第 18 章　原子结构 Word版含解析

1.在人类认识原子与原子核结构的过程中,符合物理学史的是(　D　)
A.查德威克通过研究阴极射线发现了电子
B.汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说
C.居里夫人首先发现了天然放射现象
D.卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子
解析:汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子,查德威克通过实验发现了中子,故选项A错误;卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,贝可勒尔首先发现了天然放射现象,故B,C错误;卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子,故选项D正确。
2.(多选)关于α粒子散射实验的结果,下列说法正确的是(　AB　)
A.极少数α粒子偏转角超过90°
B.有的α粒子被弹回,偏转角几乎达到180°
C.少数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进
D.绝大多数α粒子发生了较大的偏转
解析:α粒子散射实验的现象是:绝大多数α粒子几乎不发生偏转;少数α粒子发生了较大角度的偏转;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),故选项A,B正确,C,D错误。
3.(多选)有关原子结构,下列说法正确的是(　AD　)
A.玻尔原子模型能很好地解释氢原子光谱的实验规律
B.卢瑟福核式结构模型可以很好地解释原子的稳定性
C.卢瑟福的α粒子散射实验表明原子内部存在带负电的电子
D.卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜
模型”
4.(多选)根据玻尔理论,下列说法正确的是(　BCD　)
A.电子绕核运动有加速度,就要向外辐射电磁波
B.处于定态的原子,其电子绕核运动,但它并不向外辐射能量
C.原子内电子的可能轨道是不连续的
D.原子能级跃迁时,辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差
解析:根据玻尔理论,电子绕核运动有加速度,但并不向外辐射能量,也不会向外辐射电磁波,故A错误,B正确;玻尔理论中的第二条假设,就是电子绕核运动可能的轨道半径是量子化的,不连续的,C正确;原子在发生能级跃迁时,要放出或吸收一定频率的光子,光子的能量取决于两个能级的能量之差,故D正确。
5.按照玻尔理论,一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道直接跃迁到另一半径为rb的圆轨道上,ra>rb,在此过程中(　D　)
A.原子发出一系列频率的光子
B.原子要吸收一系列频率的光子
C.原子要吸收某一频率的光子
D.原子要发出某一频率的光子
解析:因ra>rb,则能级Ea>Eb,故电子向低能级轨道跃迁而发出光子,又因电子是直接跃迁,故只能发出某一频率的光子。
6.氢原子能级示意图如图所示。光子能量在1.63 eV～3.10 eV的光为可见光。要使处于基态(n=1)的氢原子被激发后可辐射出可见光光子,最少应给氢原子提供的能量为(　A　)
A.12.09 eV B.10.20 eV
C.1.89 eV D.1.51 eV
解析:由题意可知,基态(n=1)氢原子被激发后,至少被激发到n=3能级后,跃迁才可能产生可见光,故ΔE=E3-E1=-1.51 eV-
(-13.60)eV=12.09 eV,故A正确。
7.如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子(　A　)
A.从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长
B.从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大
C.处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的
D.从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量
解析:因为E4-E3=0.66 eV8.(多选)按照玻尔原子理论,下列表述正确的是(　BC　)
A.核外电子运行轨道半径可取任意值
B.氢原子中的电子离原子核越远,氢原子的能量越大
C.电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定
D.氢原子从激发态向基态跃迁的过程,可能辐射能量,也可能吸收
能量
解析:玻尔原子理论继承了卢瑟福原子模型,但对原子能量和电子轨道引入了量子化假设。电子运行轨道半径是不连续的,故A错误;按照玻尔理论,电子在轨道上运动的时候,并不向外辐射能量,但当从高轨道向低轨道跃迁时才会向外辐射能量,所以离原子核越远,氢原子的能量越大,故B正确;电子跃迁时,辐射或吸收光子的能量由能级的能量差决定,即hν=|Em-En|,故C正确;氢原子从激发态向基态跃迁的过程,辐射能量,故D错误。
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9.(多选)下列四幅图涉及不同的物理知识,其中说法正确的是(　BD　)
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
解析:根据玻尔理论知道,电子的轨道不是任意的而是量子化的,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α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。
10.红宝石激光器的工作物质红宝石含有铬离子的三氧化二铝晶体,利用其中铬离子产生激光。铬离子的能级图中,E1是基态,E2是亚稳态,E3是激发态,若以脉冲氙灯发出的波长为λ1的绿光照射晶体,处于基态的铬离子受到激发而跃迁到E3而后自发地跃迁到E2,释放出波长为λ2的光子,处于亚稳态E2的离子跃迁到基态时辐射出的光就是激光,这种激光的波长为(　A　)
A. B. C. D.
解析:E3-E1=,E3-E2=,E2-E1=,根据E3-E1=(E3-E2)+(E2-E1),可得-=,则λ=,故A正确。
11.(多选)氢原子从n=3的能级跃迁到n=2的能级辐射出a光,从n=4的能级跃迁到n=2的能级辐射出b光,则(　AD　)
A.用同一双缝干涉装置进行实验,用a光照射时相邻亮纹间的距离比用b光照射时的大
B.若用a光照射某金属不能发生光电效应,则用b光照射该金属也不能发生光电效应
C.在同一种玻璃介质中,a光发生全反射的临界角比b光的小
D.在同一种玻璃介质中,a光传播速度比b光的大
解析:能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差,可知a光的频率小于b光的频率,则a光的波长大于b光的波长,根据双缝干涉条纹的间距公式Δx=λ可知,a光照射产生干涉条纹的间距大,故选项A正确;由于a光频率小于b光频率,则a光照射金属不能发生光电效应,则用b光照射可能发生光电效应,故选项B错误;根据sin C = 知,a光的频率小,折射率小,则临界角大,故选项C错误;根据v=知,a光的折射率小,则a光在介质中的传播速度大,故选项D正确。
12.原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子,例如在某种条件下,铬原子的n=2 能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之能脱离原子,这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为En=-,式中n=1,2,3,…表示不同能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是(　C　)
A.A B.A
C.A D.A
解析:由题意可知,n=1能级的能量为E1=-A,n=2能级的能量为E2=-,从n=2能级跃迁到n=1能级,释放的能量为ΔE=E2-E1=;n=4能级的能量为E4=-,电离需要能量为E=0-E4=,所以从n=4能级电离后的动能为Ek=ΔE-E=-=,则选项C正确。