上海市中原中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-5：原子世界探秘 单元复习题（含解析）
文档属性
| 名称 | 上海市中原中学2019-2020学年高中物理沪科版选修3-5：原子世界探秘 单元复习题（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 456.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 沪科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-29 22:54:00 | ||
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文档简介
原子世界探秘
1．下列叙述中符合物理学史的有( )
A．汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的
C．美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量 ，即著名的“密立根油滴实验”。
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
2．下列说法正确的是( )
A．放射性元素的半衰期只与温度有关
B．光电效应现象说明光具有波动性
C．α粒子散射实验现象说明原子具有核式结构
D．氢原子发光时只能发出一种频率的光
3．如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法不正确的是( )
A．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子动能增大
B．用能量为11.0eV的电子轰击基态氢原子能使其跃迁到更高能级
C．n=4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D．一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
4．（题文）以下说法正确的是（ ）
A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：He+N→O+H
B．铀核裂变的核反应是：U→Ba+Kr+2n
C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是：（2m1+2m2-m3）c2
D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
5．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式，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（ ）
A． B． C． D．
6．图示为由子与质子构成的氢原子的能级示意图。已知氢原子跃迁遵循玻尔原子理论，则对于一个处于能级的氢原子，下列说法正确的是（ ）
A．最多会放出4种不同频率的光子
B．不可能放出能量为的光子
C．可能放出能量为的光子
D．可能放出能量为的光子
7．如图所示为氢原子的能级图?能量为13.06eV的光子照射一群处于基态的氢原子，可以观测到氢原子发射不同波长的光有
A．4种 B．8种 C．10种 D．12种
8．卢瑟福提出了原子核式结构学说，他的实验依据是：在用粒子轰击金箔时发现粒子
A．全部穿过或发生很小的偏转
B．全部发生很大的偏转
C．绝大多数发生偏转，甚至被掸回
D．绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回
9．氢原子能级如图所示，大量处于能级的氢原子跃迁到低能级的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．放出的光子的最大能量是
B．最多可放出种频率不同的光子
C．放出的光子的最小能量是
D．放出的光子能使逸出功为的金属发生光电效应
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
11．氢原子的能级如图，一个氢原子处于n=4能级向较低能级跃迁过程中，有（ ）
A．可能辐射6种不同频率的光子
B．最多可以辐射3种不同频率的光子
C．可能辐射能量为0.66eV的光子
D．可能有3种光子属于巴耳末系
12．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
13．氢原子处于基态时的能量为-E1,激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为
产生的3种不同波长的光中，最大波长为 （已知普朗克常量为h，光速为c）
14．氢原子的能级图如图所示，现有一群处于能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，可能辐射 种不同频率的光子．辐射出的光子照射某种金属，该金属的逸出功是2.25eV，则产生的光电子最大初动能是 eV．
15．1909年起英国物理学家 ______做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验，并在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核 ，叫做________ ，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在__________ 里，带负电的 _____在核外空间里绕着核旋转。
16．电子撞击一群处于基态的氢原子，氢原子激发后能放出3种不同频率的光子，然后让这三种光子光照射逸出功为2.49eV的金属钠，已知氢原子的能级如图所示，求：
（1）氢原子在跃迁过程中释放的最大能量－
（2）有几种频率的光能使金属钠发生光电效应－
（3）金属钠发出的光电子的最大初动能．
17．（1）光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：E=mc2，其中c为真空中光速．已知某单色光的频率为v，波长为，该单色光光子的能量E=hv，其中h为普朗克常量．试借用动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量p=．
（2）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动．电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，对应着氢原子的不同能量状态，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径．电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和．理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：
Ep=-k（以无穷远为电势能零点）．
已知电子的电荷量为e，质量为m，静电力常量为k，电子在第1轨道运动的半径为r1，氢原子的基态能量为E1，请根据以上条件完成下面的问题：
①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式En=；
②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围．不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能．
参考答案
1．C
【解析】汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子；卢瑟福发现了质子，选项A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，得到了原子的核式结构理论，选项B错误；美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量 ，即著名的“密立根油滴实验”，选项C正确；玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子光谱；但其是建立在卢瑟福的原子核式结构学说之上得出的结论，故D错误。故选C.
2．C
【解析】
放射性元素的半衰期由原子核的种类决定，与物理和化学状态无关，故与温度无关，故A错误；光电效应现象说明光具有粒子性，故B错误；α粒子散射实验现象说明原子内部存在一个集中全部正电荷和几乎全部质量的核，故C正确；氢原子光谱的谱线有多条，故D错误；故选C．
3．D
【解析】
氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，可得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故A正确；用能量为11.0eV的电子轰击，氢原子吸收的能量可能等于基态与其它能级间的能级差，可使处于基态的氢原子跃迁到更高能级，故B正确；根据玻尔理论得知，n=4能级直接跃迁到基态放出的光子能量最大，最大能量为Emax=E4-E1=-0.85eV-（-13.6）eV=12.75eV，故C正确；一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出两种不同频率的光子，故D错误．
4．B
【解析】卢瑟福通过α粒子轰击氮核得到质子，该核反应方程式电荷数、质量数都守恒，A正确．铀核裂变的核反应是，两边中子不能约，B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为．质子和中子结合成一个α粒子，质量亏损，根据质能方程，释放的能量为，C错误；已知，所以，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有，即，解得，D正确．
5．A
【解析】
由题意可知n=1能级能量为：E1=-A，n=2能级能量为：E2=-，从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为：△E=E2-E1=；n=4能级能量为：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=△E-E=-=，故BCD错误，A正确．故选A．
6．D
【解析】
【详解】
A．一个处于能级的氢原子最多会放出3种不同频率的光子，故A错误；
B．根据，从n=4能级向n=2能级跃迁放出光子的能量为
故B项错误；
C．根据，从n=4能级向n=3能级跃迁放出光子的能量为
从n=3能级向n=2能级跃迁放出光子的能量为
所以不可能放出能量为158.1eV的光子，故C项错误；
D．根据，从n=3能级向n=1能级跃迁放出光子的能量为
故D项正确。
7．C
【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：，解得，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C正确，A、B、D错误；
故选C．
【点睛】依据氢原子的能级图，计算出基态氢原子吸收该光子后最高能跃迁到第几能级，然后即可求出有多少种不同频率光子．
8．D
【解析】
当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
【点睛】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进．
9．AC
【解析】
【分析】
【详解】
根据波尔理论可知，放出最大能量的光子对应着从3到1的跃迁，能量为（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV，选项A正确；最多可放出种频率不同的光子，选项B错误；放出的光子的最小能量对应着从3到2的跃迁，能量为（-1.51eV）-（-3.4eV）=1.89eV，选项C正确；根据光电效应的规律可知，放出的光子最大能量为12.09eV<13eV，则不能使逸出功为13eV的金属发生光电效应，选项D错误；故选AC.
【点睛】
本题考查氢原子的波尔理论，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即Em-En=hv，并能灵活运用；知道从高能级跃迁到低能级最多辐射的光子数为．
10．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．BC
【解析】
【详解】
一群氢原子处于激发态第4能级，可能发出光子的频率种数为种，但一个氢原子发出光子频率不是6种，最多3种，故A错误，B正确；n=4和n=3间的能级差最小，辐射的光子能量最小，可知最小的能量为-0.85-（-1.51）eV=0.66eV，故C正确．巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，6种光子中从n=4→2与n=3→2的属于巴耳末系，即2种，故D错误；故选BC．
【点睛】
根据数学组合公式求出辐射光子频率的种数，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，理解巴耳末系的含义．
12．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。
13．；
【解析】
试题分析：基态的氢原子能量为E1，n=2能级的原子能量为，n=3能级的原子能量为，则单色光的能量为；根据得，
从第三能级跃迁到第二能级，能量变化最小，则对应的波长最长，因此从第三能级跃迁到第二能级，解得：
考点：玻尔理论
【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，辐射光子的能量等于两个能级的能级差，即Em-En=hv，注意正负号。
14．3 ， 0.30
【解析】
试题分析：现有一群处于能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，有4→3，3→2,4→2三种可能，故有三种不同频率的光子，4→2辐射出的光子能量最大为，所以根据，故光电子获得的最大动能为
考点：考查了氢原子跃迁，光电效应
【名师点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，然后根据可得电子最大动能
15． 卢瑟福 原子核 原子核 电子
【解析】卢瑟福做了粒子轰击金箔的实验，根据实验现象提出在原子的中心有一个很小的核 ，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转
16．（1）12.09eV（2）2种（3）9.60eV
【解析】
（1）氢原子能放出光子的种类数＝3，则量子数n＝3；
放出的最大能量为E＝E3－E1＝（-1.51＋13.6）eV＝12.09eV；
（2）根据E＝Em-En，有：-1.51eV-（-3.40）eV＝1.89eV；-1.51eV-（-13.60）eV＝12.09eV；-3.40eV-（-13.60）eV＝10.20eV；知有2种频率的光能使金属钠发生光电效应；
（3）金属钠发出的光电子的最大初动能Ek＝（12.09-2.49）eV＝9.60eV
17．（1）见解析 （2）
【解析】
(1) 光子的能量：E=mc2
光子的动量：p=mc
可得：
(2)设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有
电子在第1轨道运动的动能：
电子在第1轨道运动时氢原子的能量
同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量
又因为
则有，命题得证.
由(1)可知，电子在第1轨道运动时氢原子的能量
电子在第2轨道运动时氢原子的能量
电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量
电子在第4轨道运动时氢原子的能量
设氢原子电离后电子具有的动能为，根据能量守恒有：
解得：
【点睛】考查库仑定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意原子核的电量与电子电量相等，同时各轨道的能量是解题的关键，还要掌握能量守恒定律的内容．
1．下列叙述中符合物理学史的有( )
A．汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子和质子的存在
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，证实了原子是可以再分的
C．美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量 ，即著名的“密立根油滴实验”。
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
2．下列说法正确的是( )
A．放射性元素的半衰期只与温度有关
B．光电效应现象说明光具有波动性
C．α粒子散射实验现象说明原子具有核式结构
D．氢原子发光时只能发出一种频率的光
3．如图所示是氢原子四个能级的示意图，当氢原子从高能级向低能级跃迁时会辐射一定频率的光子，以下说法不正确的是( )
A．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子动能增大
B．用能量为11.0eV的电子轰击基态氢原子能使其跃迁到更高能级
C．n=4能级的氢原子自发跃迁时，辐射光子的能量最大为12.75eV
D．一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出三种不同频率的光子
4．（题文）以下说法正确的是（ ）
A．卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为：He+N→O+H
B．铀核裂变的核反应是：U→Ba+Kr+2n
C．质子、中子、α粒子的质量分别为m1、m2、m3．两个质子和两个中子结合成一个粒子，释放的能量是：（2m1+2m2-m3）c2
D．原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
5．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式，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（ ）
A． B． C． D．
6．图示为由子与质子构成的氢原子的能级示意图。已知氢原子跃迁遵循玻尔原子理论，则对于一个处于能级的氢原子，下列说法正确的是（ ）
A．最多会放出4种不同频率的光子
B．不可能放出能量为的光子
C．可能放出能量为的光子
D．可能放出能量为的光子
7．如图所示为氢原子的能级图?能量为13.06eV的光子照射一群处于基态的氢原子，可以观测到氢原子发射不同波长的光有
A．4种 B．8种 C．10种 D．12种
8．卢瑟福提出了原子核式结构学说，他的实验依据是：在用粒子轰击金箔时发现粒子
A．全部穿过或发生很小的偏转
B．全部发生很大的偏转
C．绝大多数发生偏转，甚至被掸回
D．绝大多数穿过，只有少数发生很大偏转，甚至极少数被弹回
9．氢原子能级如图所示，大量处于能级的氢原子跃迁到低能级的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．放出的光子的最大能量是
B．最多可放出种频率不同的光子
C．放出的光子的最小能量是
D．放出的光子能使逸出功为的金属发生光电效应
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
11．氢原子的能级如图，一个氢原子处于n=4能级向较低能级跃迁过程中，有（ ）
A．可能辐射6种不同频率的光子
B．最多可以辐射3种不同频率的光子
C．可能辐射能量为0.66eV的光子
D．可能有3种光子属于巴耳末系
12．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
13．氢原子处于基态时的能量为-E1,激发态与基态之间的能量关系为（n为量子数），处于基态的大量氢原子由于吸收某种单色光后，最多能产生3种不同波长的光，则被吸收的单色光的频率为
产生的3种不同波长的光中，最大波长为 （已知普朗克常量为h，光速为c）
14．氢原子的能级图如图所示，现有一群处于能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，可能辐射 种不同频率的光子．辐射出的光子照射某种金属，该金属的逸出功是2.25eV，则产生的光电子最大初动能是 eV．
15．1909年起英国物理学家 ______做了α粒子轰击金箔的实验，即α粒子散射实验，并在1911年提出原子的核式结构学说：在原子的中心有一个很小的核 ，叫做________ ，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在__________ 里，带负电的 _____在核外空间里绕着核旋转。
16．电子撞击一群处于基态的氢原子，氢原子激发后能放出3种不同频率的光子，然后让这三种光子光照射逸出功为2.49eV的金属钠，已知氢原子的能级如图所示，求：
（1）氢原子在跃迁过程中释放的最大能量－
（2）有几种频率的光能使金属钠发生光电效应－
（3）金属钠发出的光电子的最大初动能．
17．（1）光电效应和康普顿效应揭示了光的粒子性的一面．前者表明光子具有能量，后者表明光子除了具有能量之外还具有动量．由狭义相对论可知，一定的质量m与一定的能量E相对应：E=mc2，其中c为真空中光速．已知某单色光的频率为v，波长为，该单色光光子的能量E=hv，其中h为普朗克常量．试借用动量的定义：动量=质量×速度，推导该单色光光子的动量p=．
（2）根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动．电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，对应着氢原子的不同能量状态，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径．电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和．理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：
Ep=-k（以无穷远为电势能零点）．
已知电子的电荷量为e，质量为m，静电力常量为k，电子在第1轨道运动的半径为r1，氢原子的基态能量为E1，请根据以上条件完成下面的问题：
①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式En=；
②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围．不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能．
参考答案
1．C
【解析】汤姆生通过研究阴极射线实验，发现了电子；卢瑟福发现了质子，选项A错误；卢瑟福通过对α粒子散射实验现象的分析，得到了原子的核式结构理论，选项B错误；美国物理学家密立根测出元电荷e的电荷量 ，即著名的“密立根油滴实验”，选项C正确；玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子光谱；但其是建立在卢瑟福的原子核式结构学说之上得出的结论，故D错误。故选C.
2．C
【解析】
放射性元素的半衰期由原子核的种类决定，与物理和化学状态无关，故与温度无关，故A错误；光电效应现象说明光具有粒子性，故B错误；α粒子散射实验现象说明原子内部存在一个集中全部正电荷和几乎全部质量的核，故C正确；氢原子光谱的谱线有多条，故D错误；故选C．
3．D
【解析】
氢原子辐射出一个光子后，从高能级向低能级跃迁，氢原子的能量减小，轨道半径减小，根据，可得轨道半径减小，电子速率增大，动能增大，由于氢原子能量减小，则氢原子电势能减小，故A正确；用能量为11.0eV的电子轰击，氢原子吸收的能量可能等于基态与其它能级间的能级差，可使处于基态的氢原子跃迁到更高能级，故B正确；根据玻尔理论得知，n=4能级直接跃迁到基态放出的光子能量最大，最大能量为Emax=E4-E1=-0.85eV-（-13.6）eV=12.75eV，故C正确；一个处于n=3能级的氢原子，自发跃迁时最多能辐射出两种不同频率的光子，故D错误．
4．B
【解析】卢瑟福通过α粒子轰击氮核得到质子，该核反应方程式电荷数、质量数都守恒，A正确．铀核裂变的核反应是，两边中子不能约，B错误；质子、中子、α粒子的质量分别为．质子和中子结合成一个α粒子，质量亏损，根据质能方程，释放的能量为，C错误；已知，所以，知从a能级状态跃迁到b能级状态时发射光子的能量小于从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收光子的能量，所以a能级的能量小于c能级的能量，有，即，解得，D正确．
5．A
【解析】
由题意可知n=1能级能量为：E1=-A，n=2能级能量为：E2=-，从n=2能级跃迁到n=1能级释放的能量为：△E=E2-E1=；n=4能级能量为：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=△E-E=-=，故BCD错误，A正确．故选A．
6．D
【解析】
【详解】
A．一个处于能级的氢原子最多会放出3种不同频率的光子，故A错误；
B．根据，从n=4能级向n=2能级跃迁放出光子的能量为
故B项错误；
C．根据，从n=4能级向n=3能级跃迁放出光子的能量为
从n=3能级向n=2能级跃迁放出光子的能量为
所以不可能放出能量为158.1eV的光子，故C项错误；
D．根据，从n=3能级向n=1能级跃迁放出光子的能量为
故D项正确。
7．C
【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：，解得，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C正确，A、B、D错误；
故选C．
【点睛】依据氢原子的能级图，计算出基态氢原子吸收该光子后最高能跃迁到第几能级，然后即可求出有多少种不同频率光子．
8．D
【解析】
当α粒子穿过原子时，电子对α粒子影响很小，影响α粒子运动的主要是原子核，离核远则α粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故D正确，A、B、C错误；
故选D．
【点睛】α粒子散射实验的现象为：α粒子穿过原子时，只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进．
9．AC
【解析】
【分析】
【详解】
根据波尔理论可知，放出最大能量的光子对应着从3到1的跃迁，能量为（-1.51eV）-（-13.6eV）=12.09eV，选项A正确；最多可放出种频率不同的光子，选项B错误；放出的光子的最小能量对应着从3到2的跃迁，能量为（-1.51eV）-（-3.4eV）=1.89eV，选项C正确；根据光电效应的规律可知，放出的光子最大能量为12.09eV<13eV，则不能使逸出功为13eV的金属发生光电效应，选项D错误；故选AC.
【点睛】
本题考查氢原子的波尔理论，解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，即Em-En=hv，并能灵活运用；知道从高能级跃迁到低能级最多辐射的光子数为．
10．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．BC
【解析】
【详解】
一群氢原子处于激发态第4能级，可能发出光子的频率种数为种，但一个氢原子发出光子频率不是6种，最多3种，故A错误，B正确；n=4和n=3间的能级差最小，辐射的光子能量最小，可知最小的能量为-0.85-（-1.51）eV=0.66eV，故C正确．巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子，6种光子中从n=4→2与n=3→2的属于巴耳末系，即2种，故D错误；故选BC．
【点睛】
根据数学组合公式求出辐射光子频率的种数，能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，理解巴耳末系的含义．
12．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。
13．；
【解析】
试题分析：基态的氢原子能量为E1，n=2能级的原子能量为，n=3能级的原子能量为，则单色光的能量为；根据得，
从第三能级跃迁到第二能级，能量变化最小，则对应的波长最长，因此从第三能级跃迁到第二能级，解得：
考点：玻尔理论
【名师点睛】此题是对玻尔理论的考查；解决本题的关键知道能级间跃迁所满足的规律，辐射光子的能量等于两个能级的能级差，即Em-En=hv，注意正负号。
14．3 ， 0.30
【解析】
试题分析：现有一群处于能级上的氢原子，要使它们回到n=2能级过程中，有4→3，3→2,4→2三种可能，故有三种不同频率的光子，4→2辐射出的光子能量最大为，所以根据，故光电子获得的最大动能为
考点：考查了氢原子跃迁，光电效应
【名师点睛】解决本题的关键知道能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，然后根据可得电子最大动能
15． 卢瑟福 原子核 原子核 电子
【解析】卢瑟福做了粒子轰击金箔的实验，根据实验现象提出在原子的中心有一个很小的核 ，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核上，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转
16．（1）12.09eV（2）2种（3）9.60eV
【解析】
（1）氢原子能放出光子的种类数＝3，则量子数n＝3；
放出的最大能量为E＝E3－E1＝（-1.51＋13.6）eV＝12.09eV；
（2）根据E＝Em-En，有：-1.51eV-（-3.40）eV＝1.89eV；-1.51eV-（-13.60）eV＝12.09eV；-3.40eV-（-13.60）eV＝10.20eV；知有2种频率的光能使金属钠发生光电效应；
（3）金属钠发出的光电子的最大初动能Ek＝（12.09-2.49）eV＝9.60eV
17．（1）见解析 （2）
【解析】
(1) 光子的能量：E=mc2
光子的动量：p=mc
可得：
(2)设电子在第1轨道上运动的速度大小为v1，根据牛顿第二定律有
电子在第1轨道运动的动能：
电子在第1轨道运动时氢原子的能量
同理，电子在第n轨道运动时氢原子的能量
又因为
则有，命题得证.
由(1)可知，电子在第1轨道运动时氢原子的能量
电子在第2轨道运动时氢原子的能量
电子从第2轨道跃迁到第1轨道所释放的能量
电子在第4轨道运动时氢原子的能量
设氢原子电离后电子具有的动能为，根据能量守恒有：
解得：
【点睛】考查库仑定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意原子核的电量与电子电量相等，同时各轨道的能量是解题的关键，还要掌握能量守恒定律的内容．
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