高二物理【原子结构】练习题

高二物理原子结构练习题

一、单选题

1.在原子物理学的发展过程中，出现了许多著名的科学家和他们的研究成果，有关他们的说法

中哪个是正确的（）

A.汤姆孙证实了阴极射线就是电子流，并测出了电子所带的电荷量

B.卢瑟福通过对a粒子散射实验数据的分析提出了原子的核式结构模型

C.玻尔的原子理论把量子观念引入了原子领域，成功地揭示了微观粒子的运动规律

D.巴耳末发现的巴耳末公式可求出氢原子所发光的波长

2.根据。粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电

场的等势线，实线表示一个a粒子的运动轨迹.在。粒子从a运动到从再运动到c的过程中，

下列说法正确的是（）

A.动能先增大，后减小

B.电势能先减小，后增大

C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D.加速度先变小，后变大

3.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£ZeV

0

-0.54

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-0.85

-1.51

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2

图，已知红外线单个光子能量的最大值为1.62eV,要使氢原子

辐射出的光子可被红外测温仪捕捉,最少应给处于〃=2激发态

的氢原子提供的能量为（）-13.60

A.10.20eVB.2.89eVC.2.55eVD.1.89eV

4.氢原子第n能级的能量绝对值为与，其中巴是基态能量的绝对值，而量子数n=l,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）（）

5.关于玻尔的原子模型，下列说法正确的是（）

A.按照玻尔的观点，电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波

B.电子只能通过吸收或放出一定频率的光子在轨道间实现跃迁

C.电子从外层轨道跃迁到内层轨道时，动能增大，原子能量也增大

D.电子绕着原子核做匀速圆周运动。在外层轨道运动的周期比在内层轨道运动的周期小

6.中国“北斗三号”全球组网卫星计划将在2017年7月左右进行首次发射.“北斗三号”采用星

载氢原子钟，其精度将比“北斗二号”的星载锄原子钟提高一个数量级.如图所示为氢原子的部

分能级图，以下判断正确的是（）

F

A.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的光子i-------------------0

5------------0.54

4------------085

B.欲使处于基态的氢原子被激发，可用12.09eV的光子照射3-------------------1si

C.当氢原子从n=5的状态跃迁到n=3的状态时，要吸收光子2

D.用n=2能级跃迁到n=l能级辐射出的光照射金属钳（逸出功】--------------06

为6.34eV）时不能发生光电效应

7.卢瑟福a粒子散射实验装置如图所示，荧光屏和显微镜一起转至图中的A、B、C、。四个位

置时，相同时间在荧光屏上观察到的闪光次数

A.在A位置最多

B.在8位置最多

C.在C位置最少

D.在。位置观察不到闪光

8.如图所示为氢原子的能级图，一个氢原子吸收能量后由基态跃迁

«E

到n=4的激发态，然后向低能级跃迁，下列说法正确的是（）4----------------0.85eV

3----------------1.5UV

A.可能发出6种能量的光子2—3,40eV

B.只能发出1种能量的光子

C.吸收的能量为12.75eV

D.可能发出能量为085eV的光子

二、多选题

9.下列关于光谱的说法正确的是（）

A.到达地球上的太阳光的光谱是连续光谱

B.日光灯产生的光谱是连续光谱

C.酒精灯火焰中的钠蒸气所产生的光谱是线状谱

D.白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是线状谱

10.下列关于特征谱线的几种说法，正确的有（）

A.线状谱中的明线和吸收光谱中的暗线都是特征谱线

B.线状谱中的明线是特征谱线，吸收光谱中的暗线不是特征谱线

C.线状谱中的明线不是特征谱线，吸收光谱中的暗线是特征谱线

D.同一元素的吸收光谱中的暗线与线状谱中的明线是相对应的EneV

11.图为氢原子的能级示意图。关于氢原子跃迁，下列说法中正确的：-----------?os.

是（）3-道

A.一群处于量子数n=5激发态的氢原子，它向低能级跃迁时，最多：4

可产生6种不同频率的光

B.处于"=2激发态的氢原子吸收具有3.8eV能量的光子后被电离1-------------------13.6

C.用UeV的光子碰撞处于基态的氢原子，氢原子会跃迁到〃=2激发态上

D.用UeV的电子碰撞处于基态的氢原子，可能会使氢原子会跃迁到〃=2激发态上

12.如图所示，。点表示金原子核的位置，曲线口和cd表示经过该原子核附近的a粒子的运动轨

迹，其中可能正确的是（）

三、计算题：

13.氢原子基态能量Ei=-13.6eV,电子绕核运动半径

ri=O.53xlOlom.E,=一：尸“=〃%求氢原子处于n=4激发态时：(电子的质量

m=O.9xlO3okg)

(1)原子系统具有的能量；

(2)电子在轨道上运动的动能；

(3)电子具有的电势能；

(4)向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少?(结果保留

两位有效数字)

高二物理原子结构练习题参考答案

一、单选题：

1.B

A.汤姆孙证实了阴极射线就是电子流，密立根测出了电子所带电荷量，故A错误；

B.卢瑟福指导学生完成了a粒子散射实验，通过对实验数据的分析提出了原子的核式结构模型,

故B正确；

C.玻尔的原子理论把量了观念引入原子领域，但还保留了经典粒子的观念，还不成完全揭示微

观粒子的运动规律，故C错误；

D.巴耳末公式只适用于氢原子可见光区的谱线，故D错误；

故选B。

2.C

a粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从a运动到b过程中电场力做负功，电势能增

加，动能减小，从b运动到c过程中，电场力做正功，电势能减小，动能增加，整个过程中由

于a与c在同一等势线上，故电场力不做功，AB错误，C正确；根据点电荷周围电场可知，距

离原子核近的地方电场强度大，故越靠近原子核加速度越大，因此a粒子加速度先增大后减小,

故D错误.故选C.

3.C

AB.处于〃=2能级的原子不能吸收10.20eV、2.89eV的能量，则选项AB错误；

C.处于〃=2能级的原子能吸收2.55eV的能量而跃迁到〃=4的能级，然后向低能级跃迁时辐射

光子，其中从〃=4到〃=3的跃迁辐射出的光子的能量小于L62eV可被红外测温仪捕捉，选项C

正确；

D.处于〃=2能级的原子能吸收1.89eV的能量而跃迁到〃=3的能级，从"=3到低能级跃迁时辐

射光子的能量均大于L62eV,不能被红外测温仪捕捉，选项D错误。

故选C。

4.C使氢原子从基态跃迁到〃=2的激发态时，使电子加速的电压最小，由能量关系

-eU=E2-E1吟一E]

得。=沮；故选C。

4e

5.A

A.根据玻尔的原子模型可知，电子在定态轨道上运行时不向外辐射电磁波，A正确；

B.电子在轨道间跃迁时，可通过吸收或放出一定频率的光子实现，也可通过其他方式实现（如

电子间的碰撞），B错误；

C.电子从外层轨道（高能级）跃迁到内层轨道（低能级）时。动能增大，但原子的能量减小，

C错误；

D.电子绕着原子核做匀速圆周运动，具有“高轨、低速、大周期”的特点。即在外层轨道运动的

周期比在内层轨道运动的周期大，D错误。故选A。

6.B

A、根据C；=3知，这些〃=3能级的氢原子可以辐射出三种不同频率的光子，故A错误；

B、用12eV电子照射时，1能级与2能级能量之差为-3.4-(-13.6)=10.2川，12eV>lO.2eV

所以能发生跃迁，选项B正确；

C、氢原子从高能级跃迁到低能级时放出光子，选项C错误；

D、从〃=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光子的能量

E^E2-Et=-3.4eV-(-13.6>V=10.2eV>6.34eV,而使金属发生光电效应的条件是光子

的能量大于电子的逸出功，故可以发生光电效应，选项D错误.

点睛：根据数学组合公式分析大量氢原子处于〃=3的激发态，当向低能级跃迁时辐射不同频率

光子的种数；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，吸收能量；氢原

子的核外电子从半径较大的轨道跃迁到半径较小的轨道时，原子的能量减小.

7.A

A.放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多。说明大多数射线基本不偏折，可知

金箔原子内部很空旷，故A正确；

B.放在5位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少。说明较少射线发生偏折，可知原子

内部带正电的体积小，故B错误；

C.放在C位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。说明极少数射线较大偏折，可知原子

内部带正电的体积小且质量大，故c错误；

D.放在。位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少。说明很少很少射线发生大角度的

偏折，故D错误。故选A。

8.C

A、B项：一个原子从n=4的激发态向基态跃迁最多能发出n-l=3种，故A、B错误；

C项：从基态到n=4的激发态要吸收的能量为两能级差艮产=一°册吗故C

正确；

D项：从n=4向基态跃迁有可能有三种能量的光子发出，分别为0.65eV,1.89eV,10.2eV,故D

错误。故应选：Co

二、多选题：

9.CD

A.太阳发出的白光本来是连续光谱，但在穿过太阳表面温度比较低的太阳大气层时，部分频率

的光被太阳大气层吸收，所以到达地球上的太阳光的光谱是吸收光谱，故A错误；

B.日光灯是低压蒸气发光，所以产生的是线状谱，故B错误；

C.酒精灯火焰中的钠蒸气属于低压气体，所产生的光谱是线状谱，故C正确；

D.白光通过温度较低的钠蒸气，所产生的光谱是吸收光谱，是线状谱，故D正确。

10.AD

ABC线状谱中的明线与吸收光谱中的暗线均为特征谱线，故A正确，B错误，C错误；

D.各种元素在吸收光谱中的每一条暗线都跟这种元素在线状谱中的一条明线相对应。故D正确。

11.BD

A.这些氢原子总共可辐射出C；种即10种不同频率的光子，故A错误；

B.对于能量为3.8eV的光子，其能量大于处于"=2激发态的氢原子的电离能，可使氢原子电

离，而不受氢原子能级间跃迁条件限制，故B正确；

C.由玻尔理论的跃迁假设可知，氢原子跃迁时，只能吸收能量值刚好等于两能级能量差的光子,

根据氢原子能级图不难算出，10.2eV为氢原子〃=2和〃=1两能级的能量差，所以用lleV的

光子碰撞处于基态的氢原子，氢原子不会跃迁到〃=2激发态上，故C错误；

D.用电子去碰撞氢原子时，入射电子的动能可全部或部分地被氢原子吸收，所以只要入射电子

的动能大于或等于某个激发态和基态的能量差，就可使氢原子发生跃迁，故D正确。

故选BDo

12.BD

在a粒子的散射现象中绝大多数的a粒子都照直穿过薄金箔，偏转很小，但有少数a粒子发生角度

很大的偏转,个别的a粒子偏转角大于90°,极少数的a