中所示为氢原子能级示意图的一部分，则关于氢原子发生能级跃迁的过程中，下列说法中正确的是

A．从高能级向低能级跃迁，氢原子放出光子

B．从高能级向低能级跃迁，氢原子核外电子轨道半径变大

C．从高能级向低能级跃迁，氢原子核向外放出能量

D．从能级跃迁到能级比从能级跃迁到能级辐射出电磁波的波长短

19．（2018·黑龙江哈尔滨市对青山镇一中高二下学期期末考试）关于卢瑟福的α粒子散射实验，下列说法正确的是

A．大部分α粒子穿过金属箔没有显著偏转

B．所有α粒子穿过金属箔没有显著偏转

C．只有少数α粒子穿过金属箔时发生偏转，最大偏转角可达180°

D．大部分α粒子穿过金属箔时，发生折射偏向一边

20．卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是

A．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

B．正电荷在原子中是均匀分布的

C．原子中存在带负电的电子

D．原子只能处在一系列不连续的能量状态中[来源:学科网ZXXK]

21．（2018·广东省惠州市东江高级中学高二第二学期四月月考）如图所示为α粒子散射实验装置，α粒子打到荧光屏上都会引起闪烁，若将带有荧光屏的显微镜分别放在图中A、B、C、D四处位置。则这四处位置在相等时间内统计的闪烁次数可能符合事实的是

A．1 305、25、7、1

B．202、405、625、825

C．1 202、1 010、723、203

D．1 202、1 305、723、203

22．下列说法正确的是

A．用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光强度越大，逸出的光电子的最大初动能越大。

B．按照波尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的总能量减小。

C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定

D．汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子核内有复杂的结构。

23．氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射处可见光a，从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射处可见光b，则

A．a光的光子能量大于b光的光子能量

B．氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线

C．处于能级n=4的电子的动能小于能级n=2的动能

D．在真空中传播时，b光的波长较短

24．如图是氢原子的能级图，一群氢原子处于n=3能级，下列说法中正确的是

A．这群氢原子跃迁时能够发出3种不同频率的波

B．这群氢原子发出的光子中，能量最大为10.2 eV

C．从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光波长最长

D．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向更高能级跃迁

25．（2018·辽宁省新民市第一高级中学高二下学期期末复习）下列史实正确的是

A．贝克勒尔首先发现某些元素能发出射线并与居里夫妇分享了1903年的诺贝尔物理学奖

B．卢瑟福用α粒子轰击氮核，打出了质子，并由此发现了质子

C．查德威克通过实验证实了原子核内存在质子

D．玻尔提出了自己的原子结构假说，并由此解释了所有的原子发光现象

26．在物理学的发展过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步。下列表述符合物理学史实的是

A．普朗克为了解释黑体辐射现象，第一次提出了能量量子化理论

B．爱因斯坦为了解释光电效应的规律，提出了光子说

C．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型

D．贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现原子核是由质子和中子组成的

27．下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是

A．图甲：原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是任意的

B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的

C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子

D．图丁：吸收光谱也是原子的特征谱线，由于原子光谱只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”来进行光谱分析

28．（2018·山东省青岛第二中学高三上学期期中考试）以下关于物理学史的说法正确的是

A．康普顿的学生，中国留学生吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性

B．汤姆逊用不同材料的阴极做实验，所得的阴极射线具有相同的比荷，这种粒子后来被称为电子

C．居里夫妇和贝克勒尔由于对光电效应的研究一起获得了1903年的诺贝尔物理学奖

D．德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼通过中子轰击铀核的实验发现重核裂变

29．关于α粒子散射实验和卢瑟福的原子核式结构，下列说法正确的是

A．α粒子散射实验揭示了原子核的组成

B．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径

C．少数α粒子发生了较大偏转，卢瑟福认为是环境的影响

D．能发生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核较近的α粒子

30．如图为氢原子能级图。下列说法正确的是

A．一个处于能级的氢原子，可以吸收一个能量为0.7 eV的光子

B．大量处于能级的氢原子，跃迁到基态的过程中可以释放出3种频率的光子

C．氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于13.6 eV

D．用能量为10 eV和3.6 eV的两种光子同时照射大量氢原子，有可能使处于基态的氢原子电离

31．（2018·天津市和平区耀华中学高三10月月考）如图为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的示意图。关于这些光，下列说法正确的是

A．能容易表现出衍射现象的光是由能级跃迁到能级产生的

B．频率最小的光是由能级跃迁到能级产生的

C．这些氢原子总共可辐射出种不同频率的光

D．用能级跃迁到能级辐射出的光照射逸出功为的金属铂能发生光电效应

32．氢原子的部分能级如图所示，现有大量的氢原子处于n=4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出不同频率的光。已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间。由此可推知，氢原子

A．从高能级向n=3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高

B．从高能级向n=2能级跃迁时发出的光均为可见光

C．用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应

D．频率最小的光是由n=4能级跃迁到n=3能级产生的

33．氢原子的能级示意图如图所示，现有每个电子的动能都为Ee=12.89 eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰。已知碰撞前一个电子与一个原子的总动量为零。碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级。求碰撞后1个电子与1个受激氢原子的总动能。（已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为1:1 840）

34．（2018·山东省乐陵第一中学高三一轮复习）原子核的能量也是量子化的，钍核的能级图如图所示。能发生β衰变产生钍核，钍核处于的能级。

（1）写出发生β衰变的方程；

（2）发生上述衰变时，探测器能接收到γ射线谱线有几条？求出波长最长γ光子的能量E。

35．（2018·天津卷）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定

A．对应的前后能级之差最小

B．同一介质对的折射率最大

C．同一介质中的传播速度最大

D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能

36．（2016天津卷）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是

A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论

B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子

C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

37．（2016上海卷）卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在

A．电子                                    B．中子

C．质子                                    D．原子核

38．（2016北京卷）处于n=3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有

A．1种                                     B．2种

C．3种                                     D．4种

2．A【解析】卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，故A正确，BCD错误；故选A。

3．B【解析】卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，猜想原子内的正电荷及几乎全部质量集中在很小的核内，选项A错误；α粒子散射实验中少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据，选项B正确；对天然放射现象的研究开辟了深入探索原子核有复杂结构的道路，故C错误；玻尔提出的原子定态，原子可以处在一系列不连续的能量状态中；玻尔原子理论只是成功解释了氢原子光谱，但是不能解释所有原子的光谱现象，选项D错误；故选B。

4．B【解析】根据波尔理论，处于基态的氢原子吸收一个光子后，原子将由低能态跃迁到高能态，电子的轨道半径变大，电子的动能减小，氢原子的电势能变大，电子的总能量变大，故选项ACD正确，B错误；此题选择错误的选项，故选B。

5．AD【解析】从n为3、4、5、6的能级直接向n=2能级跃迁时，从n=3跃迁到n=2辐射的光子频率最小，波长最大，可知为红色光谱，故A正确；蓝色光子频率大于红光光子频率，小于紫光光子频率，可知是从n=4跃迁到n=2能级辐射的光子，故B错误；氢原子从n=6能级直接向n=1能级跃迁，辐射的光子频率大于从n=6跃迁到n=2时辐射的光子频率，即产生的光子频率大于紫光，故C错误；由于n=6跃迁到n=2能级辐射的光子频率大于n=6跃迁到n=3辐射的光子频率，所以氢原子从n=6能级直接向n=3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级直接向n=2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应，故D正确。学科~网

6．AB【解析】吸收光子，电子跃迁到高轨道，，动能减小，电子克服库仑力做负功，电势能增大，A对；同理B对。

7．BC【解析】根据=6知，一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁，能产生6种不同频率的光子，故A错误，B正确。由第4能级向第3能级跃迁时辐射的光子能量最小，即为：∆E=E4–E3==0.66 eV，最大能量是从n=4的激发态跃迁到基态，即为：∆E′=–+13.6=12.75 eV，故C正确，D错误；故选BC。

9．B【解析】设氢原子吸收该光子后能跃迁到第n能级，根据能级之间能量差可有：13.06 eV=En–E1，其中E1=–13.61 eV，所以En=–0.54 eV，故基态的氢原子跃迁到n=5的激发态．所以放出不同频率光子种数为：种；故选B。

11．B【解析】根据吸收或辐射光子的能量等于两能级间的能级差判断光子的能量和波长分别是和的关系，根据频率与波长的关系，结合光电效应的条件，与干涉条纹间距公式，即可求解。因为，那么，依据，可知，从而确a光的频率最高，b光的频率最低，a光折射率最大，b光折射率最小，根据，当在同种均匀介质中传播时，b光的速度最大，故A错误；用波长为的光照射某金属时恰好能发生光电效应，根据能级图可知，则波长为的光照射该金属时一定能发生光电效应，故B正确；结合，因此，用同一套装置做双缝干涉实验，再由干涉条纹间距公式，a光相邻亮纹的间距最小，故C错误；因为，知，所以得，故D错误。

12．B【解析】由n=4到n=2跃迁的能级差为（–0.85）–（–3.4）=2.55 eV>2.21 eV，能使金属钾发生光电效应；由n=4到n=1跃迁的能级差为（–0.85）–（–13.6）=12.75 eV>2.21 eV，能使金属钾发生光电效应；由n=3到n=1跃迁的能级差为（–1.51）–（–13.6）=12.09 eV>2.21 eV，能使金属钾发生光电效应；由n=2到n=1跃迁的能级差为（–3.40）–（–13.6）=10.2 eV>2.21 eV，能使金属钾发生光电效应；故选B。

13．D【解析】当某个He+处在n=4的激发态时，当它向低能级跃迁时可能发出3条不同频率的光谱线:由能级4跃迁到能级1，所发射的谱线有1条；由能级4跃迁到能级2，能级2跃迁到能级1，所发射的谱线有2条；由能级4跃迁到能级3，能级3跃迁到能级2，能级2跃迁到能级1，所发射的谱线有3条；由于跃迁所释放的光子不可能有6个，故选D。学科&网

14．AD【解析】A、从高能级向n=1能级跃迁时发出的光子能量大于10.2eV，大于可见光子的能量，属于跃迁发出的光子频率大于可见光的频率，故A正确；B、从高能级向n=2能级跃迁发出的光子能量大于1.89eV，小于3.4eV，不一定在1.62eV到3.11eV之间，不一定是可见光，故B错误；C、从高能级向n=3能级跃迁发出的光子能量大于0.66eV，小于1.51eV，比可见光的能量小，属于发出的光子频率小于可见光的光子频率，故C错误；D、大量处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时可以发出6中不同频率的光子，从n=4到n=2能级跃迁、n=3到n=2能级跃迁辐射的光子频率在可见光范围内，可以发出两种可见光，故D正确；故选AD。

16．C【解析】原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律，选项A错误；α射线、β射线、都是高速运动的带电粒子流，γ射线是不带电的光子流，选项B错误；氢原子从激发态向基态跃迁时辐射的能量等于两个能级的能级差，则氢原子从激发态向基态跃迁时只能辐射特定频率的光子，选项C正确；发生光电效应时光电子的动能只与入射光的频率有关，与光的强度无关，选项D错误；故选C。[来源:学科网ZXXK]

17．A【解析】从n=4跃迁到n=1能级时放出的光子能量为–0.85+13.60 eV=12.75 eV；不在可见光范围之内，从n=4能级跃迁到n=2能级时辐射的光子能量–0.85+3.41 eV=2.55 eV；在可见光范围，从n=4能级跃迁到n=3能级时辐射的光子能量–0.85+1.51 eV=0.66 eV，不在可见光光子能量范围之内；从n=3能级跃迁到n=2能级时发出的光子能量为–1.51+3.40 eV=1.89 eV，在可见光范围之内；从n=2能级跃迁到n=1能级时发出的光子能量为–3.40+13.60=10.2 eV，不在可见光范围之内，故则处于第4能级状态的氢原子，发射光的谱线在可见光范围内的有2条，A正确；氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道时，轨道半径减小，原子能量减小，向外辐射光子，根据，知轨道半径越小，动能越大，知电子的动能增大，电势能减小，B错误；根据，即为，C错误；因为从第5能级跃迁到第2能级时发射出的光的频率小于处于第2能级状态的氢原子发射出的光的频率，故不一定发生光电效应，D错误。

18．AD【解析】A中氢原子的电子从高能级向低能级跃迁时，氢原子会放出光子，A是正确的；B中从高能级向低能级跃迁，氢原子核外电子轨道半径变小，B不对；C中从高能级向低能级跃迁，并不是氢原子核向外放出能量，因为电子在原子核外，故C也不对；D中从能级跃迁到能级时释放的能量比从能级跃迁到能级时释放的能量小，故辐射光的频率也小，光的波长较长，D是正确的。

19．AC【解析】卢瑟福的α粒子散射实验中发现，大部分α粒子穿过金属箔仍按原方向运动，没有显著偏转，少数偏离了原来的方向，有的偏转超过900，甚至有的被反向弹回，最大偏转角可达180°，故选项AC正确，BD错误；故选AC。

21．A【解析】由于绝大多数粒子运动方向基本不变，所以A位置闪烁次数最多，少数粒子发生了偏转，极少数发生了大角度偏转。符合该规律的数据只有A选项，A正确。

22．C【解析】用频率一定的光照射某金属发生光电效应时，入射光强度越大，单位时间逸出的光电子的数目越多，选项A错误；按照波尔理论，氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子的总能量增加，选项B错误；比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，选项C正确；汤姆孙首先发现了电子，从而说明原子内有复杂的结构，选项D错误；故选C。

23．AC【解析】根据跃迁规律根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差。公式：，可知从n=4向n=2跃迁时辐射光子的能量大于从n=3向n=2跃迁时辐射光子的能量，则可见光a的光子能量大于b，又根据光子能量可得a光子的频率大于b，由，则a光的波长小于b光，故A正确，D错误；根据跃迁规律可知高能级向低能级跃迁时辐射光子的能量等于这两个能级差，从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出的光子能量小于a光子的能量，因为紫外线的能量大于可见光，所以不可能为紫外线，故B错误。根据玻尔理论，库仑力提供向心力，可知，越靠近原子核的速度越大，动能越大，那么处于能级n=4的电子的动能小于能级n=2的动能，故C正确。

24．AC【解析】根据知，这群氢原子能够发出3种不同频率的光子，A正确；由n=3跃迁到n=1，辐射的光子能量最大，，故B错误；从n=3跃迁到n=2辐射的光子能量最小，频率最小，则波长最长，C正确；一群处于n=3的氢原子发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能级差，D错误。

25．AB【解析】贝克勒尔发现了天然放射现象，居里夫人与她丈夫皮埃尔•居里发现了放射性元素钋（Po）和镭（Ra），因此他们一起分享了1903年的诺贝尔物理学奖。故A正确；1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现质子。故B正确；1932年查德威克用α粒子轰击铍核，发现中子。故C错误；玻尔提出了自己的原子结构假说，并由此解释了氢光谱，并不是解释了所有的原子发光现象。故D错误。故本题正确答案选AB。

27．BD【解析】由图和玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，A错误；玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，B正确；卢瑟福通过分析粒子散射实验结果，提出了原子的核式结构模型，C错误；吸收光谱也是原子的特征谱线，由于原子光谱只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”来进行光谱分析，D正确。

28．ABD【解析】A、康普顿效应说明光具有粒子性，该效应表明光子不仅具有能量，还具有动量，康普顿的学生中国物理学家吴有训测试了多种物质对X射线的散射，证实了康普顿效应的普遍性，故A正确；B、1897年，英国物理学家汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并求出了这种粒子的比荷，这种粒子后来被称为电子，但是电荷量是后来有密立根通过油滴实验测定，故B正确；C、因为对天然放射现象的研究，居里夫妇和贝克勒尔一起获得了诺贝尔物理学奖，爱因斯坦因光电效应规律的发现而获得诺贝尔物理学奖，故C错误；D．德国物理学家哈恩和斯特拉斯曼通过中子轰击铀核的实验发现重核裂变，故选项D正确。故选ABD。学科*网

29．BD【解析】α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来）是由于斥力，且质量较大，AC错误D正确；利用α粒子散射实验现象，极少数大角度偏转，可以估算原子核的半径，故B正确。

30．BC【解析】根据，可知，0.7 eV不在范围内，A错误；根据知，这些n=3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子，B正确；根据辐射的光子能量等于两能级间的能级差，可知，从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量最大值仍小于13.6 eV，C正确；由于氢原子的能级，基态的氢原子为能级为–13.6 eV，要出现电离，则光子的能量即为13.6 eV，因此10 eV和3.6 eV的两种光子不可能出现电离现象，D错误。

31．CD【解析】由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最大，波长最短，不容易发生衍射，故A错误；辐射出光子的能量是跃迁两轨道能级之差，所以由n=4能级跃迁到n=3能级产生的光子频率最小，故B错误；大量的氢原子处于n=4的激发态，可能发出光子频率的种数，故C正确；n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子能量E=13.6–3.40eV=10.2eV，大于逸出功，能发生光电效应，故D正确。所以CD正确，AB错误。

33．0.16 eV

【解析】以ve和vH表示碰撞前电子的速率和氢原子的速率，根据题意有：meve–mHvH=0

碰撞前，氢原子与电子的总动能为Ek=mHvH2+meve2

解以上两式并代入数据得：Ek=12.897 eV≈12.90 eV

氢原子从基态激发到n=4的能级所需能量由能级图得ΔE=–0.85–（–13.59）=12.74 eV

碰撞后电子和受激氢原子的总动能E'k=Ek–ΔE=12.90–12.74=0.16 eV

34．（1）  （2）3条  0.0721 MeV

【解析】（1）根据电荷数守恒、质量数守恒知，

发生β衰变的方程为

（2）根据知，探测器能接收到γ射线谱线有3条，

波长最长，对应能级差最小；

则波长最长γ光子的能量。学科=网

35．A【解析】波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误。

37．D【解析】卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的α粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。

38．C【解析】因为是大量处于n=3能级的氢原子，所以根据可得辐射光的频率可能有3种，故C正确。