第四章原子结构和波粒二象性讲和练（原卷版）

第四章原子结构和波粒二象性一、黑体与黑体辐射1．热辐射（1）定义：我们周围的一切物体都在辐射电磁波，这种辐射与（）有关，所以叫热辐射。（2）特点：热辐射强度按波长的分布情况随物体的（）而有所不同。2．黑体（1）定义：某种物体能够（）入射的各种波长的电磁波而不发生（），这种物体就是绝对黑体，简称黑体。（2）黑体辐射特点：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的（）有关。3．黑体辐射的实验规律（1）随着温度的升高，各种波长的辐射强度都（）。（2）随着温度的升高，辐射强度的极大值向着波长（）的方向移动。二、能量子1．定义：普朗克认为，振动着的带电微粒的能量只能是某一最小能量值ε的（），当带电微粒辐射或吸收能量时，也是以这个最小能量值为单位（）地辐射或吸收的，这个不可再分的（）叫做能量子。2．能量子大小：ε＝hν，其中ν是电磁波的频率，h称为普朗克常量．h＝6.626×10－34J·s（一般取h＝6.63×10－34J·s）。3．能量的量子化：微观粒子的能量是（）的，或者说微观粒子的能量是（）的。三、光电效应的实验规律1．光电效应：照射到金属表面的光，能使金属中的（）从表面逸出的现象。2．光电子：光电效应中发射出来的（）。3．光电效应的实验规律（1）存在着（）电流：在光的颜色不变的情况下，入射光越强，饱和电流（）。（2）存在着遏止电压和（）频率：入射光的频率低于截止频率时（）（填“能”或“不”）发生光电效应。（3）光电效应具有（）性：光电效应中产生电流的时间不超过10－9s。4．逸出功：使电子脱离某种金属所做功的（）值，用W0表示，不同金属的逸出功（）。四、光子说及爱因斯坦的光电效应方程1．光子说：光不仅在发射和吸收时能量是一份一份的，而且光本身就是由一个个不可分割的能量子组成，这些能量子被称为（），频率为ν的光的能量子为（），其中h＝6.63×10－34J·s。2．爱因斯坦光电效应方程（1）表达式：hν＝（）或Ek＝（）。（2）物理意义：金属中电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量一部分用来克服金属的（）W0，剩下的表现为逸出后电子的（）Ek。五、康普顿效应1.光可以与介质中的物质微粒发生散射，改变传播方向。美国物理学家康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现在散射的X射线中，除了与入射波长λ0相同的成分外，还有波长（）λ0的成分。2.康普顿用光子的模型成功地解释了这种效应。他的基本思想是:光子不仅具有能量，而且具有动量，即满足（）。3.康普顿效应说明光子既具有能量，又具有（）。六、光的波粒二象性1．光的本性光的干涉、衍射、偏振现象表明光具有（）性，光电效应现象表明光具有（）性，即光具有（）性。2．光子的能量和动量关系式（1）关系式：ε＝hν，。（2）意义：能量ε和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量；波长λ和频率ν是描述物质的（）性的典型物理量。因此ε＝hν和揭示了光的（）性和（）性之间的密切关系。七、粒子波动性1．粒子的波动性（1）德布罗意波：任何（）着的物体，小到电子、质子，大到行星、太阳，都有一种波与它相对应，这种波叫（），又叫德布罗意波。（2）物质波波长、频率的计算公式为，。（3）我们之所以看不到宏观物体的波动性，是因为宏观物体的动量太（），德布罗意波长太（）的缘故。2．物质波的实验验证（1）实验探究思路：（）、衍射是波特有的现象，如果实物粒子具有波动性，则在一定条件下，也应该发生（）或衍射现象。（2）实验验证：1927年戴维孙和汤姆孙分别利用晶体做了电子束衍射的实验，得到了电子的衍射图样，证实了电子的（）。（3）说明人们陆续证实了质子、中子以及原子、分子的（），对于这些粒子，德布罗意给出的，关系同样正确。八、阴极射线1．实验装置：如图所示，真空玻璃管中K是金属板制成（），A是金属环制成的（）；把它们分别连接在感应圈的负极和正极上。2．实验现象：玻璃壁上出现淡淡的（）及管中物体在玻璃壁上的影。3．阴极射线：荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线被命名为（）。九、电子的发现1．汤姆孙的探究（1）让阴极射线分别通过电场和磁场，根据（）情况，证明它是带（）（选填“正电”或“负电”）的粒子流并求出了它的比荷。（2）换用（）的阴极做实验，所得（）的数值都相同，说明这种粒子是构成各种物质的共有成分。（3）进一步研究新现象，不论是由于正离子的轰击、紫外光的照射、金属受热还是放射性物质的自发辐射，都能发射同样的（）——电子。由此可见，电子是原子的（），是比原子更（）的物质单元。十、汤姆孙的原子模型1．汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个（），（）弥漫性地（）在整个球体内，电子（）其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“（）模型”，如图2．α粒子散射实验：（1）α粒子散射实验装置由（）、（）、（）、荧光屏等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于（）中。（2）实验现象①（）的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿（）的方向前进；②（）α粒子发生了（）偏转；偏转角度甚至（），它们几乎被“（）”。（3）实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了（）模型。十一、卢瑟福的核式结构模型核式结构模型：1911年由卢瑟福提出．在原子中心有一个很小的核，叫（）．它集中了全部的（）和几乎全部的（），（）在核外空间运动。十二、光谱1．定义：用（）或棱镜可以把各种颜色的光按（）展开，获得光的波长（频率）和（）的记录。2．分类（1）线状谱：光谱是一条条的（）。（2）连续谱：光谱是（）的光带。3．特征谱线：各种原子的发射光谱都是（），说明原子只发出几种（）的光，不同原子的亮线位置（），说明不同原子的（）不一样，光谱中的亮线称为原子的（）。4．应用：利用原子的（），可以鉴别物质和确定物质的（），这种方法称为（），它的优点是灵敏度高，样本中一种元素的含量达到10－10g时就可以被检测到。十三、氢原子光谱的实验规律1．许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索（）的一条重要途径。2．氢原子光谱的实验规律满足巴耳末公式：（n＝3，4，5…）式中R为里德伯常量，R＝1.10×107m－1，n取整数。3．巴耳末公式的意义：以简洁的形式反映了氢原子的（）光谱，即辐射波长的（）特征。十四、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了（）的存在，很好地解释了（）。2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的（），又无法解释原子光谱的（）。十五、玻尔原子理论的基本假设1．轨道量子化（1）原子中的电子在（）的作用下，绕原子核做（）。（2）电子运行轨道的半径不是任意的，也就是说电子的轨道是的（填“连续变化”或“量子化”）。（3）电子在这些轨道上绕核的转动是（）的，不产生（）。2．定态（1）当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是（）的，这些量子化的能量值叫做（）。（2）原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为（）。（3）基态：原子能量最低的状态称为基态，对应的电子在离核最近的轨道上运动，氢原子基态能量E1＝－13.6eV。（4）激发态：较高的能量状态称为激发态，对应的电子在离核较远的轨道上运动。氢原子各能级的关系为：。（E1＝－13.6eV，n＝1，2，3…）3．频率条件与跃迁当电子从能量较高的定态轨道（其能量记为Em）跃迁到能量较低的定态轨道（能量记为En，m＞n）时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝（），该式称为频率条件，又称辐射条件。十六、玻尔理论对氢光谱的解释1．氢原子能级图（如图所示）2．解释巴耳末公式按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hν＝（）。巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后所处的（）的量子数n和2。3．解释气体导电发光通常情况下，原子处于基态，基态是最稳定的，原子受到高速运动的电子的撞击，有可能向上跃迁到（），处于激发态的原子是（）的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出（），最终回到基态。4．解释氢原子光谱的不连续性原子从高能级向低能级跃迁时放出的光子的能量等于前后（），由于原子的能级是的，所以放出的光子的能量也是（）的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线。5．解释不同原子具有不同的特征谱线不同的原子具有不同的结构，（）各不相同，因此辐射（或吸收）的（）也不相同。十七、玻尔模型的局限性1．成功之处玻尔的原子理论第一次将（）引入原子领域，提出了（）的概念，成功解释了（）光谱的实验规律。2．局限性保留了（）的观念，把电子的运动仍然看做经典力学描述下的（）运动。3．电子云原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现（）的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图象就像（）一样分布在原子核周围，故称（）。1．对黑体的理解绝对的黑体实际上是不存在的，但可以用某装置近似地代替．如图所示，如果在一个空腔壁上开一个小孔，那么射入小孔的电磁波在空腔内表面会发生多次反射和吸收，最终不能从空腔射出，这个小孔就成了一个绝对黑体。2．黑体辐射的实验规律（1）温度一定时，黑体辐射强度随波长的分布有一个极大值。（2）随着温度的升高①各种波长的辐射强度都有增加；②辐射强度的极大值向波长较短的方向移动，如图所示。【例题】1.关于热辐射，下列说法正确的是（）A.只有高温物体才辐射电磁波B.物体辐射电磁波的情况只与温度有关C.黑体的热辐射实质上是电磁辐射D.黑体不能完全吸收入射的各种波长的电磁波2.物理概念是客观事物的物理属性和本质特征在人们头脑中的反映，是物理事物的抽象、观察、实验和物理思维相结合的产物，在物理概念建立的过程中，用到大量的科学方法，如“理想模型法”、“控制变量法”、“比值定义法”等，建构以下物理概念用的科学方法与加速度不同的是（）A.动摩擦因数 B.能量子C.电场强度 D.磁感应强度3.有关黑体辐射的研究表明：辐射强度、波长分布与辐射体的温度有密切关系，此研究对冶金工业的迅速发展有巨大贡献。如图所示，图中画出了四种温度下黑体辐射的强度与波长的关系，据此以下判断不正确的是（）A.在同一温度下，辐射强度最大的电磁波波长不是最大的，也不是最小的，而是处在最大与最小波长之间B.在同一温度下，波长越短的电磁波辐射强度越大C.随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加D.随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动4.太阳光垂直射到地面上时，地面S＝1m2的面积上接收的太阳光的功率P＝1.4kW其中可见光部分约占45%，普朗克常量h＝6.6×10﹣34J•s。（结果保留2位有效数字）(1)假如认为可见光的波长约为λ＝0.55μm，日地间的距离R＝1.5×1011m，估算太阳每秒辐射出的可见光子数为多少；(2)若已知地球的半径R0＝6.4×106m，估算地球接收的太阳光的总功率。【练习题】5.普朗克在研究黑体辐射的基础上﹐提出了能量子理论。关于量子，下列说法正确的是（）A.是一种高科技材料B.是类似于质子、电子的微观粒子C.表示微观世界的不连续性观念D.是一个数量级的常量6.如图所示为两种温度下黑体辐射强度与波长关系，下面对温度T1、T2判断正确的是（）A.T1>T2 B.T1<T2 C.T1=T2 D.无法判断7.下列关于在两种不同温度下某一定质量的气体的分子速率分布图像（纵坐标f（v）表示各速率区间的分子数占总分子数的百分比，横坐标v表示分子的速率）和两种不同温度下黑体辐射的强度与波长的关系的图像符合实验规律的是（）A. B.C. D.8.1900年德国物理学家普朗克在研究黑体辐射时提出了一个大胆的假说，即能量子假说，关于能量子假说，下列说法不正确的是（）A.物质辐射（或吸收）能量时，能量不是连续的，而是一份一份进行的B.能量子假说中将每一份不可再分的最小能量值，称为“能量子”C.能量子假说中，能量子的能量，ν为带电微粒的振动频率，h为普朗克常量D.能量子假说认为能量是连续的，是不可分割的9.某装置是一个高功率固体激光系统，利用它可获得能量为2400J、波长的紫外激光。已知普朗克常量，求：（1）紫外激光能量子的值；（2）该紫外激光所含光子数。1．光电效应的基本概念（1）光电效应：金属在光（包括可见光和不可见光）的照射下，向外逸出电子的现象。（2）光电子：光电效应中发射出来的电子。2．理解光电效应规律的四个角度（1）任何一种金属都有一个截止频率，入射光的频率必须大于等于这个截止频率才能发生光电效应，低于这个截止频率则不能发生光电效应。（2）发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增大而增大。（3）大于截止频率的光照射金属时，光电流（反映单位时间内发射出的光电子数的多少）与入射光强度成正比。（4）光电效应的发生几乎是瞬时的，产生电流的时间不超过10－9s。3．Ek－ν图线如图所示，为光电子最大初动能Ek随入射光频率ν的变化图线，由Ek＝hν－W0知，横轴上的截距是阴极金属的截止频率νc，纵轴上的截距是阴极金属的逸出功的负值－W0，斜率是普朗克常量h.4．光电效应实验相关概念的理解（1）饱和电流金属板飞出光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和电流，在一定条件下，饱和电流与所加电压大小无关，只与入射光的强度有关．入射光越强，饱和电流越大。说明：入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多。（2）遏止电压截止频率逸出功①遏止电压：使光电流减小到零的反向电压，用符号Uc表示。计算方法：－eUc＝0－Ekm遏止电压与入射光的频率有关，入射光的频率不变，遏止电压不变，入射光的频率改变，遏止电压改变。说明：光电子的能量只与入射光的频率有关。②截止频率：能使某种金属发生光电效应的入射光的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)．不同的金属对应着不同的截止频率。③逸出功：电子从金属中挣脱出来，要克服金属表面层的一些力做功，电子脱离金属所需做功的最小值叫逸出功．不同金属的逸出功不同。5．I－U图线如图所示是光电流I随光电管两极板间电压U的变化曲线，图中Im为饱和光电流，Uc为遏止电压。说明：（1）由Ek＝eUc和Ek＝hν－W0知，同一色光，遏止电压相同，与入射光强度无关；不同色光，频率越大，遏止电压越大；（2）在入射光频率一定时，饱和光电流随入射光强度的增大而增大。【例题】10.如图所示，把一块锌板连接在验电器上，并使锌板带上负电，验电器指针会张开角度θ。接着，用高频短波紫外线灯（波长范围280nm~100nm）持续照射锌板，已知锌的极限频率为、真空中光速为，观察验电器指针的变化，则（）A.验电器指针张开的角度θ会一直变大B.验电器指针张开的角度θ先变大后变小C.验电器指针张开的角度θ先变小后变大D.验电器指针张开的角度θ不会发生变化11.在光电效应实验中，飞飞同学用同一光电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关系曲线（甲光、乙光、丙光），如图所示。则可判断出（）A.甲光的频率大于乙光的频率B.乙光的波长大于丙光的波长C.该光电管，丙光对应的截止频率大于乙光对应的截止频率D.甲光对应的光电子最大初动能大于丙光对应的光电子最大初动能12.用如图甲所示的装置研究光电效应现象。闭合开关S，用频率为的光照射光电管时发生了光电效应。图乙是该光电管发生光电效应时光电子的最大初动能与入射光频率的关系图象，图线与横轴的交点坐标为，与纵轴的交点坐标为，下列说法中正确的是（）A.普朗克常量为B.断开开关S后，电流表G的示数不为零C.仅增加照射光的强度，光电子的最大初动能将增大D.保持照射光强度不变，仅提高照射光频率，电流表G的示数保持不变13.利用如图甲所示的电路完成光电效应实验，金属的遏止电压与入射光频率的关系如图乙所示，图乙中、、均已知，电子电荷量用e表示。入射光频率为时，下列说法正确的是（）A.光电子的最大初动能B.由图像可求得普朗克常量C.滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数逐渐增加D.把电源正负极对调之后，滑动变阻器的滑片P向N端移动过程中电流表示数一定一直增加14.如图所示，光电管的阴极K用某种金属制成，闭合开关S，用发光功率为P的激光光源直接照射阴极K时，产生了光电流。移动变阻器的滑片，当光电流恰为零时，电压表的示数为U，已知该金属的逸出功为W0，普朗克常量为h，电子电荷量为e，真空中的光速为c，求：（1）激光在真空中的波长；（2）激光光源单位时间内产生的光子数N。【练习题】15.如图，电路中所有元件完好。当光照射光电管时，灵敏电流计指针没有偏转，其原因可能是（）A.电源的电压太高 B.光照的时间太长C.入射光的强度太强 D.入射光的频率太低16.如图为光电管的示意图。若用波长为的单色光照射该光电管时，两板间可产生的最大电压为1.7V。取，则下列判断正确的是（）A.该光电管K极的逸出功约为1.43eVB.逸出光电子的最大初动能约为1.25eVC.仅改变该单色光的强度，两板间的电压可能大于1.7VD.若改用波长更长的单色光照射，两板间的电压可能大于1.7V17.在某次光电效应实验中，得到的遏止电压与入射光的频率v的关系如图所示。若该直线的斜率和纵截距分别为k和b，电子电荷量的绝对值为e，则普朗克常量h和所用材料的逸出功分别可表示为（）A.； B.；C.； D.；18.如图甲所示，分别用1、2两种材料作K极进行光电效应探究，频率相同的a、b两束光分别照射1、2两种材料，产生光电子的最大初动能分别为Eka、Ekb，光电流I随电压U变化关系如图乙所示，则（）A.a光子的能量比b光子的大B.a、b两光的光照强度相同C.光电子的最大初动能Eka>EkbD.材料1的截止频率比材料2的大19.利用如图甲所示电路研究光电效应现象，光电子的最大初动能随入射光频率变化的关系如图乙所示。下列说法正确的是（）A.为测量电子的最大初动能，电源左侧应是正极B.若增大入射光的强度或增大电源电压，则光电子的最大初动能增大C.当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为D.当入射光的频率为时，逸出光电子的最大初动能为20.如图所示，真空玻璃管两端的圆形金属电极K、A之间的距离为d，电极A的半径为r，用频率为的光照射电极K，从电极K逸出的光电子可向各个方向运动，当电源接的是反向电压时（如图甲所示），电流表刚好没有示数。已知电子的质量为m，电荷量为e，普朗克常量为h。求：（1）金属K的极限频率；（2）当电源提供正向电压时（如图乙所示），K、A之间的电场可看做匀强电场，为使从电极K中心逸出的光电子都能到达电极A，正向电压为多大？（3）假设在（2）的正向电压下，近似认为每个电子都以最大速度垂直打在电极A上，电子打在电极A上的速度瞬间变为0，电流表的示数为i，则单位时间内电极A受到的冲量是多大？1．对阴极射线本质的认识——两种观点（1）电磁波说，代表人物——赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射。（2）粒子说，代表人物——汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流。2．阴极射线带电性质的判断方法（1）方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点位置的变化和电场的情况确定带电的性质。（2）方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质。3．实验结果根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电．【例题】21.关于阴极射线，下列说法正确的是（）A.阴极射线就是稀薄气体导电的辉光放电现象B.阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流C.阴极射线是某一频率的电磁波D.阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转22.如图所示是汤姆孙的气体放电管的示意图，下列说法中正确的是（）A.若在D1、D2之间不加电场和磁场，则阴极射线应打到最右端的P1点B.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向下偏转C.若在D1、D2之间加上竖直向下的电场，则阴极射线应向上偏转D.若在D1、D2之间加上垂直纸面向里的磁场，则阴极射线向上偏转23.如图甲所示是一个电子射线管的结构图。请回答下列问题：第一：请说出电子射线管的结构和原理；______第二：没有磁场时，电子束的径迹怎么样？______第三：把电子射线管放在蹄形磁铁的两极间（图乙）电子束的径迹怎么样？你的判断依据是什么？______【练习题】24.英国物理学家J.J.汤姆孙通过对阴极射线的实验研究，发现（）A.阴极射线在电场中偏向正极板一侧B.阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同C.不同材料所产生的阴极射线的比荷不同D.J.J.汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量25.如图所示为汤姆孙做阴极射线实验时用到的气体放电管，在K、A之间加高电压，便有阴极射线射出；C、D间不加电压时，光屏上O点出现亮点，当C、D之间加如图所示电压时，光屏上P点出现亮点。（1）要使K、A之间有阴极射线射出，则K应接高压电源____（填“正极”或“负极”）；要使光屏上P处的亮点再回到O点，可以在C、D间加垂直纸面______（填“向里”或“向外”）的匀强磁场；（2）汤姆孙换用不同材料的阴极做实验，发现不同阴极发出的射线的比荷是______的（填“相同”或“不同”）。1．α粒子散射实验装置2．实验现象（1）绝大多数的α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。（2）少数α粒子发生较大的偏转。（3）极少数α粒子偏转角度超过90°，有的几乎达到180°。3．实验现象的分析（1）核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变。（2）汤姆孙的原子模型不能解释α粒子的大角度散射。（3）少数α粒子发生了大角度偏转，甚至反弹回来，表明这些α粒子在原子中的某个地方受到了质量比它本身大得多的物质的作用。（4）绝大多数α粒子在穿过厚厚的金原子层时运动方向没有明显变化，说明原子中绝大部分是空的，原子的正电荷和几乎全部质量都集中在体积很小的核内。4.核式结构的特点（1）原子的核式结构模型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的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。（2）原子内的电荷关系：原子核的电荷数与核外的电子数相等，非常接近原子的原子序数。（3）原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数。（4）原子核的大小：原子的半径数量级为10－10m，原子核半径的数量级为10－15m，原子核的半径只相当于原子半径的十万分之一，体积只相当于原子体积的10－15。【例题】26.卢瑟福指导他的助手进行的α粒子散射实验所用仪器的示意图如图所示。放射源发射的α粒子打在金箔上，通过显微镜观察散射的α粒子。实验发现，绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数的角度甚至大于90°，于是，卢瑟福大胆猜想（）A.原子半径的数量级是10－10mB.原子核内存在质子和中子C.原子内部有体积很小、质量很大的核D.造成α粒子偏转的主要原因是它受到了原子中电子的作用27.卢瑟福提出的原子核式结构学说包含的内容有（）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.原子的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28.粒子散射实验被评为世界十大经典物理实验之一，此实验开创了原子结构研究的先河，关于粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.该实验数据支持了原子结构的“西瓜模型”B.粒子散射实验，证明了原子核是可以再分的C.该实验选用金的原因之一是金的延展性好，可以制成很薄的金箔D.该实验表明原子中心有一个体积极大的核，它占有原子体积的极大部分29.原子的核式结构模型（1）汤姆孙原子模型：汤姆孙于1898年提出了原子模型，他认为原子是一个______，______弥漫性地______在整个球体内，电子______其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“______模型”，如图（2）α粒子散射实验：①α粒子散射实验装置由______、______、显微镜等几部分组成，实验时从α粒子源到荧光屏这段路程应处于真空中。②实验现象a、______的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿______的方向前进；b、______α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至______，它们几乎被“______”；c、实验意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了______模型。（3）核式结构模型：原子中带______电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动。【练习题】30.如图是卢瑟福的粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是（）A.该实验证实了原子枣糕模型的正确性B.只有少数的粒子发生大角度偏转C.根据该实验估算出原子核的直径约为D.粒子与金原子中的电子碰撞可能会发生大角度偏转31.关于卢瑟福的原子核式结构学说的内容，下列叙述正确的是（）A.原子是一个质量分布均匀的球体B.原子的质量几乎全部集中在原子核内C.原子的正电荷和负电荷全部集中在一个很小的核内D.原子核直径的数量级是32.根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的粒子散射图景。图中实线表示粒子的运动轨迹。则关于粒子散射实验，下列说法正确的是（）A.图中大角度偏转的粒子的电势能先减小后增大B.图中的粒子反弹是因为粒子与金原子核发生了碰撞C.绝大多数粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小D.根据粒子散射实验不可以估算原子核大小33.如下图（a）所示为α粒子散射实验模拟装置图，图（b）为“原子核模型仪”的正视图，图（c）为“原子核模型仪”的俯视图。为了使小钢球能平滑地从滑槽滚到原子核模型仪上，滑槽下端弧形应接近水平状态。调节滑槽相对“原子核模型仪”的方位，释放钢球，可以观察到钢球出射方向的差异。（1）简述装置中用来模拟粒子和原子核半径的部分以及从该模拟实验中可以观察到的现象。（2）能否将“原子核模型仪”改成圆柱状？简述你的理由。1.光谱的比较比较光谱产生条件光谱形式及应用发射光谱线状谱稀薄气体发光形成的光谱由一些不连续的明线组成，不同元素的明线光谱不同（又叫特征光谱），可用于光谱分析连续谱炽热的固体、液体和高压气体发光形成的连续分布，一切波长的光都有吸收光谱炽热物体发出的白光通过温度较低的气体后，再色散形成的用分光镜观察时，见到连续光谱背景上出现一些暗线（与特征谱线相对应），可用于光谱分析2.氢原子光谱的特点：在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性．3.巴耳末公式（1）巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到公式：＝R(－)(n＝3,4,5…)，该公式称为巴耳末公式。式中R叫做里德伯常量，实验值为R＝1.10×107m－1。（2）巴耳末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征。4.其他谱线：除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式。【例题】34.光谱分析为深入原子世界打开了道路。关于光谱，下列说法正确的是（）A.原子发射连续光谱是因为电子绕原子核运动的变化是连续的B.玻尔的原子理论能成功的解释各种原子光谱的实验规律C.原子吸收光谱中的每一条暗线都跟这种原子的发射光谱中的一条亮线相对应D.进行光谱分析时，可以用连续谱，也可以用线状谱35.有关光谱的说法中正确的是（）A.太阳光谱是连续谱，氢原子光谱是线状谱B.摄下月球的光谱可以分析出月球上有哪些元素C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光36.如图为氢原子光谱在可见光区域内的四条谱线Hα、Hβ、Hγ和Hδ，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，根据此图可以判定（）A.Hα对应的原子前后能级之差最小B.在真空中Hα的传播速度最大C.Hδ光子的动量最大D.用Hγ照射某一金属能发生光电效应，则用Hβ照射同一金属一定不能产生光电效应【练习题】37.关于物质的吸收光谱和明线光谱之间的关系，下列说法正确的是（）A.吸收光谱和明线光谱的产生方法不同，它们的谱线互不相关B.吸收光谱和明线光谱的产生方法相同，它们的谱线重合C.明线光谱与吸收光谱都是连续谱D.明线光谱与吸收光谱都可以用于光谱分析，以鉴别物质和确定化学组成38.利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析，下列说法正确的是（）A.利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B.利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C.高温物体发出的光通过某物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D.同一种物质线状谱上的亮线与吸收光谱上的暗线，由于光谱的不同，它们没有关系39.如图所示是原子的发射光谱、原子的吸收光谱、太阳光谱图像，下则说法正确的是（）A.大多数原子的发射光谱是线状谱B.太阳光谱中的暗线表明，太阳中正好不存在这些金属C.可见光谱有分立特征，不可见光的光谱没有分立特征D.电子绕原子核运动的轨道是不连续的，所以我们看到了原子光谱的分立特征40.关于对巴耳末公式＝R∞（n＝3，4，5，…）的理解，正确的是（）A.此公式只适用于氢原子发光的一个线系B.公式中的n可以是任意数，故氢原子发光的波长是任意的C.公式中的n是大于等于3的正整数，所以氢原子光谱不是连续的D.该公式包含了氢原子的所有光谱线1．轨道量子化（1）轨道半径只能是不连续的、某些分立的数值。（2）氢原子中电子轨道的最小半径为r1＝0.053nm，其余轨道半径满足rn＝n2r1，式中n称为量子数，对应不同的轨道，只能取正整数。2．能量量子化（1）电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态称为定态。（2）由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的．这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，其他的状态叫做激发态。对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式（n＝1，2，3…），其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E1＝－13.6eV。n是正整数，称为量子数。量子数n越大，表示能级越高。（3）原子的能量包括：原子的原子核与核外电子所具有的电势能和电子运动的动能。3．跃迁原子从一种定态（设能量为Em）跃迁到另一种定态（设能量为En）时，它辐射（或吸收）一定频率的光子，光子的能量由这两种定态的能量差决定，高能级Em低能级En.可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上．玻尔将这种现象叫做电子的跃迁．处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态．所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为。【例题】41.下列关于能量子和光子的说法正确的是（）A.能量子就是光子B.能量子和光子都是具有一定质量和体积的物质微粒C.能量子和光子的能量和它的频率成正比D.原子从高能态向低能态跃迁时吸收的光子的能量，等于前后两个能级之差42.如图所示为一价氦离子（）的能级图，根据玻尔原子理论，下列说法正确的是（）A.能级越高，氦离子越稳定B.时，氦离子处于第一激发态C.从跃迁到比从跃迁到辐射出的光子动量小D.一个处于能级的氦离子跃迁到基态的过程中，可能辐射两种频率的光子43.有些金属原子受激后，从某激发态跃迁回基态时，会发出特定颜色的光。图甲所示为钠原子和锂原子分别从激发态跃迁回基态的能级差值，钠原子发出频率为的黄光，可见光谱如图乙所示。锂原子从激发态跃迁回基态发光颜色为（）A.红色 B.橙色 C.绿色 D.青色44.如图为氢原子能级图，大量处于基态的氢原子吸收频率为v的光子后，能产生6种不同颜色的光，下列判断正确的是（）A.普朗克第一次将量子观念引入原子领域B.被吸收的光子能量为12.75eVC.如果从n=3跃迁到n=2产生的光子恰能使某种金属产生光电效应，则另外还有3种光也可以使这种金属产生光电效应D.该氢原子能级图可以很好地解释氢原子的发射光谱只有一些分立的亮线【练习题】45.如图所示为氢原子能级图，已知可见光的光子能量范围为，紫外线的光子能量范围为。则大量处于激发态的氢原子辐射的电磁波（）A.共能辐射5种不同频率的光子 B.有3种光子是可见光光子C.有3种光子是紫外线光子 D.其中一种光子是光子46.氢原子的能级公式为：（n=1，2，3……），其中E1为基态能量。若处于n=2能级的氢原子吸收频率为ν的光子后恰好能发生电离，已知普朗克常量为h，则（）A. B. C. D.47.下列关于氢原子光谱和能级的说法正确的是（）A.氢原子光谱中的亮线是氢原子从高能级向低能级跃迁时释放出光子形成的B.氢原子光谱不是连续的，是一些分立的亮线，说明了氢原子的能级是量子化的C.原子能量越高原子越稳定D.原子从高能态向低能态跃迁会放出光子，光子能量等于两个能级之差48.如图所示为氢原子能级图，现有大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁，使它们发出的光照射到金属钠上，金属钠产生的所有光电子中初动能的最大值为10.46eV，在这些氢原子发出的光中，频率低于钠的截止频率的种数有（）A.0 B.2种 C.4种 D.6种49.氢原子的能级图如图所示，锌、钠、铯的逸出功分别为3.38eV、2.29eV、1.89eV，则下列说法正确的是（）A.一个处于能级的氢原子向低能级跃迁最多能辐射出3种不同频率的光子B.氢原子从能级向能级跃迁时辐射出的光子比从能级向能级跃迁时辐射出的光子的波长短C.一群氢原子从能级直接向能级跃迁时辐射出的光都能使锌、钠、铯产生光电效应D.氢原子从能级直接向能级跃迁时辐射出的光照射到钠上逸出光电子的最大初动能为0.26eV50.如图所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能量范围约为1.62eV~3.11eV，镁的逸出功为5.9eV，以下说法错误的是（）A.用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定能发生光电效应现象B.用能量为11.0eV的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态C.处于n=2能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离D.处于n=4能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离51.He＋、Li2＋等离子具有与氢原子类似的原子结构模型，又称为“类氢离子”。He＋从能级N跃迁到能级M，释放频率为的光子，从能级P跃迁到能级M，吸收频率为的光子，且，则它从能级N跃迁到能级P时（）A.吸收频率为的光子B.释放频率为的光子C.吸收频率为的光子D.释放频率为的光子【易错题小练习】52.氢原子的能级图如图甲所示，一群处于第4能级的氢原子，向低能级跃迁过程中能发出不同频率的光，其中只有频率为、两种光可让图乙所示的光电管阴极K发生光电效应。分别用频率为、的两个光源照射光电管阴极K，测得电流随电压变化的图像如图丙所示。下列说法中正确的是（）A.用能量为13eV的光子照射可以使处于基态的氢原子跃迁到第4能级B.这群氢原子向低能级跃迁时可以最多辐射4种不同频率的电磁波C.图丙中的图线b所表示的光是氢原子由第4能级向基态跃迁发出的D.若，则光电管的逸出功为11.43eV53.氢原子的能级图如图1所示，大量处于能级的氢原子向基态跃迁辐射出光子，用这些光子照射如图2电路中光电管的阴极金属K，得到光电流与电压的关系如图3所示，已知阴极金属的逸出功为W0，元电