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2022届高考物理选择题专题强化训练：氢原子的能级结构 光子的发射和吸收 氢原子的电子云(天津使用)
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这是一份2022届高考物理选择题专题强化训练：氢原子的能级结构 光子的发射和吸收 氢原子的电子云(天津使用)，共12页。试卷主要包含了单项选择题，双项选择题，多项选择题等内容，欢迎下载使用。
一、单项选择题（共21小题；共84分）
1. 下列说法正确的是
A. 卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核发现了中子，并预言了质子的存在
B. 爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
C. 玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了各种原子的光谱
D. 地球上的核电站与太阳内部主要进行的核反应类型相同
2. 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是
A. 玻尔原子理论证实了原子的核式结构模型
B. 卢瑟福通过 α 粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子
C. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在
D. 汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子
3. 下列说法正确的是
A. Th90232 衰变成 Pt82208 要经过 4 次 α 衰变和 2 次 β 衰变
B. 核泄漏事故污染物 Cs137 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 Cs55137→Ba56137+x 可以判断 x 为质子
C. 玻尔理论的假设是原子能量的量子化和轨道量子化
D. 康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明实物粒子只具有粒子性
4. 下列说法正确的是
A. 汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型
B. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C. 原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，，中子数一定小于质子数
D. 大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同
5. 如图所示为氢原子能级图，一群氢原子处于基态，现用光子能量为 E 的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射六种不同的频率的光，已知普朗克常数为 h，真空中光速为 c，在这六种光中
A. 最容易发生衍射现象的光是由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级产生的
B. 频率最小的光是由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级产生的
C. 所有光子的能量不可能大于 E
D. 这些光在真空中的最大波长为 chE
6. 根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是
A. 相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大
B. 氢原子中的电子从高能级轨道向低能级轨道跃迁时，电子离核的距离变近，电子的动能变小
C. 铀核（U92238）衰变为铅核（Pb82206）的过程中，中子数减少 22 个
D. α 射线、 β 射线、 γ 射线本质上都是电磁波，且 γ 射线的波长最短
7. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是
A. 图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能
C. 图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
D. 图丁：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
8. 处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法不正确的是
A. 电子绕核旋转半径增大B. 电子的动能增大
C. 氢原子的电势能增大D. 氢原子的能级值增大
9. 用频率为 ν0 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 ν1 、 ν2 、 ν3 的三条谱线，且 ν3>ν2>ν1，则
A. ν0<ν1B. ν3=ν2+ν1
C. ν0=ν1+ν2+ν3D. 1ν1=1ν2+1ν3
10. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
11. 下列关于原子和原子核的说法正确的是
A. β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 变化的电场，能产生变化的磁场
C. 无线电波比太阳光更容易发生衍射
D. 氢原子核外电子轨道半径越小，其能量越高
12. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
C. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
13. 下列说法正确的是
A. 对天然放射现象的研究建立了原子的核式结构
B. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流
14. 下列说法正确的是
A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
15. 下列说法正确的是
A. 阴极射线是一种电磁辐射
B. α 粒子散射实验时提出原子核式结构模型的依据
C. 在 α 粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度散射
D. 玻尔理论不仅可以解释氢光谱，而且还可以解释氦原子的光谱现象
16. 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
17. 下列关于原子和原子核的说法正确的是
A. β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
18. 下列说法正确的是
A. 电场随时间变化时一定产生电磁波
B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C. 原子核发生一次 β 衰变，该原子外层就失去一个电子
D. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加
19. 图甲所示为氢原子能级图，大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从 n=4 能级向 n=2 能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极 K 时，电路中有光电流产生，则
A. 若将滑片右移，电路中光电流一定增大
B. 若将电源反接，电路中不可能有光电流产生
C. 若阴极 K 的逸出功为 1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为 1.50 eV
D. 大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时共辐射出 4 种频率的光
20. 图示为氢原子能级示意图，a 、 b 为处于激发态的氢原子在跃迁中发出的两种频率的光，对这两种光的下列说法正确的是
A. a 光光子能量小于 b 光光子能量
B. 在真空中，a 光波长小于 b 光波长
C. 在水中，a 光传播速度大于 b 光传播速度
D. 从水中射向真空发生全反射时，a 光临界角大于 b 光临界角
21. 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 a ，从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 b ，则
A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 γ 射线
B. 氢原子从 n=4 的能级向 n=3 的能级跃迁时会辐射出紫外线
C. 从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量也减小
D. 氢原子在 n=2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
二、双项选择题（共7小题；共28分）
22. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是
A. 普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象
B. 卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，发现了质子
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
23. 如图所示，氢原子在不同能级间发生 a 、 b 、 c 三种跃迁时，释放光子的波长分别是 λa 、 λb 、 λc，则下列说法正确的是
A. 从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级时，释放光子的波长可表示为 λb=λaλcλa+λc
B. 从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增加
C. 用 11 eV 的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁
D. 用 12.09 eV 的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出三种频率的光
24. 以下说法正确的是
A. 放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态，与物理状态无关
B. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距变大
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
25. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
A. 图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，铀核裂变中放出新的中子又引起新的裂变，使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应
C. 图丙：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
D. 图丁：用紫外线灯照射锌板时，锌板将会带上负电荷，验电器指针张开
26. 氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 a 光，从 n=5 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 b 光，关于这两种光的下列说法正确的是
A. a 光的光子能量比 b 光的光子的能量大
B. 两束光以相同的入射角由水中斜射入空气，a 光的折射角小
C. 分别通过同一单缝衍射装置，b 光形成的中央亮条纹窄
D. 若 a 光不能使某金属发生光电效应，则 b 光一定不能使该金属发生光电效应
27. 下列说法正确的是
A. 玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B. 可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C. 天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D. 观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同
28. 下列说法正确的是
A. 只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
C. He24+N714→ 817O+ 11H 是原子核的人工转变方程
D. 光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同
三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是
A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C. 用红外线遥感技术测量远处物体的温度
D. 光子说和玻尔原子模型都体现了量子化理论
30. 下列说法中正确的是
A. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B. 在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于 γ 光子的能量
C. 卢瑟福通过 α 粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
D. 一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 3 种不同频率的光子
答案
第一部分
1. B
【解析】卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，中子是由他的学生查德威克发现的，故A错误；
爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故B正确；
玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了氢原子光谱，但是不能解释其他光谱，故C错误；
地球上的核电站进行的核反应是核裂变，太阳内部进行的核反应是核聚变，类型不同，故D错误。
2. D
【解析】玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，卢瑟福根据 α 粒子散射实验，得到了原子的核式结构模型，故A错误；
卢瑟福通过 α 粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，预言了中子的存在，故B错误；
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子内部有复杂的结构，故C错误；
汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成，并测出了该粒子的比荷，故D正确。
3. C
【解析】因为 β 衰变时质量数不变，所以 α 衰变的次数 n=232−2084=6，在 α 衰变的过程中电荷数总共少 6×2=12，则 β 衰变的次数 m=12−(90−82)1=4，故选项A错误；
核反应方程式为 Cs55137→Ba56137+x，可以根据质量数和电荷数守恒判断 x 为 β 粒子，故选项B错误；
玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，故选项C正确；
康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射说明实物粒子具有波动性，故选项D错误。
4. D
【解析】汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了核式结构模型，A错误；贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，α 粒子散射实验说明原子中存在原子核，B错误；原子核由质子和中子构成，但原子核内质子数与中子数不一定相等，中子数不一定小于质子数，C错误；氢原子处于基态，被一束单色光照射，先吸收能量，向高能级跃迁，然后又从高能级向低能级跃迁，放出能量，发出多种频率的光子，其中从激发态跃迁到基态发出的光子的频率与入射光频率相同，D正确。
5. C
【解析】用光子能量为 E 的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，发出 6 种不同频率的光，知氢原子从基态跃迁到 n=4 的激发态，波长越长的，越容易发生衍射现象，而由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级，辐射光子频率不是最低，则波长不是最长，故A错误；频率最小的光是由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级产生的，选项B错误；用光子能量为 E 的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出 6 种不同频率的光，那么所有光子的能量不可能大于 E，故C正确；由题意可知氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级发出的光子能量最小，所以频率最小，那么波长最长，而氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=1 能级发出的光子能量最大，所以频率最大，波长最小，其值为 λ=chE，即为最小波长，故D错误；故选C。
6. C
【解析】A.根据光电效应方程 Ek=hν−W0 知，相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，A错误；
B.氢原子向低能级跃迁时，电子离原子核距离变近，由库仑力提供向心力有：ke2r2=mv2r，解得 v=ke2mr，因此电子离核的距离变近，电子的动能变大，B错误；
C.铀核（U92238）衰变为铅核（Pb82206）的过程中，核电荷数减少 10，质量数减少 32，则中子数减少 22 个，C正确；
D. α 射线是高速氦核流，β 射线是高速电子流，只有 γ 射线本质上是电磁波，有波长的概念，故不存在比较波长的长短，D错误。
7. A
【解析】图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型。故A不正确。
用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能。故B正确。
图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故C正确。
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，故D正确。
8. B
9. B
10. C
【解析】玻尔理论，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放出一定频率的光子，同时电子的动能增加，势能减小，总能量减小，故A错误；
原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；
天然放射现象中 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强，三种射线中 α 射线的电离能力最强穿透能力最弱，故C正确；
半衰期是由放射性元素本身决定的，与温度，压强等环境因素无关，故D错误。
11. C
【解析】 β 衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，但是电子不是原子核的组成部分，故A错误；
变化的电场能产生磁场，但是不一定能产生变化的磁场，故B错误；
无线电波的波长大于太阳光的波长，则无线电波更容易发生衍射，故C正确；
氢原子核外电子轨道半径减小，原子能量减小，故D错误。
12. B
13. C
【解析】对 α 粒子散射实验的研究建立了原子的核式结构，故A错误；
由光电效应的方程 \（E\ {\rm _{k}}=h\nu-W_0 \） 可知，光电子的动能由入射光频率、金属的逸出功的大小决定，与入射光的强度无关；故B错误，
根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循 hν=Em−En ，故只能辐射特定频率的光子；故C正确.
α 射线和 β 射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而 γ 射线不带电，故D错误。
14. C
【解析】原子核发生衰变时有质量亏损，质量不守恒，选项 A 错。
γ 射线是光子流，不是带电粒子流，选项 B 错。
氢原子从激发态向基态跃迁，辐射的光子能量 hν=Em−En，即只能辐射特定频率的光子，C 项正确。
光电效应的光电子动能 Ek=hν−W，只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D 项错误。
15. B
【解析】阴极射线是高速电子流，故A错误；
卢瑟福根据极少数 α 粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，故B正确；
在 α 粒子散射实验中，大部分粒子不会发生大角度散射，故C错误；
玻尔理论仅可以解释氢光谱，不能解释氦原子的光谱现象，故D错误。
16. 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；
17. B
18. D
【解析】电场随时间周期性变化才产生电磁波，所以A错；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B项错；β 衰变是核内中子转变为质子产生的，C项错；氢原子核外电子随半径的增大，动能减小，电势能增大，总能量增大，所以D项对
19. C
20. B
【解析】因为 n=3 跃迁到 n=1 能级释放的光子能量大于 n=2 跃迁到 n=1 能级的能量，所以 γa>γb。故A错误；
因 γa>γb，则可假设 a 光是紫光，而 b 光是红光，所以 a 光波长小于 b 光波长，故B正确；
在水中，由于紫光的折射率大于红光，则紫光的速度小，即光传播速度小于 b 光传播速度，故C错误；
当水中射向真空发生全反射时，由紫光的折射率大，则临界角小，因此 a 光临界角小于 b 光临界角，故D错误。
21. C
第二部分
22. B， C
【解析】爱因斯坦提出了光子说，成功地解释了光电效应现象，选项A错误；卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，发现了质子，选项B正确；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，选项C正确；卢瑟福对 α 粒子散射实验的研究，发现了原子中存在原子核，选项D错误。
23. A， D
24. B， C
【解析】放射性元素的半衰期与原子的化学状态，及物理状态均无关，由自身性质决定，故A错误；
氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的轨道半径减小，根据 ke2r2=mv2r 知，电子的动能变大，由于能量减小，则电势能减小，故B正确；
双缝干涉实验中，根据 Δx=Ldλ 知，条纹间距与光的波长成正比，红光的波长大于紫光的波长，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大，故C正确；
拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，故D错误。
25. B， C
26. B， C
【解析】 n=4 和 n=2 间的能级差小于 n=5 和 n=2 间的能级差，则 a 光的光子能量小于 b 光的光子能量，故A错误；
a 光的光子能量小，则 a 光的频率小，折射率小，根据 n=sinisinr 知，由水中斜射入空气入射光相同，a 光的折射角小，故B正确；
b 光的光子能量大，则频率大，波长小，b 光形成的中央亮条纹窄，故C正确；
a 光的频率小，若 a 光不能使某金属发生光电效应，b 光不一定不能使金属发生光电效应，故D错误。
27. B， D
【解析】玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项 A 错误；
紫外线有荧光效应，故 B 选项正确；
天然放射现象中的 γ 射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项 C 错误；
观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项 D 正确。
28. B， C
【解析】只有变化电场和变化磁场，才可以产生电磁波，故A错误；
氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，故B正确；
用 α 粒子去轰击氮核，属于原子核的人工转变，故C正确；
光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值仍相同，故D错误。
第三部分
29. A， C， D
【解析】题考查的知识点有：光的干涉、衍射、电磁波及光子说等。用透明标准板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，A对；
三棱镜观察白光的色散，利用了光的折射现象，B项错；
红外线有热作用，可用于遥感技术，C项对；
光子说及玻尔原子模型，都体现了量子化理论，D项对。
30. A， C， D
【解析】黑体辐射规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故A正确；
工业和医疗中经常使用激光，但其光子的能量仍小于 γ 光子的能量，故B错误；
卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并能很好解释了氢原子光谱的不连续性，这是电磁理论所不能解决的问题，故C正确；
一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 3 种不同频率的光子，即从 4 到 3，3 到 2，2 到 1 这三种跃迁产生的光子，故D正确。
一、单项选择题（共21小题；共84分）
1. 下列说法正确的是
A. 卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核发现了中子，并预言了质子的存在
B. 爱因斯坦成功地解释了光电效应现象
C. 玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了各种原子的光谱
D. 地球上的核电站与太阳内部主要进行的核反应类型相同
2. 在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是
A. 玻尔原子理论证实了原子的核式结构模型
B. 卢瑟福通过 α 粒子轰击氮核的实验，证实了在原子核内部存在中子
C. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，确定了原子核的存在
D. 汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了原子内部存在电子
3. 下列说法正确的是
A. Th90232 衰变成 Pt82208 要经过 4 次 α 衰变和 2 次 β 衰变
B. 核泄漏事故污染物 Cs137 能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 Cs55137→Ba56137+x 可以判断 x 为质子
C. 玻尔理论的假设是原子能量的量子化和轨道量子化
D. 康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射实验说明实物粒子只具有粒子性
4. 下列说法正确的是
A. 汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，从而建立了核式结构模型
B. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
C. 原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，，中子数一定小于质子数
D. 大量处于基态的氢原子在单色光的照射下，发出多种频率的光子，其中必有一种与入射光频率相同
5. 如图所示为氢原子能级图，一群氢原子处于基态，现用光子能量为 E 的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射六种不同的频率的光，已知普朗克常数为 h，真空中光速为 c，在这六种光中
A. 最容易发生衍射现象的光是由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级产生的
B. 频率最小的光是由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级产生的
C. 所有光子的能量不可能大于 E
D. 这些光在真空中的最大波长为 chE
6. 根据近代物理知识，你认为下列说法中正确的是
A. 相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越大
B. 氢原子中的电子从高能级轨道向低能级轨道跃迁时，电子离核的距离变近，电子的动能变小
C. 铀核（U92238）衰变为铅核（Pb82206）的过程中，中子数减少 22 个
D. α 射线、 β 射线、 γ 射线本质上都是电磁波，且 γ 射线的波长最短
7. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法不正确的是
A. 图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能
C. 图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
D. 图丁：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
8. 处于基态的氢原子吸收一个光子后，则下列说法不正确的是
A. 电子绕核旋转半径增大B. 电子的动能增大
C. 氢原子的电势能增大D. 氢原子的能级值增大
9. 用频率为 ν0 的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为 ν1 、 ν2 、 ν3 的三条谱线，且 ν3>ν2>ν1，则
A. ν0<ν1B. ν3=ν2+ν1
C. ν0=ν1+ν2+ν3D. 1ν1=1ν2+1ν3
10. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
C. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
11. 下列关于原子和原子核的说法正确的是
A. β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 变化的电场，能产生变化的磁场
C. 无线电波比太阳光更容易发生衍射
D. 氢原子核外电子轨道半径越小，其能量越高
12. 下列说法中正确的是
A. 氢原子由高能级跃迁到低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少，总能量不变
B. 天然放射现象中的 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强
C. 原子核的平均结合能越小，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D. 放射性元素的半衰期会随温度或压强的变化而变化
13. 下列说法正确的是
A. 对天然放射现象的研究建立了原子的核式结构
B. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流
14. 下列说法正确的是
A. 原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律
B. α 射线、 β 射线、 γ 射线都是高速运动的带电粒子流
C. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
D. 发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关
15. 下列说法正确的是
A. 阴极射线是一种电磁辐射
B. α 粒子散射实验时提出原子核式结构模型的依据
C. 在 α 粒子散射实验中，大部分粒子发生大角度散射
D. 玻尔理论不仅可以解释氢光谱，而且还可以解释氦原子的光谱现象
16. 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
17. 下列关于原子和原子核的说法正确的是
A. β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B. 玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C. 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D. 比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
18. 下列说法正确的是
A. 电场随时间变化时一定产生电磁波
B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C. 原子核发生一次 β 衰变，该原子外层就失去一个电子
D. 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增加
19. 图甲所示为氢原子能级图，大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时能辐射出多种不同频率的光，其中用从 n=4 能级向 n=2 能级跃迁时辐射的光照射图乙所示光电管的阴极 K 时，电路中有光电流产生，则
A. 若将滑片右移，电路中光电流一定增大
B. 若将电源反接，电路中不可能有光电流产生
C. 若阴极 K 的逸出功为 1.05 eV，则逸出的光电子最大初动能为 1.50 eV
D. 大量处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时共辐射出 4 种频率的光
20. 图示为氢原子能级示意图，a 、 b 为处于激发态的氢原子在跃迁中发出的两种频率的光，对这两种光的下列说法正确的是
A. a 光光子能量小于 b 光光子能量
B. 在真空中，a 光波长小于 b 光波长
C. 在水中，a 光传播速度大于 b 光传播速度
D. 从水中射向真空发生全反射时，a 光临界角大于 b 光临界角
21. 氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从 n=4 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 a ，从 n=3 的能级向 n=2 的能级跃迁时辐射出可见光 b ，则
A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出 γ 射线
B. 氢原子从 n=4 的能级向 n=3 的能级跃迁时会辐射出紫外线
C. 从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时，电子的电势能减小，氢原子的能量也减小
D. 氢原子在 n=2 的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
二、双项选择题（共7小题；共28分）
22. 物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是
A. 普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象
B. 卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，发现了质子
C. 玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律
D. 贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
23. 如图所示，氢原子在不同能级间发生 a 、 b 、 c 三种跃迁时，释放光子的波长分别是 λa 、 λb 、 λc，则下列说法正确的是
A. 从 n=3 能级跃迁到 n=1 能级时，释放光子的波长可表示为 λb=λaλcλa+λc
B. 从 n=3 能级跃迁到 n=2 能级时，电子的势能减小，氢原子的能量增加
C. 用 11 eV 的电子碰撞处于基态的氢原子时，氢原子一定不会发生跃迁
D. 用 12.09 eV 的光子照射大量处于基态的氢原子时，可以发出三种频率的光
24. 以下说法正确的是
A. 放射性元素的半衰期决定于原子的化学状态，与物理状态无关
B. 氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的动能增加，原子的电势能减少
C. 在光的双缝干涉实验中，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距变大
D. 拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以增加透射光的强度
25. 下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
A. 图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，发现了质子和中子
B. 图乙：用中子轰击铀核使其发生裂变，铀核裂变中放出新的中子又引起新的裂变，使裂变反应不断地进行下去，形成链式反应
C. 图丙：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
D. 图丁：用紫外线灯照射锌板时，锌板将会带上负电荷，验电器指针张开
26. 氢原子从 n=4 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 a 光，从 n=5 的能级跃迁到 n=2 的能级辐射出 b 光，关于这两种光的下列说法正确的是
A. a 光的光子能量比 b 光的光子的能量大
B. 两束光以相同的入射角由水中斜射入空气，a 光的折射角小
C. 分别通过同一单缝衍射装置，b 光形成的中央亮条纹窄
D. 若 a 光不能使某金属发生光电效应，则 b 光一定不能使该金属发生光电效应
27. 下列说法正确的是
A. 玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B. 可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C. 天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D. 观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率不同
28. 下列说法正确的是
A. 只要有电场和磁场，就能产生电磁波
B. 氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子
C. He24+N714→ 817O+ 11H 是原子核的人工转变方程
D. 光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值可能不同
三、多项选择题（共2小题；共8分）
29. 光在科学技术、生产和生活中有着广泛的应用，下列说法正确的是
A. 用透明的标准平面样板检查光学平面的平整程度是利用光的干涉现象
B. 用三棱镜观察白光看到的彩色图样是利用光的衍射现象
C. 用红外线遥感技术测量远处物体的温度
D. 光子说和玻尔原子模型都体现了量子化理论
30. 下列说法中正确的是
A. 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
B. 在工业和医疗中经常使用激光，是因为其光子的能量远大于 γ 光子的能量
C. 卢瑟福通过 α 粒子散射实验，提出原子的核式结构模型
D. 一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 3 种不同频率的光子
答案
第一部分
1. B
【解析】卢瑟福用 α 粒子轰击氮原子核发现了质子，并预言了中子的存在，中子是由他的学生查德威克发现的，故A错误；
爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故B正确；
玻尔提出了原子能级结构假说，成功地解释了氢原子光谱，但是不能解释其他光谱，故C错误；
地球上的核电站进行的核反应是核裂变，太阳内部进行的核反应是核聚变，类型不同，故D错误。
2. D
【解析】玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，卢瑟福根据 α 粒子散射实验，得到了原子的核式结构模型，故A错误；
卢瑟福通过 α 粒子轰击氮核实验的研究，实现了原子核的人工转变，发现了质子，预言了中子的存在，故B错误；
贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，提出了原子内部有复杂的结构，故C错误；
汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子（即电子）组成，并测出了该粒子的比荷，故D正确。
3. C
【解析】因为 β 衰变时质量数不变，所以 α 衰变的次数 n=232−2084=6，在 α 衰变的过程中电荷数总共少 6×2=12，则 β 衰变的次数 m=12−(90−82)1=4，故选项A错误；
核反应方程式为 Cs55137→Ba56137+x，可以根据质量数和电荷数守恒判断 x 为 β 粒子，故选项B错误；
玻尔理论的假设是提出了轨道量子化和能量量子化，故选项C正确；
康普顿效应说明光具有粒子性，电子的衍射说明实物粒子具有波动性，故选项D错误。
4. D
【解析】汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，卢瑟福建立了核式结构模型，A错误；贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，α 粒子散射实验说明原子中存在原子核，B错误；原子核由质子和中子构成，但原子核内质子数与中子数不一定相等，中子数不一定小于质子数，C错误；氢原子处于基态，被一束单色光照射，先吸收能量，向高能级跃迁，然后又从高能级向低能级跃迁，放出能量，发出多种频率的光子，其中从激发态跃迁到基态发出的光子的频率与入射光频率相同，D正确。
5. C
【解析】用光子能量为 E 的一束单色光照射处于基态的一群氢原子，发出 6 种不同频率的光，知氢原子从基态跃迁到 n=4 的激发态，波长越长的，越容易发生衍射现象，而由 n=2 能级跃迁到 n=1 能级，辐射光子频率不是最低，则波长不是最长，故A错误；频率最小的光是由 n=4 能级跃迁到 n=3 能级产生的，选项B错误；用光子能量为 E 的一束单色光照射这群氢原子，氢原子吸收光子后能向外辐射出 6 种不同频率的光，那么所有光子的能量不可能大于 E，故C正确；由题意可知氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=3 能级发出的光子能量最小，所以频率最小，那么波长最长，而氢原子从 n=4 能级跃迁到 n=1 能级发出的光子能量最大，所以频率最大，波长最小，其值为 λ=chE，即为最小波长，故D错误；故选C。
6. C
【解析】A.根据光电效应方程 Ek=hν−W0 知，相同频率的光照射不同金属，则从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小，A错误；
B.氢原子向低能级跃迁时，电子离原子核距离变近，由库仑力提供向心力有：ke2r2=mv2r，解得 v=ke2mr，因此电子离核的距离变近，电子的动能变大，B错误；
C.铀核（U92238）衰变为铅核（Pb82206）的过程中，核电荷数减少 10，质量数减少 32，则中子数减少 22 个，C正确；
D. α 射线是高速氦核流，β 射线是高速电子流，只有 γ 射线本质上是电磁波，有波长的概念，故不存在比较波长的长短，D错误。
7. A
【解析】图甲：卢瑟福通过分析 α 粒子散射实验结果，得出原子的核式结构模型。故A不正确。
用中子轰击铀核使其发生裂变，链式反应会释放出巨大的核能。故B正确。
图丙：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，故C正确。
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，故D正确。
8. B
9. B
10. C
【解析】玻尔理论，氢原子的核外电子由高能级跃迁到低能级时，要释放出一定频率的光子，同时电子的动能增加，势能减小，总能量减小，故A错误；
原子核的平均结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故B错误；
天然放射现象中 β 射线实际是高速电子流，穿透能力比 α 粒子强，三种射线中 α 射线的电离能力最强穿透能力最弱，故C正确；
半衰期是由放射性元素本身决定的，与温度，压强等环境因素无关，故D错误。
11. C
【解析】 β 衰变产生的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，但是电子不是原子核的组成部分，故A错误；
变化的电场能产生磁场，但是不一定能产生变化的磁场，故B错误；
无线电波的波长大于太阳光的波长，则无线电波更容易发生衍射，故C正确；
氢原子核外电子轨道半径减小，原子能量减小，故D错误。
12. B
13. C
【解析】对 α 粒子散射实验的研究建立了原子的核式结构，故A错误；
由光电效应的方程 \（E\ {\rm _{k}}=h\nu-W_0 \） 可知，光电子的动能由入射光频率、金属的逸出功的大小决定，与入射光的强度无关；故B错误，
根据玻尔氢原子模型的相关理论，电子轨道和能量都是量子化的，而在“跃迁”过程中要遵循 hν=Em−En ，故只能辐射特定频率的光子；故C正确.
α 射线和 β 射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流，而 γ 射线不带电，故D错误。
14. C
【解析】原子核发生衰变时有质量亏损，质量不守恒，选项 A 错。
γ 射线是光子流，不是带电粒子流，选项 B 错。
氢原子从激发态向基态跃迁，辐射的光子能量 hν=Em−En，即只能辐射特定频率的光子，C 项正确。
光电效应的光电子动能 Ek=hν−W，只与入射光频率有关，而与入射光强度无关，D 项错误。
15. B
【解析】阴极射线是高速电子流，故A错误；
卢瑟福根据极少数 α 粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型，故B正确；
在 α 粒子散射实验中，大部分粒子不会发生大角度散射，故C错误；
玻尔理论仅可以解释氢光谱，不能解释氦原子的光谱现象，故D错误。
16. 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；
17. B
18. D
【解析】电场随时间周期性变化才产生电磁波，所以A错；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应，B项错；β 衰变是核内中子转变为质子产生的，C项错；氢原子核外电子随半径的增大，动能减小，电势能增大，总能量增大，所以D项对
19. C
20. B
【解析】因为 n=3 跃迁到 n=1 能级释放的光子能量大于 n=2 跃迁到 n=1 能级的能量，所以 γa>γb。故A错误；
因 γa>γb，则可假设 a 光是紫光，而 b 光是红光，所以 a 光波长小于 b 光波长，故B正确；
在水中，由于紫光的折射率大于红光，则紫光的速度小，即光传播速度小于 b 光传播速度，故C错误；
当水中射向真空发生全反射时，由紫光的折射率大，则临界角小，因此 a 光临界角小于 b 光临界角，故D错误。
21. C
第二部分
22. B， C
【解析】爱因斯坦提出了光子说，成功地解释了光电效应现象，选项A错误；卢瑟福用 α 粒子轰击 N714 获得反冲核 O817，发现了质子，选项B正确；玻尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，选项C正确；卢瑟福对 α 粒子散射实验的研究，发现了原子中存在原子核，选项D错误。
23. A， D
24. B， C
【解析】放射性元素的半衰期与原子的化学状态，及物理状态均无关，由自身性质决定，故A错误；
氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子的轨道半径减小，根据 ke2r2=mv2r 知，电子的动能变大，由于能量减小，则电势能减小，故B正确；
双缝干涉实验中，根据 Δx=Ldλ 知，条纹间距与光的波长成正比，红光的波长大于紫光的波长，若仅将入射光由紫光改为红光，则条纹间距一定变大，故C正确；
拍摄玻璃橱窗内的物品时，往往在镜头前加装一个偏振片以减弱反射光的强度，使照片清晰，故D错误。
25. B， C
26. B， C
【解析】 n=4 和 n=2 间的能级差小于 n=5 和 n=2 间的能级差，则 a 光的光子能量小于 b 光的光子能量，故A错误；
a 光的光子能量小，则 a 光的频率小，折射率小，根据 n=sinisinr 知，由水中斜射入空气入射光相同，a 光的折射角小，故B正确；
b 光的光子能量大，则频率大，波长小，b 光形成的中央亮条纹窄，故C正确；
a 光的频率小，若 a 光不能使某金属发生光电效应，b 光不一定不能使金属发生光电效应，故D错误。
27. B， D
【解析】玻尔对氢原子光谱的研究完善了核式结构模型，选项 A 错误；
紫外线有荧光效应，故 B 选项正确；
天然放射现象中的 γ 射线不带电，在电场或磁场中不发生偏转，选项 C 错误；
观察者与波源互相远离，由多普勒效应可知接收到的频率变小，故选项 D 正确。
28. B， C
【解析】只有变化电场和变化磁场，才可以产生电磁波，故A错误；
氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子，故B正确；
用 α 粒子去轰击氮核，属于原子核的人工转变，故C正确；
光在真空中运动的速度在不同的惯性系中测得的数值仍相同，故D错误。
第三部分
29. A， C， D
【解析】题考查的知识点有：光的干涉、衍射、电磁波及光子说等。用透明标准板检查光学平面的平整程度是利用了光的干涉现象，A对；
三棱镜观察白光的色散，利用了光的折射现象，B项错；
红外线有热作用，可用于遥感技术，C项对；
光子说及玻尔原子模型，都体现了量子化理论，D项对。
30. A， C， D
【解析】黑体辐射规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关，故A正确；
工业和医疗中经常使用激光，但其光子的能量仍小于 γ 光子的能量，故B错误；
卢瑟福提出了原子的核式结构模型，并能很好解释了氢原子光谱的不连续性，这是电磁理论所不能解决的问题，故C正确；
一个处于 n=4 激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生 3 种不同频率的光子，即从 4 到 3，3 到 2，2 到 1 这三种跃迁产生的光子，故D正确。
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