2020年高考各科总复习考点一遍过讲义考点57 原子结构 氢原子光谱-备战2020年高考物理考点一遍过

一、原子的核式结构

1．电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子。

2．α粒子散射实验：1 909~1 911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来。

3．原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

二、光谱

1．光谱

用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长（频率）和强度分布的记录，即光谱。

2．光谱分类

有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱。

有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱。

3．氢原子光谱的实验规律

巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式=R，（n=3，4，5，···），R是里德伯常量，R=1.10×10⁷ m^–1，n为量子数。

三、玻尔理论

1．定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量。

2．跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν=E_m–E_n。（h是普朗克常量，h=6.63×10^–34 J·s）

3．轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应。原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的。

四、氢原子的能级、能级公式

1．氢原子的能级

能级图如图所示

2．氢原子的能级和轨道半径

（1）氢原子的能级公式：E_n=E₁（n=1，2，3，···），其中E₁为基态能量，其数值为E₁=–13.6 eV。

（2）氢原子的半径公式：r_n=n²r₁（n=1，2，3，···），其中r₁为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r₁=0.53×10^–10 m。

五、氢原子能级及能级跃迁

1．定态间的跃迁——满足能级差

（1）从低能级（n_小）高能级（n_大）→吸收能量。

hν=E_n大–E_n小

（2）从高能级（n_大）低能级（n_小）→放出能量。

Hν=E_n大–E_n小

2．电离

电离态与电离能

电离态：n=∞，E=0

基态→电离态：E_吸=0–（–13.6 eV）=13.6 eV电离能。

n=2→电离态：E_吸=0–E₂=3.4 eV

如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能。

六、解答氢原子能级图与原子跃迁问题应注意

1．能级之间发生跃迁时放出（吸收）光子的频率由hν=E_m–E_n求得。若求波长可由公式c=λν求得。

2．一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为（n–1）。

3．一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法。

（1）用数学中的组合知识求解：。

（2）利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加。

七、对原子跃迁条件的理解

1．原子从低能级向高能级跃迁，吸收一定能量的光子。只有当一个光子的能量满足hν=E_末–E_初时，才能被某一个原子吸收，使原子从低能级E_初向高能级E_末跃迁，而当光子能量hν大于或小于E_末–E_初时都不能被原子吸收。

2．原子从高能级向低能级跃迁，以光子的形式向外辐射能量，所辐射的光子能量恰等于发生跃迁时的两能级间的能量差。

3．入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差。两种情况有所区别。

特别提醒：原子的总能量E_kn随r的增大而减小，又E_n随n的增大而增大，故E_pn随n的增大而增大，电势能的变化也可以从电场力做功的角度进行判断，当r减小时，电场力做正功，电势能减小，反之，电势能增大。

（2019·上海市北虹高级中学高二期中）如图所示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，观察到屏上的闪光次数最多的是

A．A位置 B．B位置 C．C位置 D．D位置

【参考答案】A

【详细解析】A．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正确；B．放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，故B错误；C．放在C位置时，屏上仍能观察一些闪光，但次数极少，故C错误；D．放在D位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，故D错误。

1．卢瑟福提出的原子核式结构学说不包括下列哪些内容

A．原子中心有一个很小的核

B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里

C．原子正电荷均匀分布在它的全部体积上

D．带负电的电子在核外空间绕原子核旋转

【答案】C

【解析】原子中心有一个原子核，它集中了几乎原子的全部质量和所有的正电荷，电子绕原子核高速旋转。故选C。

2．（2019·福建高考模拟）如图，在粒子散射实验中，图中实线表示粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，为某条轨迹上的三个点，其中两点距金原子核的距离相等

A．卢瑟福根据粒子散射实验提出了能量量子化理论

B．大多数粒子击中金箔后几乎沿原方向返回

C．粒子经过两点时动能相等

D．从经过运动到的过程中粒子的电势能先减小后增大

【答案】C

【解析】卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构理论，选项A错误；大多数粒子击中金箔后几乎不改变方向而沿原方向前进，选项B错误；因ac两点距离金原子核的距离相等，可知电势能相等，则粒子经过两点时动能相等，选项C正确；从经过运动到的过程中，电场力先做负功，后做正功，可知粒子的电势能先增大后减小，选项D错误。

（2019·福建高二期末）已知金属钙的逸出功为2.7 eV，氢原子的能级图如图所示，当大量氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，下列说法正确的是

A．电子的动能减少，氢原子系统的总能量减少

B．氢原子可能辐射4种频率的光子

C．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应

D．从n=4到n=1发出的光的波长最长

【参考答案】C

【详细解析】A．氢原子从n=4的能级向低能级跃迁时，核外电子的半径减小，由可知，电子的动能变大，由于辐射光子，则氢原子系统的总能量减少，选项A错误；B．氢原子可能辐射种不同频率的光子，选项B错误；C．n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应。故C正确；D．从n=4到n=1能级差最大，则发出的光的频率最大，波长最短，选项D错误。

1．（2019·四川高二期末）如图所示为氢原子的能级示意图。现用光子能量介于10.00 eV~12.65 eV范围内的光去照射一群处于基态的氢原子，则这群氢原子可能

A．吸收二种频率的光子，辐射二种频率的光子

B．吸收二种频率的光子，辐射三种频率的光子

C．吸收三种频率的光子，辐射三种频率的光子

D．吸收三种频率的光子，辐射六种频率的光子

【答案】B

【解析】从n=1跃迁到n=2，吸收的光子能量为10.2eV，从n=1跃迁到n=3，吸收的光子能量为12.09eV，从n=1跃迁到n=4，吸收的光子能量为12.75eV，而光子能量介于10~12.65eV范围内，可知照射光中可能被吸收的光子能量有2种，原子从基态可跃迁到n=3的能级；然后向低能级跃迁时可辐射出种不同频率的光子。选项B正确。

2．（2019·广东佛山一中高二期末）如图，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λ_a、λ_b、λ_c，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λ_b=λ_a+λ_c

B．从n=3能级跃迁到n=2能级时，电子的势能减小，氢原子的能量也减少

C．若用波长为λ_c的光照射某金属恰好能发生光电效应，则用波长为λ_a的光照射该金属时一定不能发生光电效应

D．用12.09eV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

【答案】BCD

【解析】A．由玻尔理论，因为E_m–E_n=hv，知E_b=E_a+E_c，所以，解得，故A错误；B．n=3能级跃迁到n=2能级时，释放能量，则电子的势能减小，动能增加，而氢原子的能量减小，故B正确；C．c光的光子的能量大于a光的光子的能量，所以若用波长为λ_c的光照射某金属恰好能发生光电效应，则用波长为λ_a的光照射该金属时一定不能发生光电效应，故C正确；D．12.09eV的光子照射大量处于基态的氢原子时，电子能从n=1能级跃迁到n=3能级，大量电子处于n=3能级，则可以发出三种频率的光，故D正确。

1．（2019·浙江高考模拟）关于近代物理研究，下列说法正确的有

A．汤姆孙发现组成阴极射线的粒子是α粒子

B．光电效应实验中，光强越强，光电子动能越大

C．普朗克假设微观粒子的能量是量子化的，解释了黑体辐射现象

D．一个光子与一个静止的电子碰撞而散射，其频率不会发生改变

2．（2019·贵州平坝第一高级中学高二期末）下列能正确反映卢瑟福利用α粒子轰击金箔实验结果的示意图是

A． B． C． D．

3．（2019·茂名市第一中学高二期中）关于粒子散射实验，下列说法中正确的是

A．绝大多数粒子经过金箔后，发生了角度很大的偏转

B．粒子离开原子核的过程中,电势能增加

C．粒子在接近原子的过程中，动能减少

D．对粒子散射实验数据进行分析，可以估算出粒子的大小

4．（2019·福建泉州五中高考模拟）如图是世界物理学史上两个著名实验的装置图，下列有关实验的叙述正确的是

A．图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福指导他的学生们进行粒子散射实验研究时，发现了质子和中子

B．图甲是粒子散射实验装置，汤姆孙根据粒子散射实验，提出了原子“枣糕模型”结构

C．图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大

D．图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应规律，超过极限频率的入射光光照强度一定，则光的频率越大所产生的饱和光电流就越大

5．（2019·河南永城市实验高级中学高二期中）在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其原因是

A．正电荷在原子中是均匀分布的

B．原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

C．原子中存在着带负电的电子

D．原子只能处于一系列不连续的能量状态中

6．（2019·浙江学军中学高二期末）如图为氢原子能级图，氢原子中的电子从n=5能级跃迁到n=2能级可产生a光，从n=4能级跃迁到n=2能级可产生b光，a、b光照射到逸出功为2.29eV的金属钠表面均可产生光电效应，则

A．a光的频率小于b光的频率

B．a光的波长大于b光的波长

C．a光照射所产生的光电子最大初动能

D．b光照射所产生的光电子最大初动能

7．（2019·天津高考模拟）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频率的光，已知普朗克常量为h，真空中光速为c，在这六种光中

A．最容易发生行射现象的光是由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

8．（2019·北京101中学高二期末）氢原子的能级图如图所示，如果大量氢原子处在n=3能级的激发态，则下列说法正确的是

A．这群氢原子能辐射出2种不同频率的光子

B．波长最长的辐射光是氢原子从n=3能级跃迁到能级n=1能级产生的

C．辐射光子的最大能量为12.09 eV

D．处于该能级的氢原子至少需吸收13.6 eV能量的光子才能电离

9．（2019·浙江高三期末）如图所示为氢原子的能级图，表中给出了几种金属的逸出功。由图和表可知

A．从能级向能级跃迁时辐射处的光子比从能级向能级跃迁时辐射出的光子的波长大

B．所有激发态向基态跃迁时辐射出的光都能使表中所有的金属产生光电效应

C．从的能级向的能级跃迁时辐射出的光子照射钙打出的电子的最大初动能比照射钨打出的电子的最大初动能小

D．从的能级向的能级跃迁时辐射出的光照到钾上打出光电子的最大初动能为

10．（2019·四川遂宁中学外国语实验学校高二期中）（1）如图所示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，观察到的现象描述正确的是__________。

A．在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多

B．在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数比在A位置时稍多些

C．在C、D位置时，屏上观察不到闪光

D．在D位置时，屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少

（2）在演示光电效应的实验中，原来不带电的一块锌板与灵敏验电器相连，用弧光灯照射锌板时，验电器指针张开一个角度，如图所示，这时_______。

A．锌板带正电，指针带负电

B．锌板带正电，指针带正电

C．锌板带负电，指针带正电

D．锌板带负电，指针带负电

（3）某种频率的光射到金属表面上时，金属表面有电子逸出，如光的频率不变而强度减弱，那么下述结论中正确的是________。

A．光的强度减弱到某一数值时，就没有电子逸出

B．逸出的电子数减少

C．逸出的电子数和最大初动能都减小

D．逸出的电子最大初动能不变

11．（2019·江苏高二期末）如图所示为氢原子的能级图，现有大量氢原子处于第4能级。求：

（1）这些氢原子跃迁会产生多少种不同频率的光子；

（2）这些不同频率的光子照到逸出功为2.25eV的某种金属上，产生的光电子的最大初动能。

12．（2019·天津一中高二期末）在研究原子物理时，科学家们经常借用宏观模型进行模拟。在玻尔原子模型中，完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动。当然这时的向心力不是粒子间的万有引力（可忽略不计），而是粒子间的静电力。设氢原子中，电子和原子核的带电量大小都是e=1.60×10^–19C，电子在第一、二可能轨道运行时，其运动半径分别为r₁、r₂，且r₂=4r₁，其中r₁=0.53×10^–10m。据此试求：

（1）电子分别在第一、二可能轨道运行时的动能；

（2）当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时，原子还须吸收10.2eV的光子，那么氢原子的电势能增加了多少eV？（静电力恒k=9.0×10⁹Nm²/C²）

（3）氢原子核外电子的绕核运动可等效为一环形电流，试计算氢原子处于n=2的激发态时，核外电子运动的等效电流。（保留一位有效数字）（设电子质量为m=0.91×10^–30kg）？

13．（2019·江苏高二期末）如图甲为氢原子的能级图，设一群处于n=4能级的氢原子向基态跃迁时，频率最大的光照射光电管阴极K.阴极K在极短时间内吸收频率最大的光子后逸出光电子，实验测得其反向遏止电压为10.92V （如图乙所示）。求：

（1）一群处于n=4能级氢原子向基态跃迁时能发出多少种频率不同的光子?其中频率最大的光子能量为多少电子伏特?

（2）阴极K逸出的光电子的最大初动能为多少电子伏特?

（3）阴极K的逸出功为多少电子伏特?

14．（2019·新课标全国Ⅰ卷）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．12.09 eV B．10.20 eV C．1.89 eV D．1.5l eV

15．（2019·浙江卷）（加试题）波长为λ₁和λ₂的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为λ₁的光的条纹间距大于波长为λ₂的条纹间距。则（下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为λ₁和λ₂的光所对应的物理量）

A．这两束光的光子的动量p₁＞p₂

B．这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C₁＞C₂

C．这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压U₁＞U₂

D．这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n＝2能级时产生，则相应激发态的电离能△E₁>△E₂

16．（2018·天津卷）氢原子光谱在可见光区域内有四条谱线，都是氢原子中电子从量子数n>2的能级跃迁到n=2的能级发出的光，它们在真空中的波长由长到短，可以判定

A．对应的前后能级之差最小

B．同一介质对的折射率最大

C．同一介质中的传播速度最大

D．用照射某一金属能发生光电效应，则也一定能

17．（2016天津卷）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．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论

B．查德威克用α粒子轰击获得反冲核，发现了中子

C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核有复杂结构

D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型

1．C【解析】阴极射线粒子是电子，选项A错误。光电效应中光强影响光电子数量，光的频率影响光电子的最大初动能，选项B错误。普朗克假设微观粒子的能量是量子化的，解释了黑体辐射现象，选项C正确；根据康普顿效应，光子与电子碰撞后散射，其能量减小，频率发生改变。故D错误；故选C。

2．D【解析】实验结果是：离金原子核远的α粒子偏转角度小，离金原子核近的α粒子偏转角度大，正对金原子核的α粒子被返回，故ABC项与题意不相符，D项与题意相符。

3．C【解析】对α粒子散射实验数据进行分析可知，绝大多数α粒子经过金箔后，方向不发生改变，仍按原来方向运动，选项A错误；α粒子离开原子核的过程中，库仑力做正功，则电势能减小，选项B错误；α粒子在接近原子的过程中，库仑力做负功，则动能减少，选项C正确；对α粒子散射实验的数据分析，可以估算出原子核的大小数量级，但不能估算出α粒子的大小，故D错误。

4．C【解析】AB、图甲是粒子散射实验装置，卢瑟福提出了核式结构模型；卢瑟福通过用粒子轰击氮原子放出氢核，发现了质子；查得威克发现了中子；汤姆孙通过研究阴极射线中粒子的性质发现了电子，故选项A、B错误；C、图乙是研究光电效应的实验装置，根据光电效应方程可知超过极限频率的入射光频率越大，则光电子的最大初动能越大，故选项C正确；D、光较强时，包含的光子数较多，照射金属时产生的光电子较多，因而饱和电流较大，入射光的光强一定时，频率越大，光电子的最大初动能最越大，而不是所产生的饱和光电流就越大，故选项D错误。

5．B【解析】α粒子和电子之间有相互作用力，它们接近时就有库仑引力作用，但由于电子的质量只有α粒子质量的1/7300，粒子与电子碰撞就像一颗子弹与一个灰尘碰撞一样，α粒子质量大，其运动方向几乎不改变。α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转说明三点：一是原子内有一质量很大的粒子存在；二是这一粒子带有较大的正电荷；三是这一粒子的体积很小，则选项B正确，ACD错误。

6．C【解析】AB．根据能级跃迁知识得：∆E₁=E₅−E₂=−0.54−（−3.4）=2.86eV，∆E₂=E₄−E₂=−0.85−（−3.4）=2.55eV，显然a光子的能量大于b光子，即a光子的频率大，波长短，故AB错误。C．根据光电效应可知，a光照射所产生的光电子的最大初动能为：E_ka=∆E₁–W₀=2.86–2.29=0.57eV，选项C正确；D．b光照射后的最大初动能为：E_kb=∆E₂–W₀=2.55–2.29=0.26eV，选项D错误。

7．C【解析】A．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；B．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；C．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；D．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，即为最长波长，故D错误。

8．C【解析】A、这群氢原子能辐射出种不同频率的光子，A错误；B、波长最长的辐射光对应着能级差最小的，则是氢原子从n=3能级跃迁到能级n=2能级产生的，B错误；C、辐射光子的最大能量是从n=3到n=1的跃迁，最大能量为，C正确；D、处于该能级的氢原子至少需吸收1.51eV能量的光子才能电离，D错误。

9．BD【解析】A．由图可知，n=4和n=2的能级差大于n=4和n=3的能级差，则从n=4跃迁到n=2能级释放的光子能量大于从n=4跃迁到n=3能级辐射的光子能量，所以从n=4能级跃迁到n=2能级比从n=4能级跃迁到n=3能级辐射出光子的频率高，波长小，故A错误；B．若能使某金属板发生光电效应，则入射光的能量必须不小于金属的逸出功，而从激发态到基态释放最小能量的是从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量△E=–3.4–（–13.6）=10.2ev＞4.54ev，因此所有激发态向基态跃迁辐射出的光都能使表格中所有金属发生光电效应，故B正确；C．由于钙的逸出功小于钨的，依据光电效应方程：E_km=hγ–W，可知，从n=2的能级向n=1的能级跃迁时辐射出的光子照射钙打出的电子的最大初动能比照射钨打出的电子的最大初动能大，故C错误；D．由于钾的逸出功为W=2.25eV，那么从n=5的能级向n=2的能级跃迁时辐射出的光照到钾上打出光电子的最大初动能为E_km=3.4–0.54–2.25=0.61eV，故D正确。

10．（1）AD （2）B （3）BD

【解析】（1）A．放在位置时，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正确；B．放在位置时，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，知原子内部带正电的体积小。故B错误；C．放在、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C错误；D．放在位置时，屏上可以观察到闪光，只不过很少很少，说明很少很少的射线发生大角度的偏折。故D正确。

（2）用紫外线照射锌板时，发生光电效应，有电子从锌板逸出，锌板失去电子带正电，所以验电器带正电而张开一定角度，锌板、指针均带正电，故ACD错误，B正确。

（3）A．光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小，但是仍能发生光电效应。故A错误。B．光照强度减弱，单位时间内照射到金属表面的光子数目减小，因此单位时间内产生的光电子数目减小。故B正确。C．发生光电效应时，根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：，为逸出功，由此可知光电子的最大初动能随着入射光的频率增大而增大，与光照强度无关。故C错误。D．根据爱因斯坦光电效应方程可知，光电子的最大初动能为：，由于光的频率不变，所以逸出的电子最大初动能不变。故D正确。

11．（1）6种 （2）10.5eV

【解析】（1）大量氢原子从n=4的能级跃迁能产生=6种不同频率的光；

（2）氢原子从n=4的能级向n=1发生跃迁，发射光子能量最大，产生的光电子的最大初动能也最大；

光子的能量：E_m=E₄–E₁=–0.85–（–13.6）=12.75eV

当照射光电管放出能量为：E_km=12.75–2.25=10.5eV

12．（1） （2） （3）

【解析】（1）根据 得：

 

所以电子在第一可能轨道时的动能：

同理可得电子在第二可能轨道的动能：

。

（2）电子从第一轨道跃迁到第二可能轨道时动能减少量：

根据能量守恒定律，减少的动能和吸收光子能量都转化为电子的电势能，则电子的电势能增加：

（3）氢原子核外电子绕核做匀速圆周运动，库伦力作向心力，有：

据电流强度的定义得：

。

13．（1）6种 12.75eV （2）10.92eV （3）1.83eV

【解析】（1）发出的光子

频率最大的光子能量

（2）由动能定理

（3）根据光电效应方程

n=4向基态跃迁

得

14．A【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，跃迁才可能产生能量在1.63eV~3.10eV的可见光。故。故本题选A。

15．BD【解析】A．根据双峰干涉的条纹间距的表达式可知λ₁>λ₂，由可知p₁<p₂，选项A错误；B．光1的折射率n₁小于光2的折射率n₂，则根据sinC=1/n可知这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C₁＞C₂，选项B正确；C．光1的频率f₁小于光2的频率f₂，则这两束光都能使某种金属发生光电效应，则根据可知，遏止电压U₁<U₂，选项C错误；D．这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n＝2能级时产生，可知1光所处的激发态的能级较低，相应激发态的电离能较大，即△E₁＞△E₂，选项D正确。

16．A【解析】波长越大，频率越小，故的频率最小，根据可知对应的能量最小，根据可知对应的前后能级之差最小，A正确；的频率最小，同一介质对应的折射率最小，根据可知的传播速度最大，BC错误；的波长小于的波长，故的频率大于的频率，若用照射某一金属能发生光电效应，则不一定能，D错误。

17．AC【解析】麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，选项A正确；卢瑟福用α粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，选项B错误；贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，选项C正确；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模型，选项D错误。

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