沪科技版·物理（高中）高三下册《第十三章·原子结构》练习题

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本单元考点（4 个）

电子的发现α粒子散射实验与核式结构模型氢原子光谱的规律玻尔原子模型与能级跃迁

本单元练习题（18 题）

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1. 氢原子初态为 n=1，吸收能量为 12.09 eV 的光子后跃迁到 n=3。随后原子经 n=2 能级回到基态。取氢原子能级 Eₙ=−13.6/n² eV，按发射先后排列，这两个光子的能量为（　）A. 10.2 eV、1.89 eV　B. 1.89 eV、10.2 eV　C. 12.09 eV、1.89 eV　D. 1.89 eV、12.09 eV

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2. 氢原子巴耳末系谱线的波长满足 1/λ = R(1/2² − 1/n²)，其中 R 为里德伯常量。试比较巴耳末系中 n=3（对应 Hα 线）与 n=4 两条谱线：n=4 谱线与 Hα 线的波长之比 λ₄/λ₃ = ___，其中波长较长的是 n=___ 的谱线。

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3. 氢原子巴耳末系谱线的波长满足 1/λ = R(1/2² − 1/n²)，R 为里德伯常量。已知巴耳末系中 n=3 对应的 Hα 谱线波长约为 656 nm，则 n=4 对应谱线的波长约为___ nm；两条谱线波长之比 λ(n=3)∶λ(n=4) = ___（用最简整数比表示）。

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4. 一群氢原子处于 n=5 的激发态，能级满足 Eₙ=−13.6/n² eV。这些原子向低能级跃迁时最多可发出______种不同频率的光子；其中波长最短（频率最高）的光子能量为______ eV（结果保留三位有效数字）。

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5. 某实验组更换三种不同金属作阴极，并改变管内残余气体种类，测得阴极射线在电场中均偏向正极板，且各次测得的荷质比在实验误差范围内相同。由这些结果可得出的最恰当结论是：A. 阴极射线由带正电的粒子组成 B. 阴极射线由带负电且为不同物质所共有的微粒组成 C. 阴极射线是电磁波 D. 阴极射线的微粒只存在于某一种金属中

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6. 按照玻尔原子模型，氢原子发生哪一种能级跃迁时会辐射光子？A. 由 n=1 跃迁到 n=3　B. 由 n=3 跃迁到 n=2　C. 由 n=2 跃迁到 n=4　D. 由 n=1 跃迁到 n=2

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7. 在α粒子散射实验中，极少数α粒子发生大角度偏转。由此可知，原子内部的正电荷和绝大部分质量集中在很小的区域，这一区域称为___。

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8. 卢瑟福的α粒子散射实验中，关于观察到的现象及由此建立的核式结构模型，下列说法正确的是：A. 绝大多数α粒子穿过金箔后发生大角度偏转，说明原子核带正电且体积很大　B. 少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内部正电荷与质量高度集中在一个很小的核上　C. 极少数α粒子被反弹回来，说明电子对α粒子产生了强烈的排斥作用　D. 由散射实验可直接测出原子核的质量数

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9. α粒子轰击金箔时，绝大多数粒子几乎沿原方向前进，少数发生较大偏转，极少数被大角度反弹。由此可判断，原子内部的大部分空间较空，且原子的正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的区域；这一结论支持卢瑟福提出的 ___ 模型。

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10. 在阴极射线实验中，汤姆孙发现阴极射线由带负电的微粒组成，这种微粒后来称为___。

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11. 汤姆孙在研究阴极射线时测得，射线中带负电微粒的电荷量与氢离子电荷量大小相等，而这种微粒的比荷（电荷量与质量之比）约为氢离子比荷的1836倍。由此可知，这种微粒的质量约为氢原子质量的___（填分数）；这种微粒后来被称为___。

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12. 关于氢原子光谱的规律，下列说法正确的是（　　）A. 氢原子光谱是连续谱，包含一切波长的可见光 B. 巴耳末系的谱线均落在无线电波段 C. 巴耳末系中 n 越大，对应谱线的波长越短 D. 氢原子光谱的谱线位置与其在放电管中的位置有关

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13. 氢原子基态能量为 E₁=−13.6 eV，能级满足 Eₙ=E₁/n²。现有一群处于基态的氢原子，用下列几种能量的光子逐一照射，其中能被氢原子吸收并发生跃迁的光子能量是（　） A. 10.2 eV B. 11.0 eV C. 12.5 eV D. 13.0 eV

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14. 按照玻尔原子模型，氢原子的能级 Eₙ=−13.6/n² eV。一个处于 n=4 能级的氢原子向低能级跃迁时，会______（选填“吸收”或“辐射”）光子；若该原子由 n=4 直接跃迁到 n=2，则发出光子的能量为______eV。

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15. 某探测记录显示，穿过金箔的α粒子中，绝大多数偏转角小于1°，只有极少数偏转角大于90°。用卢瑟福核式结构模型解释后一现象，必须认为原子的正电荷集中在体积很小的___内。

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16. 1897年，汤姆孙在研究阴极射线时，通过电场和磁场使射线偏转，确定阴极射线是由一种带负电的微粒组成的，并测得这种微粒的质量约为氢原子质量的千分之一。下列关于这一发现的说法中正确的是（　　） A. 阴极射线是X射线，不带电 B. 这种微粒是原子，带正电 C. 这种微粒是电子，它是比原子更小的粒子 D. 这种微粒是质子，存在于原子核中

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17. 氢原子处于较高能级时，向低能级跃迁可发出谱线。对巴耳末系而言，跃迁终态均为 n=2，且谱线随初态能级升高而逐渐趋近系限。将初态分别为 n=3、n=5、n=6 的三条谱线按波长从短到长排列，正确的是（　　）A. n=6，n=5，n=3　B. n=3，n=5，n=6　C. n=5，n=6，n=3　D. n=6，n=3，n=5

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18. 研究阴极射线时，保持装置其他条件不变，将两平行极板的电势高低互换，射线偏转方向也随之反向；在电场方向已知的一次实验中，射线偏向电势较高的极板。由此可判断阴极射线中的微粒带何种电荷？A. 正电荷 B. 负电荷 C. 不带电 D. 仅凭偏转方向无法判断

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