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专题 87 原子结构 能级
授课提示：对应学生用书143页
1．关于下列几个重要的物理实验，说法正确的是( )
A．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
B.α粒子散射实验中提出正电荷均匀分布在整个原子中
C．电子的发现揭示了原子核有更复杂的结构
D．光电效应证明光具有波动性又有粒子性
答案：A
解析：α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，A正确；α粒子散射实验中提
出正电荷全部集中在原子核上，不是均匀分布在整个原子中，B错误；电子的发现揭示了
原子有更复杂的结构，C错误；光电效应证明光具有粒子性，D错误．
2．[2024·青海省西宁市期末考试]在α粒子散射实验中，下列图景正确的是( )
答案：B
解析：当α粒子进入原子区域后，离带正电的原子核远的受到的库仑斥力小，运动方
向改变小．只有极少数粒子在穿过时距离正电体很近，受到很强的库仑斥力，发生大角度
散射，A错误，B正确；由库仑定律和原子核式结构模型可知，电子的质量只有 α粒子的，
它对α粒子速度的大小和方向的影响的影响，完全可以忽略，α粒子偏转主要是带正电的
原子核造成的，C、D错误．
3.如图为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图，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．放在C位置时屏上观察不到闪光
B．放在D位置时屏上能观察到一些闪光，但次数极少
C．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最少
D．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位置时多
答案：B
解析：放在C、D位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少．说明极少数 α粒子
有较大偏折，可知原子内部带正电的体积小且质量大，A错误，B正确；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 α粒子基本不偏折，可知金箔原子内
部很空旷，C错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，比放在 A位
置时少，说明较少α粒子发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，D错误．
4.
2023年正月十三至正月二十二，已有上千年历史的涿州市元宵灯会上以三国文化为主
题的各类霓虹灯悉数登场，多姿多彩的霓虹灯使人们在红红火火的元宵花灯节上感受着浓
浓的新春气息．霓虹灯发光原理是不同气体原子从高能级向低能级跃迁时发出能量各异的
光子而呈现五颜六色，如图所示为氢原子能级图，氢原子处于 n＝5能级上，已知可见光的
光子能量范围为1.62～3.11 eV，则下列说法正确的是( )
A．一个处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生10种谱线
B．氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁过程中发出的光为可见光
C．氢原子从n＝3能级向n＝1能级跃迁过程中发出光不能使逸出功为2.29 eV的金属
钠发生光电效应
D．氢原子从n＝5能级向n＝1能级跃迁过程中发出光的波长最长
答案：B
解析：一个处于n＝5能级的氢原子向低能级跃迁时，最多产生的谱线为5－1＝4种，
A项错误；从n＝3能级跃迁到n＝2能级辐射出光子的能量为1.89 eV，又可见光的光子能
量范围为1.62～3.11 eV，则该光属于可见光，B项正确；氢原子从n＝3能级向n＝1能级
跃迁过程中发出光子的能量为两能级的能量差，即12.09 eV，大于金属钠逸出功2.29 eV，
所以能发生光电效应，C项错误；氢原子从n＝5能级向n＝1能级跃迁过程中能级差最大，
发出光的频率最大，波长最短，D项错误．
5．玻尔根据普朗克的量子理论，提出了玻尔理论，成功解释了氢原子光谱的实验规律，
如图所示为氢原子的能级图，能级n＝1，2，3…所对应的能量分别为E 、E 、E…，两能
1 2 3
级之间的线段上标注的是氢原子从较高能级跃迁到较低能级辐射光子(或氢原子从较低能级
跃迁到较高能级吸收光子)的波长，则( )A．相邻能级之间的能量差相等
B．氢原子从n＝6能级跃迁到n＝1能级比从n＝6跃迁到n＝2能级辐射的光子能量少
C．处于基态(n＝1能级)的氢原子只要吸收波长为97 nm的光子，就可以跃迁到n＝3
能级
D．大量处于n＝5能级的氢原子，向低能级跃迁时最多能产生10种不同波长的光子
答案：D
解析：结合题图，由ΔE＝hν＝可知，氢原子相邻能级之间的能量差不相等，A错误；
由题图知，氢原子从n＝6能级跃迁到n＝1能级辐射光子的波长小于从n＝6能级跃迁到n
＝2能级辐射光子的波长，则氢原子从n＝6能级跃迁到n＝1能级辐射光子的能量大于从n
＝6能级跃迁到n＝2能级辐射光子的能量，B错误；氢原子发生跃迁时，吸收的能量只能
是两能级间的能级差，处于基态的氢原子吸收波长为97 nm的光子，可以跃迁到n＝4能级，
不能跃迁到n＝3能级，C错
误；大量处于n＝5能级的氢原子，向低能级跃迁时最多能产生C＝10种不同波长的光
子，D正确．
6.
氢原子在可见光区的4条特征谱线是玻尔理论的实验基础．如图所示，这4条特征谱
线(记作H 、H、H 和H)分别对应着氢原子从n＝3，4，5，6能级向n＝2能级的跃迁，下
α β γ δ
面4幅光谱图中，合理的是(选项图中长度标尺的刻度均匀分布，刻度值从左至右增大)(
)答案：A
解析：光谱图中谱线位置表示相应光子的波长．氢原子从 n＝3，4，5，6能级分别向
n＝2能级跃迁时，发射的光子能量增大，所以光子频率增大，光子波长减小，在标尺上
H 、H 、H 和H 谱线应从右向左排列．由于氢原子从n＝3，4，5，6能级分别向n＝2能
α β γ δ
级跃迁释放光子能量的差值越来越小，所以，从右向左4条谱线排列越来越紧密，A项正
确．
