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原子结构专题一、多选题1．如图为波尔为解释氢原子光谱画出的氢原子能级示意图，一群氢原子处于n=4的激发状态，当他们自发的跃到较低能级时，以下说法正确的有（）。A.电子轨道半径减小，动能增大B.可发出连续不断的光谱线C.由n=4跃迁到n=1时发出光子的频率最高D.由n=4跃迁到n=1时发出光子的波长最长【答案】AC【解析】（1）当氢原子中电子从高能级向低能级跃迁时，电子轨道半径变小，跃迁过程中，原子核对电子的库仑力做正功，根据动能定理，电子动能增大，A正确；（2）根据玻尔理论，原子能量是量子化的，故原子中电子跃迁时，能级差也是量子化的，只能是一些特定的数值，根据，发光频率也只能是一些特定的频率，故不能产生连续谱，而是线状谱，B错误；（3）电子由n=4跃迁到n=1时，能级差最大，根据，产生的光子频率最高，波长最短，C正确，D错误。故本题选AC2．下列说法正确的是A.卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型B.大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射2种频率的光子C.α粒子的穿透本领比β射线强D.光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应【答案】AD【解析】卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型，选项A正确；大量处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射种频率的光子，选项B错误；α粒子的穿透本领比β射线弱，选项C错误；光照射金属时，只要光的频率大于金属的截止频率，无论光的强弱如何，都能发生光电效应，选项D正确；故选AD.3．如图4为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法中正确的是A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少B.放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少C.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时稍少些D.放在C、D位置时屏上观察不到闪光【答案】BC【解析】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错误；放在D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B正确；放在B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C正确；放在CD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D错误。故选BC。4．关于α粒子散射实验和原子结构模型，下列说法正确的是A.α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”B.卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验C.少数α粒子发生大角度散射是因为受到很强的引力作用D.大多数α粒子不发生偏转的原因是正电荷均匀分布在原子内【答案】AB【解析】A：α粒子散射实验完全否定了汤姆孙关于原子的“枣糕模型”，故A项正确。B：卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了α粒子散射实验，故B项正确。C：原子核集中了原子的全部正电荷和几乎全部质量，少数α粒子运动过程中靠近原子核时会受到很强的库仑斥力作用发生大角度偏转。故C项错误。D：绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变。故D项错误。5．氦原子被电离出一个核外电子，形成类氢结构的离子，其能能级示意图如图所示，当分别用能量均为的电子和光子作用于处在基态的氦离子时（）A.当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时可能辐射能量为的光子B.当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时一定不能辐射能量为的光子C.当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时可能辐射能量为的光子D.当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时一定不能辐射能量为的光子【答案】BC【解析】AB、当用能量为光子作用于处在基态的氦离子时，能量为，不能跃迁，一定不能辐射能量为的光子，故A错误，B正确；CD、当用能量为电子作用于处在基态的氦离子时，基态的氦离子吸收部分的电子能量，能跃迁到第二能级，可以辐射能量为的光子，故C正确，D错误；故选BC。6．关于光谱，下列说法正确的是A.发射光谱一定是连续谱B.利用线状谱可以鉴别物质和确定物质的组成成分C.各种原子的原子结构不同，所以各种原子的光谱也是不同的D.太阳光谱中的暗线，说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元索【答案】BC【解析】A项：发射光谱有两种类型：连续光谱和明线光谱，故A错误；B、C项：各种原子的发射光谱都是线状谱，都有一定的特征，也称特征谱线，是因原子结构不同，导致原子光谱也不相同，因而可以通过原子发光谱线来确定和鉴别物质，对此称为光谱分析，故B、C正确；D项：太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳中存在与这些暗线相对应的元素，故D错误。点晴：原子的发射光谱都是线状谱，也叫特征谱线，各种不同的原子的光谱各不相同，是因原子中电子结合不同．因此可通过原子发光来确定物质的组成。7．关于原子光谱，下列说法中正确的是A.稀薄气体发光的光谱只有几条分立的亮线B.稀薄气体发光的光谱是一条连续的彩带C.不同原子的光谱线不同D.利用光谱分析可以确定物质的化学成份【答案】ACD【解析】AB：稀薄气体发光的光谱只有几条分立的亮线，是明线光谱。故A项正确，B项错误。C：同一种原子的明线谱和吸收谱谱线位置相同，不同原子的光谱线不同。故C项正确。D：不同原子的光谱线不同，利用光谱分析可以确定物质的化学成份。故D项正确。点睛：炽热的固体、液体及高压气体发光产生的光谱一般是连续谱，稀薄气体发光产生的光谱多为明线光谱，白光通过某种温度较低的蒸气后将产生吸收光谱。原子的发射光谱和吸收光谱都是线状谱，同一种原子，线状谱的位置相同。8．处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到能级,然后发出光线。已知普朗克常量,则A.该外来单色光的能量为B.该氢原子发射的所有谱线中,最长的波长为C.该氢原子发射的所有谱线中,最短波长的光子动量为D.该氢原子发射的光照射逸出功为的金属锌,最大光电子动能约为【答案】BCD【解析】（1）根据跃迁理论，处于基态的氢原子被某外来单色光激发后跃迁到能级，需要吸收的能量为=-0.54-(-13.6)eV=13.06eV，A错误；（2）波长最长的谱线来自第5能级向第4能级的跃迁，根据，解得：，B正确；（3）波长最短的谱线来自第5能级向第1能级的跃迁，根据，解得：，又根据，代入解得：，C正确；（4）根据爱因斯坦光电效应方程，得：=9.72eV，D正确；故本题选BCD9．氢原子的能级如图所示，已如可见光的光子的能量范围为1.62～3.11eV，那么对氢原子在能级跃注的过程中辐射成吸收光子的特征认识正确的是A.大量氢原子处于n=4能级时向低能级跃迁能发出6种领率的可见光B.氧原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光是不可见光C.处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光，并发生电离D.用能量为12.5eV的光子照射处与基态的氢原子，可以使氢原子跃迁到更高的能级【答案】BC【解析】大量氢原子处于n=4能级时向低能级跃迁能发出种频率的光，其中4→3放出光子的能量：（-0.85）-（-1.51）=0.66eV；其中3→2放出光子的能量：（-1.51）-（-3.4）=1.89eV；其中4→2放出光子的能量：（-0.85）-（-3.4）=2.55eV；则只有三种是可见光，选项A错误；氢原子从高能级向n=3能级跃迁时，发出的光的能量小于1.51eV，则属于不可见光，选项B正确；处于n=3能级的氢原子电离需要的最小能量为1.51eV，则处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的可见光，并发生电离，选项C正确；12.5eV的光不等于任何能级差，则能量为12.5eV的光子照射处与基态的氢原子，不能被氢原子吸收，不可以使氢原子跃迁到更高的能级，选项D错误；故选BC.10．下列说法正确的是（）A.汤姆孙首先发现了电子，并最早测定了电子的电荷量B.卢瑟福由粒子散射实验提出了原子的核式结构模型C.光谱分析可在不破坏、不接触物体的情况下获取其内部的信息D.氢原子中的电子离原子核越近，氢原子的能量越大【答案】BC【解析】A.汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了发现了电子，密立根最早测定了电子的电荷量，故A错误；B.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学说，故B正确；C.光谱分析是通过物体发出的光谱分析物体的组成的，可在不破坏、不接触物体的情况下获取其内部的信息，故C正确；D.根据玻尔的原子结构模型，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量越大，故D错误。故选：BC.11．物理学家的科学发现推动了人类历史的进步,关于物理学家的贡献，下列说法正确的是()A.牛顿发现万有引力定律，并通过实验比较准确地测出了引力常量B.富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值C.法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系D.玻尔和助手们进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型【答案】BC【解析】A、牛顿发现万有引力定律，卡文迪许通过实验比较准确地测出了引力常量，故A错误；B、富兰克林把自然界的电荷分为两种，密立根首先测定了元电荷的值，故B正确；C、法拉第发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系，故C正确；D、卢瑟福进行了粒子散射实验，并提出了原子的核式结构模型，故D错误；故选BC。12．下列叙述中符合物理学史的有（）A.汤姆孙通过研究阴极射线实验,发现了电子B.卢瑟福通过对粒子散射实验现象的分析,证实了原子核是可以再分的C.巴耳末根据对氢原子可见光区的谱线分析,总结出了氢原子光谱可见光区波长公式D.玻尔提出的原子模型,彻底否定了卢瑟福的原子核式结构学说【答案】AC【解析】汤姆孙通过研究阴极射线实验，发现了电子的存在，A正确；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，B错误；巴尔末根据氢原子光谱分析，总结出了氢原子光谱可见光区波长公式，C正确；玻尔在卢瑟福的原子核式结构学说的基础上，引入了量子理论，提出的原子模型，并没有完全否定卢瑟福的原子核式结构学说，D错误．13．氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，都是氢原子中电子从量子数n2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.Hα对应的前后能级之差最小B.同一介质对Hα的折射率最大C.同一介质中Hδ的传播速度最大D.同一介质对Hα的临界角比Hβ的大【答案】AD【解析】A、根据可知，Hα对应的前后能级之差最小，故A正确；B、根据可知，Hα的频率最小，同一介质对Hα的折射率最小，故B错误；C、根据可知，同一介质对Hα的传播速度最大，同一介质中Hδ的传播速度最小，故C错误；D、根据知，同一介质对Hα的临界角比Hβ的大，故D正确；故选AD。二、单选题14．现有1500个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激发的氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光子总数是（假定处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的）（）A.2200B.2500C.2750D.2400【答案】C【解析】根据题中所给信息，处在量子数为4的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的，即向量子数为2、3的激发态和基态各跃迁1500×=500个，发出光子500×3=1500个；同理，处在量子数为3的激发态的500个氢原子跃迁到量子数为2的激发态和基态的原子数都是500×=250个，发出光子250×2=500个；处在量子数为2的激发态的500+250=750个氢原子跃迁到基态的原子数是750×1=750个，发出光子750个；所以在此过程中发出的光子总数为n=1500+500+750=2750个，故C正确，A.B.D错误；故选C。【点睛】根据题意分别求出n=4跃迁到n=3、n=2、n=1的光子总数，以及n=3跃迁到n=2、n=1的光子总数、n=2跃迁到n=1的