高考物理原子结构专练（有答案）

1、高考物理原子构造专练有答案高中物理课本共三册，其中第一，二册为必修，第三册为必修加选修。小编准备了高考物理原子构造专练，希望你喜欢。一、选择题88=641.关于粒子散射实验 A.绝大多数粒子经过金属箔后，发生了角度不太大的偏转B.粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小C.粒子在分开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D.对粒子散射实验的数据进展分析，可以估算原子核的大小解析：由于原子核很小，粒子非常接近它的时机很少，所以绝大多数粒子根本上仍按直线方向前进，只有极少数的粒子发生大角度偏转，从粒子散射实验的数据可估算出原子核的大小约为10-1510-14m，A错误，D正确.粒子在接近原子核

2、的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增大，在分开时，电场力做正功，动能增大，电势能减小，B、C均错.答案：D图12.根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式构造模型，图1中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹，在粒子从a 运动到b，再运动到c的过程中.以下说法中正确的选项是 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，后变大解析：粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负动，动能减少，电势能增大;粒子从b再运动到c，电场力做正功.动能增加，电势能减少;到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，总功为

3、零.故A、B错，C对.粒子从a到b，场强增大，加速度增大;从b到c，场强减小，加速度减小.故D错.答案：C3.氢原子辐射出一个光子后，那么 A.电子绕核旋转的半径增大B.电子的动能增大C.氢原子的电势能增大D.原子的能级值增大解析：由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因此电势能应减小.另由经典电磁理论知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力：ke2r2=mv2r，所以Ek=12mv2=ke22r.可见，电子运动半径越小，其动能越大.再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定的能量，所以原子的总

4、能量减小.综上讨论，可知该题只有答案B正确.答案：B4.如图2所示，是氢原子四个能级的示意图.当氢原子从n=4的能级跃迁到n=3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级时，辐射出光子b.那么以下判断正确的选项是 图2A.光子a的能量大于光子b的能量B.光子a的频率大于光子b的频率C.光子a的波长大于光子b的波长D.在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度解析：参照提供的能级图，容易求得b光子的能量大，E=h，所以b光子频率高、波长小，所有光子在真空中速度都是一样的，正确答案是C.该题考察光的本性问题，涉及到能级的根本规律.答案：C5.氢原子从n=3激发态向低能级状态

5、跃迁可能放出的光子中，只有一种光子不能使金属A产生光电效应，那么以下说法正确的选项是 A.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到基态时放出的B.不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n=3激发态直接跃迁到n=2激发态时放出的C.从n=4激发态跃迁到n=3激发态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应D.从n=4激发态跃迁到基态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应解析：氢原子从n=3激发态向低能级跃迁时，各能级差为：E32=-1.51 eV-3.4 eV=1.89 eV，E31=-1.51 eV-13.6 eV=12.09 eV，E21=-3.4 eV-13.6 e

6、V=10.2 eV，故32能级差最低，据E=h可知此时辐射的频率最低，因此一定不能使金属A产生光电效应，E43=0.66 eV，故一定不能使A发生光电效应.答案：BC6.紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为E1和E2，以下关于原子这两次跃迁的说法中正确的选项是 A.两次均向高能级跃迁，且|E1|E2|B.两次均向低能级跃迁，且|E1|E2|解析：原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收E1，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故E1E2，D正确.答案：D7.如图3中画出了氢原子的4个能级，并

7、注明了相应的能量En，处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，可以发出假设干种不同频率的光波.金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，可以从金属钾的外表打出光电子的总共有 A.二种 ?B.三种C.四种 ?D.五种图3解析：由题意和能级图知，可以发出6种不同频率的光波.而逸出功W=h0E4-E3=0.66 eVE3-E2=1.89 eVE4-E2=2.55 eVE3-E1=12.09 eVE4-E1=12.75 eVE2-E1=10.20 eV显然总共有4种.答案：C8.2019?重庆高考氢原子部分能级的示意图如图4所示.不同色光的光子能量如下表所示. 色光?红?橙?黄?绿?蓝靛?紫光

8、子能量范围eV?1.612.00?2.002.07?2.072.14?2.142.53?2.532.76?2.763.10图4处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为 A.红、蓝靛 ?B.黄、绿C.红、紫? ?D.蓝靛、紫解析：由能级图可知，只有原子从n=4能级向n=2能级以及从n=3能级向n=2能级跃迁时发射光子的能量符合题目要求，两种光子对应的能量分别为2.55 eV和1.89 eV，分别为蓝靛光和红光，选项A正确.答案：A二、计算题312=36图59.如图5所示，氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子.问最少要给基态的氢

9、原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子?请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.图6解析：氢原子从n2的某一能级跃迁到n=2的能级，满足：h=En-E2=2.55 eVEn=h+E2=-0.85 eV，所以n=4基态氢原子要跃迁到n=4的能级，应提供：E=E4-E1=12.75 eV.跃迁图如图6.答案：12.75 eV 见解析图图710.一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级的示意图如图7所示，那么：1氢原子可能发射几种频率的光子?2氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏?3用2中的光子照射以下中几种金属，哪些金属能发生光

10、电效应?发生光电效应时，发射光电子的能量最大初动能是多大?几种金属的逸出功W金属?铯?钙?镁?钛逸出功W/eV?1.9?2.7?3.7?4.1解析：1可能发射的光谱线条数与发射的频率相对应，因此有N=n?n-1?2可得n=4时发射的光子频率最多为N=4?4-1?2=6种.2由玻尔的跃迁理论可得光子的能量E=E4-E2=-0.85-3.40 eV=2.55 eV.3E只大于铯的逸出功，故光子只有照射到铯金属上时才能发生光电效应.根据爱因斯坦光电效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm=E-W，代入数据解得：Ekm=0.65 eV或1.110-19J.答案：16种 22.55 eV 3铯 0.65

11、eV或1.110-19J11.氢原子处于基态时，原子能量E1=-13.6 eV，电子电量e=1.610-19C，电子质量m=0.9110-30kg，氢的核外电子的第一条可能轨道的半径为r1=0.5310-10m.1假设要使处于n=2的氢原子电离，至少要用频率多大的电磁波照射氢原子?2氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，那么氢原子处于n=2的定态时，核外电子运动的等效电流多大?3假设钠的极限频率为6.001014Hz，今用一群处于n=4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条谱线可使钠发生光电效应?解析：1要使处于n=2的氢原子电离，照射光光子的能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：h=0-E14得：=8.211014Hz.2氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑力作向心力，有Ke2r22=42mr2T2 其中r2=4r1，根据电流强度的定义I=eT 由得I=e216r1Kmr1 将数据代入得：I=1.310-4A3由于钠的极限频率为6.001014Hz，那么使钠发生光电效应的光子的能量至少