2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.3原子的核式结构模型（含答案）

2025人教高中物理同步讲义练习选择性必修三4.3原子的核式结构模型（含答案）4.3原子的核式结构模型知识点一、电子的发现1．阴极射线：发出的一种射线．它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光．2．汤姆孙的探究根据阴极射线在电场和磁场中的情况断定，它的本质是带(填“正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．组成阴极射线的粒子被称为电子．3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e＝(保留两位有效数字)．4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是的整数倍．5．电子的质量me＝kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为eq\f(mp,me)＝_.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阴极射线的带电性质．②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质．(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．2．带电粒子比荷的测定(1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝eq\f(E,B).(2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝meq\f(v2,r)，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2r).知识点二、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”，如图知识点三、α粒子散射实验(1)α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；②α粒子发生了偏转；偏转的角度甚至，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．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．知识点四、原子核的电荷与尺度1．原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的数，非常接近它们的，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的来排列的．2．原子核的组成：原子核是由和组成的，原子核的电荷数就是核中的3．原子核的大小：用核描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为m，而整个原子半径的数量级是m，两者相差十万倍之多．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子穿过金箔散射过程的径迹（图中的黑点为金箔的原子核），其中正确的是（）A． B． C． D．卢瑟福α粒子散射实验的结果（）A．证明了质子的存在 B．证明了电子的存在 C．证明了原子核是由质子和中子组成的 D．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上（2023春•三台县校级期末）关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷 C．实验表明原子核是由质子和中子组成的 D．实验表明该实验证实了汤姆生原子模型的正确性（多选）如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图．显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．下列说法中正确的是（）A．如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点 B．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里 C．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里 D．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小（多选）（2023春•上犹县校级期末）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四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是（）A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 C．卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的现象肯定了汤姆孙的“枣糕模型” D．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型（多选）卢瑟福对α粒子散射实验的解说是（）A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中的电子对α粒子的作用力 B．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力 C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍眼原来的方向前进 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离就可以估算原子核的大小。现有一个α粒子以2.0×107m/s的速度去轰击金箔，金原子的电荷数为79。已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ep＝kq1q2r，r为带电粒子到点电荷的距离，α粒子质量为6.64×10﹣27kg，静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，求该α粒子与金原子核之间的最小距离。汤姆生对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”。关于电子的说法正确的是（）A．任何物质中均有电子 B．不同的物质中具有不同的电子 C．电子质量是质子质量的1836倍 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元关于电子的发现，下列叙述中不正确的是（）A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 B．电子的发现，说明原子具有一定的结构 C．电子是第一种被人类发现的基本粒子 D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（）A．原子内存在电子 B．原子核还可再分 C．原子具有核式结构 D．原子核由质子和中子组成（2022•陕西一模）关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进 B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论 D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验卢瑟福根据α粒子散射实验的结果的分析，提出了（）A．电子是原子的组成部分 B．原子核是由质子和中子组成的 C．原子的核式结构模型 D．原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动如图所示为α粒子散射实验装置的俯视图，带荧光屏的显微镜可沿图中圆形轨道转动对图中P、Q、M三处位置观察到的实验现象，下列描述正确的是（）A．在M、Q位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B．在P位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 C．在Q位置时，屏上观察不到闪光 D．在M位置时，屏上观察不到闪光（2023•南岗区校级三模）在α粒子散射实验中，下列图景正确的是（）A． B． C． D．（2023•如东县开学）如图所示，α粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则（）A．在a处观察到的是金原子核 B．在b处观察到的是电子 C．在c处能观察到α粒子 D．在d处不能观察到任何粒子如图，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，以下说法正确的是（）A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 B．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回 C．α粒子经过a、c两点时动能相等 D．从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大（多选）（2023春•南昌期末）α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（）A．荧光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C．荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内（1）汤姆孙的原子模型（如图①所示）汤姆孙于1898年提出一种模型，他认为，原子是一个体，弥漫性地均匀分布在整个球体内，镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙这个模型称为“模型”或“模型”。（2）α粒子散射实验①α粒子：从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。②实验装置如图②所示，整个装置处于真空中，其中：③实验结果：α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有α粒子（约占18000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至90°，也就是说，它们几乎被“④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，建立了原子的模型。（3）原子的核式结构模型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。（4）原子核的电荷与尺度①原子核的电荷数（或电子数）非常接近它们的。②原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的数。③原子核的半径的数量级为10﹣15m，而原子半径的数量级是10﹣10m，可见原子内部是十分“空旷”的。1897年，物理学家J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并测出了这种粒子的比荷，一种测定电子比荷的实验装置如图所示，真空玻璃管内，阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极CD间的区域。若两极板CD间无电压，电子将打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O。已知极板的长度l＝5.00cm，CD间的距离d＝1.50cm，极板区的中心点M到荧光屏中点O的距离为L＝12.50cm，U＝200V，B＝6.3×10﹣4T，P点到O点的距离y＝3.0cm。试求：（1）极板间磁场方向；（2）电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后的速度；（保留3位有效数字）（3）电子的比荷。（保留两位有效数字）4.3原子的核式结构模型知识点一、电子的发现1．阴极射线：阴极发出的一种射线．它能使对着阴极的玻璃管壁发出荧光．2．汤姆孙的探究根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电(填“正电”或“负电”)的粒子流，并求出了这种粒子的比荷．组成阴极射线的粒子被称为电子．3．密立根实验：电子电荷的精确测定是由密立根通过著名的“油滴实验”做出的．目前公认的电子电荷的值为e＝1.6×10－19_C(保留两位有效数字)．4．电荷的量子化：任何带电体的电荷只能是e的整数倍．5．电子的质量me＝9.1×10－31kg(保留两位有效数字)，质子质量与电子质量的比值为eq\f(mp,me)＝1_836.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阴极射线的带电性质．②方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据荧光屏上亮点位置的变化和左手定则确定阴极射线的带电性质．(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．2．带电粒子比荷的测定(1)让带电粒子通过相互垂直的匀强电场和匀强磁场，如图所示，使其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛＝F电(Bqv＝qE)，得到粒子的运动速度v＝eq\f(E,B).(2)撤去电场，如图所示，保留磁场，让粒子在匀强磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqv＝meq\f(v2,r)，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r.(3)由以上两式确定粒子的比荷表达式：eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2r).知识点二、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，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”，如图知识点三、α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置由α粒子源、金箔、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①绝大多数的α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进；②少数α粒子发生了大角度偏转；偏转的角度甚至大于90°，它们几乎被“撞了回来”．(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，建立了核式结构模型．3．核式结构模型：原子中带正电部分的体积很小，但几乎占有全部质量，电子在正电体的外面运动．知识点四、原子核的电荷与尺度1．原子核的电荷数：各种元素的原子核的电荷数，即原子内的电子数，非常接近它们的原子序数，这说明元素周期表中的各种元素是按原子中的电子数来排列的．2．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数．3．原子核的大小：用核半径描述核的大小．一般的原子核，实验确定的核半径的数量级为10－15m，而整个原子半径的数量级是10－10m，两者相差十万倍之多．在卢瑟福α粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个α粒子穿过金箔散射过程的径迹（图中的黑点为金箔的原子核），其中正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射，离原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，故C正确，ABD错误。故选：C。卢瑟福α粒子散射实验的结果（）A．证明了质子的存在 B．证明了电子的存在 C．证明了原子核是由质子和中子组成的 D．说明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核上【解答】解：A．此实验不能说明原子核内存在质子，故A错误；B、1897年，汤姆逊在实验中发现了电子，该实验不能证明电子的存在，故B错误；C、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核内，不能说明原子核有其本身组成。故C错误；D、卢瑟福的α粒子散射实验结果得出：原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上，故D正确。故选：D。（2023春•三台县校级期末）关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是（）A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷 C．实验表明原子核是由质子和中子组成的 D．实验表明该实验证实了汤姆生原子模型的正确性【解答】解：α粒子散射实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷，占有原子体积的极小部分，证实了原子的核式结构，但是该实验不能表明原子核是由质子和中子组成的。故ACD错误，B正确。故选：B。（多选）如图所示是阴极射线显像管及其偏转线圈的示意图．显像管中有一个阴极，工作时它能发射阴极射线，荧光屏被阴极射线轰击就能发光．安装在管颈的偏转线圈产生偏转磁场，可以使阴极射线发生偏转．下列说法中正确的是（）A．如果偏转线圈中没有电流，则阴极射线应该打在荧光屏正中的O点 B．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上A点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里 C．如果要使阴极射线在竖直方向偏离中心，打在荧光屏上B点，则偏转磁场的方向应该垂直纸面向里 D．如果要使阴极射线在荧光屏上的位置由B点向A点移动，则偏转磁场强度应该先由小到大，再由大到小【解答】解：A、如果偏转线圈中没有电流，不产生磁场，则电子束将沿直线打在荧光屏正中的O点。故A正确。B、要使电子束打在荧光屏上A点，电子束所受的洛伦兹力方向向上，根据左手定则可以得知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向外。故B错误。C、要使电子束打在荧光屏上B点，电子束所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则可以得知，偏转磁场的方向应该垂直纸面向里。故C正确。D、要使电子束在荧光屏上的位置由B向A点移动，电子在偏转磁场中运动的半径先增大后减小，则电子在磁场中圆周运动的半径公式r=mv故选：AC。（多选）（2023春•上犹县校级期末）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四个位置时观察到的现象，下述说法中正确的是（）A．放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B．放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 C．卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的现象肯定了汤姆孙的“枣糕模型” D．卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型【解答】解：AB、在α粒子散射实验中，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，极少数偏转的角度甚至超过90°，所以荧光屏和显微镜放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多，放在C、D位置时，屏上仍可以观察到闪光，只是次数较放在A和B位置时少，故屏上观察不到闪光是错误的，故A正确，B错误；CD、卢瑟福根据α粒子散射实验观察到的现象，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子的核式结构模型，故C错误，D正确。故选：AD。（多选）卢瑟福对α粒子散射实验的解说是（）A．使α粒子产生偏转的力主要是原子中的电子对α粒子的作用力 B．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力 C．原子核很小，α粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的α粒子仍眼原来的方向前进 D．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子【解答】解：A、使α粒子产生偏转的力主要是原子核对α粒子的库仑力的作用，故A错误，B正确；C、只有当α粒子与核十分接近时，才会受到很大库仑斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的机会就很少，所以只有极少数大角度的偏转，而绝大多数基本按直线方向前进，故C正确；D、离原子核近的α粒子受到的原子核对它的库仑力就大，能产生大角度偏转，故D正确。故选：BCD。在α粒子散射实验中，根据α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离就可以估算原子核的大小。现有一个α粒子以2.0×107m/s的速度去轰击金箔，金原子的电荷数为79。已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ep＝kq1q2r，r为带电粒子到点电荷的距离，α粒子质量为6.64×10﹣27kg，静电力常量k＝9.0×109N•m2/C2，求该α粒子与金原子核之间的最小距离。【解答】解：当α粒子靠近原子核运动时，α粒子的动能转化为电势能，达到最近距离时，动能全部转化为电势能，设α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，则：12m所以：d≈2.7×10﹣14m。汤姆生对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”。关于电子的说法正确的是（）A．任何物质中均有电子 B．不同的物质中具有不同的电子 C．电子质量是质子质量的1836倍 D．电子是一种粒子，是构成物质的基本单元【解答】解：A、汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的运动得出了阴极射线是带负电的粒子，即电子，不同物质中的电子相同，故A正确，B错误C、质子质量是电子质量的1836倍，故C错误D、汤姆孙通过对不同材料的阴极发出的射线的研究，并研究了光电效应等现象，说明电子是原子的组成部分，故D错误；故选：A。关于电子的发现，下列叙述中不正确的是（）A．电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 B．电子的发现，说明原子具有一定的结构 C．电子是第一种被人类发现的基本粒子 D．电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象【解答】解：AB.发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子具有一定的结构，但并没有证明原子核的存在，也不能说明原子是由电子和原子核组成的，故A错误，B正确；C.电子是人类发现的第一种基本粒子，C正确；D.物体带电的过程，就是电子得失和转移的过程，D正确。本题选不正确的，故选：A。卢瑟福的α粒子散射实验的结果表明（）A．原子内存在电子 B．原子核还可再分 C．原子具有核式结构 D．原子核由质子和中子组成【解答】解：a粒子散射实验结果表明：绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，但有少数a粒子发生了较大的偏转，并有极少数a粒子的偏转超过90°，有的甚至几乎达到180°而被反弹回来，该实验的结果说明原子具有核式结构。故C正确，ABD错误故选：C。（2022•陕西一模）关于卢瑟福的α粒子散射实验和原子的核式结构模型，下列说法中不正确的是（）A．绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进 B．只有少数α粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上 C．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论 D．卢瑟福的“核式结构模型”很好地解释了氧原子光谱的实验【解答】解：AB、α粒子散射实验的内容是：绝大多数α粒子几乎不发生偏转；少数α粒子发生了较大的角度偏转；极少数α粒子发生了大角度偏转（偏转角度超过90°，有的甚至几乎达到180°，被反弹回来），故A正确，B正确；C、卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，解释了α粒子散射实验的现象，故C正确；D、是玻尔提出来玻尔理论很好地解释了氧原子光谱的实验，故D错误。本题选择不正确的，故选：D。卢瑟福根据α粒子散射实验的结果的分析，提出了（）A．电子是原子的组成部分 B．原子核是由质子和中子组成的 C．原子的核式结构模型 D．原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动【解答】解：A、卢瑟福根据α粒子散射实验现象提出了原子具有核式结构，而电子则是汤姆生提出。故A错误。B、此实验不能说明原子核内存在中子和质子。故B错误。C、由于极少数α粒子发生了大角度偏转，原子有全部正电荷集中在原子中央很小的体积内，即原子核，这是原子的核结构模型的内容。故C正确。D、玻尔的原子模型中提出，原子中的电子只能在某些不连续的轨道上运动。故D错误。故选：C。如图所示为α粒子散射实验装置的俯视图，带荧光屏的显微镜可沿图中圆形轨道转动对图中P、Q、M三处位置观察到的实验现象，下列描述正确的是（）A．在M、Q位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B．在P位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 C．在Q位置时，屏上观察不到闪光 D．在M位置时，屏上观察不到闪光【解答】解：ACD、根据α粒子散射实验现象可知，相同时间内在P位置观察到屏上的闪光次数最多，Q点较少，M点时屏上仍能观察一些闪光，但次数极少。故A错误，C错误，D错误；B、放在P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B正确；故选：B。（2023•南岗区校级三模）在α粒子散射实验中，下列图景正确的是（）A． B． C． D．【解答】解：AB．α粒子穿过原子时，电子对α粒子运动的影响很小，影响α粒子运动的主要是带正电的原子核。而绝大多数的α粒子穿过原子时离核较远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎没有改变，只有极少数α粒子可能与核十分接近，受到较大的库仑斥力，才会发生大角度的偏转，故A错误，B正确；CD．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17300，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故选：B。（2023•如东县开学）如图所示，α粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则（）A．在a处观察到的是金原子核 B．在b处观察到的是电子 C．在c处能观察到α粒子 D．在d处不能观察到任何粒子【解答】解：α粒子散射实验是用α粒子轰击金属箔，观察到的现象是绝大多数的α粒子穿过金属箔后基本上仍沿原来的方向继续前进，有少数的α粒子运动轨迹发生了较大的偏转，极少数的发生α粒子甚至被反弹，沿原路返回。实验中用显微镜观察到的实际上是α粒子的。A、在a处观察到是未发生偏转的α粒子，故A错误；BC、在bc处观察到是发生大角度偏转的α粒子，故B错误，C正确；D、极少数偏转的角度甚至大于90°，在d处能观察到α粒子，故D错误。故选：C。如图，在α粒子散射实验中，图中实线表示α粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为某条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，以下说法正确的是（）A．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了能量量子化理论 B．大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向返回 C．α粒子经过a、c两点时动能相等 D．从a经过b运动到c的过程中α粒子的电势能先减小后增大【解答】解：A、α粒子的散射实验说明了原子具有核式结构。故A错误；B、根据α粒子散射现象可知，大多数α粒子击中金箔后几乎沿原方向前进。故B错误；C、a、c两点距金原子核的距离相等，则α粒子经过a、c两点时动能相等。故C正确；D、α粒子受到斥力作用，根据电场力做功特点可知：从远处运动到近处过程中电场力做负功，电势能增加，所以α粒子的电势能先增大后减小，故D错误。故选：C。（多选）（2023春•南昌期末）α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一，卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型，其实验装置如图所示。下列说法正确的是（）A．荧光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C．荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．该实验说明原子质量均匀地分布在原子内【解答】解：AC．根据α粒子散射实验现象，大多数粒子通过金箔后方向不变，少数粒子方向发生改变，极少数偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少，荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，故A错误，C正确；BD．该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上，而不是原子质量均匀地分布在原子内，故B正确，D错误；故选：BC。（1）汤姆孙的原子模型（如图①所示）汤姆孙于1898年提出一种模型，他认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙这个模型称为“枣糕模型”或“西瓜模型”。（2）α粒子散射实验①α粒子：从放射性物质中发射出来的快速运动的粒子，质量为氢原子质量的4倍、电子质量的7300倍。②实验装置如图②所示，整个装置处于真空中，其中：③实验结果：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（约占18000）发生了大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90°，也就是说，它们几乎被“撞了回来④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，建立了原子的核式结构模型。（3）原子的核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核，它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动。（4）原子核的电荷与尺度①原子核的电荷数（或电子数）非常接近它们的序数。②原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。③原子核的半径的数量级为10﹣15m，而原子半径的数量级是10﹣10m，可见原子内部是十分“空旷”的。【解答】解：（1）汤姆孙于1898年提出一种模型，他认为，原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌其中，有人形象地把汤姆孙这个模型称为“枣糕模型”或“西瓜模型”。（2）α粒子散射实验结果为绝大多数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（约占18000α粒子散射实验的意义：卢瑟福通过α粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了原子的核式结构模型。（3）原子的核式结构模型1911年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核，它集中了全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动。（4）原子核的电荷与尺度①原子核的电荷数（或电子数）非常接近它们的序数。②原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数就是核中的质子数。1897年，物理学家J.J.汤姆孙根据阴极射线在电场和磁场的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流并测出了这种粒子的比荷，一种测定电子比荷的实验装置如图所示，真空玻璃管内，阴极K发出的电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后，形成细细的一束电子流，沿图示方向进入两极CD间的区域。若两极板CD间无电压，电子将打在荧光屏上的O点；若在两极板间施加电压U，则离开极板区域的电子将打在荧光屏上的P点；若再在极板间施加一个方向垂直于纸面磁感应强度为B的匀强磁场，则电子在荧光屏上产生的光点又回到O。已知极板的长度l＝5.00cm，CD间的距离d＝1.50cm，极板区的中心点M到荧光屏中点O的距离为L＝12.50cm，U＝200V，B＝6.3×10﹣4T，P点到O点的距离y＝3.0cm。试求：（1）极板间磁场方向；（2）电子经阳极A与阴极K之间的高压加速后的速度；（保留3位有效数字）（3）电子的比荷。（保留两位有效数字）【解答】解：（1）电子在CD间电场和磁场同时存在时做匀速直线运动，受到的电场力和洛伦兹力二力平衡，电场力竖直向下，则洛伦兹力方向竖直向上，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向外。（2）当电子在CD间受到的电场力与洛伦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，光点重新回到荧光屏的中心O点。设电子的速度为，则有：evB＝eE得v=又E=联立解得：v≈2.12×107m/s（3）当极板CD间仅有偏转电场时，电子以速度v进入电场后做类平抛运动，在竖直方向上做初速度为零的匀加速直线运动加速度为：a=电子在水平方向上做匀速直线运动，在电场内的运动时间为：t1=电子离开电场时，竖直向下偏转的距离为：y1=联立解得y1=电子离开电场时竖直向下的分速度大小为：vy＝at1=电子离开电场后做匀速直线运动，设经t2时间到达荧光屏，则：t2=在t2时间内电子向向偏转的距离为：y2＝vyt2电子向下的总偏转距离为：y＝y1+y2联立解得em≈1.6×104.4氢原子光谱和玻尔的原子模型知识点一、光谱1．定义：用棱镜或光栅把物质发出的光按(频率)展开，获得波长(频率)和分布的记录．2．分类2．太阳光谱特点在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱产生原因阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线知识点二、氢原子光谱的实验规律如图所示为氢原子的光谱．1．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．2．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：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)，该公式称为巴耳末公式．式中R叫作里德伯常量，实验值为R∞＝1.10×107m－1.(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．3．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．知识点三、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线状谱．知识点四、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运动是的，不产生2．定态(1)当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量．电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列特定的值．这些量子化的能量值叫作(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为能量的状态称为基态，其他的状态叫作激发态．3．频率条件当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em，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．2．能量量子化(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，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.(3)激发态：除基态之外的其他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：En＝eq\f(1,n2)E1(E1＝－13.6eV，n＝1,2,3，…)3．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，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即高能级Emeq\o(,\s\up12(发射光子hν＝Em－En),\s\do4(吸收光子hν＝Em－En))低能级En.玻尔理论对氢光谱的解释1．氢原子能级图2．能级跃迁：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N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).3．光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量，发射光子的频率由下式决定．hν＝Em－En(Em、En是始末两个能级且m>n)，能级差越大，发射光子的频率就越高．4．光子的吸收：原子只能吸收一些特定频率的光子，原子吸收光子后会从较低能级向较高能级跃迁，吸收光子的能量仍满足hν＝Em－En(m>n)．能级跃迁的几种情况的对比1．自发跃迁与受激跃迁的比较(1)自发跃迁：①由高能级到低能级，由远轨道到近轨道．②释放能量，放出光子(发光)：hν＝E初－E末．③大量处于激发态为n能级的原子可能的光谱线条数：eq\f(nn－1,2).(2)受激跃迁：①由低能级到高能级，由近轨道到远轨道．②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.光照射,b.实物粒子碰撞))2．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1能级时能量不足，则可激发到n能级的问题．(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如，自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的差值，就可使原子发生能级跃迁．3．一个氢原子跃迁和一群氢原子跃迁的区别(1)一个氢原子跃迁的情况分析①确定氢原子所处的能级，画出能级图．②根据跃迁原理，画出氢原子向低能级跃迁的可能情况示意图．例如：一个氢原子最初处于n＝4激发态，它向低能级跃迁时，有4种可能情况，如图6，情形Ⅰ中只有一种频率的光子，其他情形为：情形Ⅱ中两种，情形Ⅲ中两种，情形Ⅳ中三种．注意：上述四种情形中只能出现一种，不可能两种或多种情形同时存在．(2)一群氢原子跃迁问题的计算①确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图．②运用归纳法，根据数学公式N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)确定跃迁时辐射出几种不同频率的光子．③根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出各种光子的频率．原子的能量及变化规律1．原子的能量：En＝Ekn＋Epn.2．电子绕氢原子核运动时：keq\f(e2,rn2)＝meq\f(vn2,rn)，故Ekn＝eq\f(1,2)mvn2＝eq\f(ke2,2rn)电子轨道半径越大，电子绕核运动的动能越小．3．当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之，电势能减小．4．电子的轨道半径增大时，说明原子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到了能量较高的轨道．即电子轨道半径越大，原子的能量En越大．对原子光谱，下列说法中不正确的是（）A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D．分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素关于线状谱，下列说法中正确的是（）A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同 C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同 D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同（2021春•大化县校级期中）关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线 B．原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的 C．可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据（2020春•林州市校级月考）巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式1λ=R（A．85 B．95 C．43关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是（）A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态不是连续的 C．原子中的核外电子绕核做变速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的（2023秋•红桥区期中）如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（）A．最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B．放出的光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到n＝3激发态时产生的 C．用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n＝4的激发态 D．用能量为2.56eV的光子照射处于n＝2能级的氢原子，可以使它跃迁到n＝4的激发态（2022秋•宣城期末）如图为氢原子的发射光谱，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s、真空中光速c＝3×108m/s，可见光的波长400nm﹣700nm之间，则下列说法正确的是（）A．该光谱由氢原子核能级跃迁产生 B．Hα谱线对应光子的能量最大 C．Hγ谱线对应的是可见光中的红光 D．Hβ谱线对应光照射逸出功为2.25eV的金属钾，该金属钾可以发生光电效应物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象．所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统．类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的．若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E（E＜0），称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r．已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h．则下列说法中正确的是（）A．“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为keB．“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大 C．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为-hcD．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为-（2023春•梅州期末）如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时，能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙所示电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（）A．a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光大 B．该氢原子共发出3种频率的光 C．滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0 D．阴极K材料的逸出功为5.75eV（2023•贵阳开学）如图为氢原子的能级图，大量氢原子处于n＝3能级的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）A．逸出光电子的最大初动能为12.09eV B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级时释放出的光子波长最长 C．有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射氢原子可使氢原子跃迁到n＝4激发态如图所示为研究光电效应的电路图。开关闭合后，当用波长为λ0的单色光照射光电管的阴极K时，电流表有示数。下列说法正确的是（）A．若只让滑片P向D端移动，则电流表的示数一定增大 B．若只增加该单色光的强度，则电流表示数一定增大 C．若改用波长小于λ0的单色光照射光电管的阴极K，则阴极K的逸出功变大 D．若改用波长大于λ0的单色光照射光电管的阴极K，则电流表的示数一定为零氢原子能级关系如图，下列是有关氢原子跃迁的说法，正确的是（）A．大量处于n＝3能级的氢原子，跃迁时能辐射出2种频率的光子 B．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光子照射逸出功为4.54eV的金属钨能发生光电效应C．用能量为10.3eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到n＝2能级 D．氢原子从n＝3能级向基态跃迁时，辐射出的光子能量为1.51eV氢原子能级如图，当氢原子从n＝3跃迁到n＝2的能级时，辐射光的波长为656nm．以下判断正确的是（）A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656nm B．用波长为325nm的光照时，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2能级 C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生2种谱线 D．用波长为633nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级（多选）关于巴耳末公式1λ=R（A．所有氢原子光谱的波长都可由巴耳末公式求出 B．公式中n可取任意值，故氢原子光谱是连续谱 C．公式中n只能取不小于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱 D．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析（多选）（2021春•黄埔区校级期末）用如图所示的装置研究光电效应现象。所用光子能量为2.75eV的光照射到光电管上时发生了光电效应，电流表G的示数不为零，移动变阻器的触点c，发现当电压表的示数大于或等于1.7V时，电流表示数为0，则下列说法正确的是（）A．换波长更长的光照射，可能电流表G没有示数 B．光电管阴极的逸出功为1.7eV C．当滑动触头向b端滑动时，电流增大 D．开关S断开后，没有电流流过电流表G（多选）（2021春•信阳期末）如图所示为研究光电效应现象的实验电路，A、K为光电管的两个电极，电压表V、电流计G均为理想电表。已知该光电管阴极K的极限频率为ν0，电子的电荷量为﹣e，普朗克常量为h，开始时滑片P、P′上下对齐，且处于滑动变阻器的合适位置.现用频率为ν的光照射阴极K（ν＞ν0），则下列说法正确的是（）A．该光电管阴极材料的逸出功为hν0 B．若加在光电管两端的正向电压为U，则到达阳极A的光电子的最大动能为hν﹣hν0+eU，且不随照射光的强度而变化 C．若将滑片P向右滑动，则电流计G的示数一定会不断增大 D．若将滑片P′向右滑动，则当滑片P、P′间的电压为hν-hν已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.528×10﹣10m，量子数为n的能级值为En=-（1）求电子在基态轨道上运动时的动能．（2）有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态．画一能级图，在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线．（3）计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长．（其中静电力恒量K＝9.0×109N•m2/C2，电子电量e＝1.6×10﹣19C，普朗克恒量h＝6.63×10﹣34J•s，真空中光速c＝3.0×108m/s）．4.4氢原子光谱和玻尔的原子模型知识点一、光谱1．定义：用棱镜或光栅把物质发出的光按波长(频率)展开，获得波长(频率)和强度分布的记录．2．分类2．太阳光谱特点在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱产生原因阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了明亮背景下的暗线知识点二、氢原子光谱的实验规律如图所示为氢原子的光谱．1．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．2．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：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)，该公式称为巴耳末公式．式中R叫作里德伯常量，实验值为R∞＝1.10×107m－1.(2)公式中只能取n≥3的整数，不能连续取值，波长是分立的值．3．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．知识点三、经典理论的困难1．核式结构模型的成就：正确地指出了原子核的存在，很好地解释了α粒子散射实验．2．经典理论的困难：经典物理学既无法解释原子的稳定性，又无法解释原子光谱的分立线状谱．知识点四、玻尔原子理论的基本假设1．轨道量子化(1)原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动．(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量子化的(填“连续变化”或“量子化”)．(3)电子在这些轨道上绕核的运动是稳定的，不产生电磁辐射．2．定态(1)当电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，具有不同的能量．电子只能在特定轨道上运动，原子的能量只能取一系列特定的值．这些量子化的能量值叫作能级．(2)原子中这些具有确定能量的稳定状态，称为定态．能量最低的状态称为基态，其他的状态叫作激发态．3．频率条件当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为En)跃迁到能量较低的定态轨道(能量记为Em，m＜n)时，会放出能量为hν的光子，该光子的能量hν＝En－Em，该式称为频率条件，又称辐射条件．2．能量量子化(1)不同轨道对应不同的状态，在这些状态中，尽管电子做变速运动，却不辐射能量，因此这些状态是稳定的，原子在不同状态有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．(2)基态：原子最低的能量状态称为基态，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.(3)激发态：除基态之外的其他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：En＝eq\f(1,n2)E1(E1＝－13.6eV，n＝1,2,3，…)3．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，光子的能量由这两种定态的能量差决定，即高能级Emeq\o(,\s\up12(发射光子hν＝Em－En),\s\do4(吸收光子hν＝Em－En))低能级En.玻尔理论对氢光谱的解释1．氢原子能级图2．能级跃迁：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N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).3．光子的发射：原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量，发射光子的频率由下式决定．hν＝Em－En(Em、En是始末两个能级且m>n)，能级差越大，发射光子的频率就越高．4．光子的吸收：原子只能吸收一些特定频率的光子，原子吸收光子后会从较低能级向较高能级跃迁，吸收光子的能量仍满足hν＝Em－En(m>n)．能级跃迁的几种情况的对比1．自发跃迁与受激跃迁的比较(1)自发跃迁：①由高能级到低能级，由远轨道到近轨道．②释放能量，放出光子(发光)：hν＝E初－E末．③大量处于激发态为n能级的原子可能的光谱线条数：eq\f(nn－1,2).(2)受激跃迁：①由低能级到高能级，由近轨道到远轨道．②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.光照射,b.实物粒子碰撞))2．使原子能级跃迁的两种粒子——光子与实物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级的能量差，否则不被吸收，不存在激发到n能级时能量有余，而激发到n＋1能级时能量不足，则可激发到n能级的问题．(2)原子还可吸收外来实物粒子(例如，自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的差值，就可使原子发生能级跃迁．3．一个氢原子跃迁和一群氢原子跃迁的区别(1)一个氢原子跃迁的情况分析①确定氢原子所处的能级，画出能级图．②根据跃迁原理，画出氢原子向低能级跃迁的可能情况示意图．例如：一个氢原子最初处于n＝4激发态，它向低能级跃迁时，有4种可能情况，如图6，情形Ⅰ中只有一种频率的光子，其他情形为：情形Ⅱ中两种，情形Ⅲ中两种，情形Ⅳ中三种．注意：上述四种情形中只能出现一种，不可能两种或多种情形同时存在．(2)一群氢原子跃迁问题的计算①确定氢原子所处激发态的能级，画出跃迁示意图．②运用归纳法，根据数学公式N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)确定跃迁时辐射出几种不同频率的光子．③根据跃迁能量公式hν＝Em－En(m>n)分别计算出各种光子的频率．原子的能量及变化规律1．原子的能量：En＝Ekn＋Epn.2．电子绕氢原子核运动时：keq\f(e2,rn2)＝meq\f(vn2,rn)，故Ekn＝eq\f(1,2)mvn2＝eq\f(ke2,2rn)电子轨道半径越大，电子绕核运动的动能越小．3．当电子的轨道半径增大时，库仑引力做负功，原子的电势能增大，反之，电势能减小．4．电子的轨道半径增大时，说明原子吸收了能量，从能量较低的轨道跃迁到了能量较高的轨道．即电子轨道半径越大，原子的能量En越大．对原子光谱，下列说法中不正确的是（）A．原子光谱是不连续的 B．由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C．各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D．分析物质的明线光谱和暗线谱，都可以鉴别物质中含哪些元素【解答】解：A、原子光谱是由不连续的亮线组成的，是线状谱，不是连续谱。故A错误。B、C原子都是由原子核和电子组成的，但不同原子的原子结构不同，各种原子的原子光谱都有各自的特征谱线，所以不同原子的原子光谱是不相同的。故B错误，C正确。D、明线光谱和暗线谱的特征谱线与原子的结构有关，可以利用明线光谱和暗线谱鉴别物质。故D正确。故选：B。关于线状谱，下列说法中正确的是（）A．每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B．每种原子处在不同的物质中的线状谱不同 C．每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同 D．两种不同的原子发光的线状谱可能相同【解答】解：线状谱即物质高温时发射的光谱亮线；每一种物质高温时发射的光谱亮线跟它在低温时吸收光谱的暗线位置一一对应，所以元素的明线光谱和吸收光谱是元素特有的，称为特征光谱，每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同。故AB错误，C正确；D、每一种物质高温时发射的光谱亮线都是其特有的，两种不同的原子发光的线状谱不可能相同。故D错误。故选：C。（2021春•大化县校级期中）关于原子的特征谱线，下列说法不正确的是（）A．不同原子的发光频率是不一样的，每种原子都有自己的特征谱线 B．原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的 C．可以用特征谱线进行光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分 D．原子的特征谱线是原子具有核式结构的有力证据【解答】解：A、每种原子都有自己的特征谱线，故可以根据原子光谱来鉴别物质。故A正确。B、原子的特征谱线可能是由于原子从高能态向低能态跃迁时放出光子而形成的；故B正确；C、利用光谱分析可以鉴别物质和确定物质的组成成分，不可以深入了解原子的内部结构。故C正确，D错误本题选错误的；故选：D。（2020春•林州市校级月考）巴耳末系谱线波长满足巴耳末公式1λ=R（A．85 B．95 C．43【解答】解：在巴尔末系中，根据1λ当n＝3时，光子能量最小，波长λ最大，则有1λ当n＝6时，光子能量最大，波长λ最小，则有1λ所以λmax故选：A。关于玻尔的原子模型理论，下列说法正确的是（）A．原子可以处于连续的能量状态中 B．原子的能量状态不是连续的 C．原子中的核外电子绕核做变速运动一定向外辐射能量 D．原子中的电子绕核运动的轨道半径是连续的【解答】解：玻尔依据经典物理在原子结构问题上遇到了困难，引入量子化观念建立了新的原子模型理论，主要内容为：电子轨道是量子化的，原子的能量是量子化的，处在定态的原子不向外辐射能量。故B正确，ACD错误。故选：B。（2023秋•红桥区期中）如图所示是氢原子的能级图，大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，可以辐射出多种不同频率的光子，其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n＝2能级跃迁时释放的光子。下列说法正确的是（）A．最多可放出6种频率不同的光子，全部属于巴耳末系 B．放出的光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到n＝3激发态时产生的 C．用动能为12.7eV的电子撞击氢原子，可使处于基态的氢原子跃迁至n＝4的激发态 D．用能量为2.56eV的光子照射处于n＝2能级的氢原子，可以使它跃迁到n＝4的激发态【解答】解：A、大量处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可放出6种频率不同的光子，属于巴尔末系的只有两种，故A错误；B、光子波长最长时，其频率最小，即光子能量最小，所以放出的光子中波长最长的是n＝4激发态跃迁到n＝3激发态时产生的，故B正确；C、处于基态的氢原子，跃迁到n＝4能级需要吸收光子的能量为：ΔE＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（13.6eV）＝12.75eV，用能量大于12.75eV的电子照射处于基态的氢原子，才能使它跃迁到n＝4的激发态，故C错误；D、处于n＝2能级的氢原子，跃迁到n＝4能级需要吸收光子的能量为：ΔE＝E4﹣E2＝﹣0.85eV﹣（3.4eV）＝2.555eV，用能量为2.56eV的光子照射处于n＝2能级的氢原子，不能使它跃迁到n＝4的激发态，故D错误。故选：B。（2022秋•宣城期末）如图为氢原子的发射光谱，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四条光谱线，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J⋅s、真空中光速c＝3×108m/s，可见光的波长400nm﹣700nm之间，则下列说法正确的是（）A．该光谱由氢原子核能级跃迁产生 B．Hα谱线对应光子的能量最大 C．Hγ谱线对应的是可见光中的红光 D．Hβ谱线对应光照射逸出功为2.25eV的金属钾，该金属钾可以发生光电效应【解答】解：A．氢原子的发射光谱是由氢原子核外电子的跃迁产生，故A错误；B．Hα谱线波长最长，频率最小，根据E＝hν，可知光子能量最小，故B错误；C．可见光的波长介于400nm﹣700nm之间，而且红光、橙光波长较长，应该靠近700nm，蓝光、紫光波长较短，应该靠近400nm，故Hγ谱线对应的不是可见光中的红光，故C错误；D．根据E=hν=hcλ=故选：D。物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象．所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统．类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态（能级）也是不连续的．若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E（E＜0），称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r．已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h．则下列说法中正确的是（）A．“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为keB．“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大 C．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为-hcD．处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为-【解答】解：A、电子运动的轨道半径为r，正、负电子的距离为2r，“电子偶素”系统处于基态时，ke2(2r)2一个电子运动的动能Ek=12mv2B、“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的轨道半径增大，动能减小，故B错误；C、根据光子说E＝hν，处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率应小于-Eh，即最大频率为最小波长为-hc故选：A。（2023春•梅州期末）如图甲所示，大量处于第4能级的氢原子向低能级跃迁时，能发出多种频率的光，分别用这些频率的光照射图乙所示电路中的阴极K，只能得到3条光电流随电压变化的关系曲线，如图丙所示。下列说法正确的是（）A．a光照射光电管产生的光电子动能一定比c光大 B．该氢原子共发出3种频率的光 C．滑动变阻器滑片滑到最左端时，电流表示数一定为0 D．阴极K材料的逸出功为5.75eV【解答】解：A．由图丙可知，a光的遏止电压最大，即a光的频率最大，则a光照射光电管产生的光电子最大初动能比c光大，但动能不一定比c光大，故A错误；B．根据数学知识可知，发出光的频率个数公式n=CC．当加速电压为零时，因为光电子有动能，所以光电子仍能进入电路，电流表示数不一定为0，故C错误；D．a光是由能级4跃迁到能级1产生的光，根据题意可得：hνa＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6）eV＝12.75eV根据光电效应方程Ek＝hνa﹣W0＝eU阴极K材料的逸出功为W0＝5.75eV故D正确。故选：D。（2023•贵阳开学）如图为氢原子的能级图，大量氢原子处于n＝3能级的激发态，在向低能级跃迁时放出光子，用这些光子照射逸出功为2.29eV的金属钠。下列说法正确的是（）A．逸出光电子的最大初动能为12.09eV B．从n＝3能级跃迁到n＝1能级时释放出的光子波长最长 C．有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应 D．用0.85eV的光子照射氢原子可使氢原子跃迁到n＝4激发态【解答】解：AB、氢原子从n＝3能级跃迁到n＝1能级时释放的光子能量最大，频率也最大，能量为E3﹣E1＝（﹣1.5leV）﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV照射逸出功为2.29eV的金属钠，光电子的最大初动能为Ek＝E3﹣E1﹣W0＝12.09eV﹣2.29eV＝9.8eV频率大的光子波长小，故AB错误；C、大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时可释放3种不同频率的光子，氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级时释放的光子能量为E3﹣E2＝（﹣1.5leV）﹣（﹣3.4eV）＝1.89eV＜W0该光子不能使金属钠发生光电效应，氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，释放的光子能量为E2﹣E1＝（﹣3.4eV）﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV＞W0可知有2种频率的光子能使金属钠产生光电效应，故C正确；D、如氢原子吸收0.85eV的光子，则吸收后能量为﹣1.5leV+0.85eV＝﹣0.66eV没有对应的能级，可知氢原子不能吸收0.85eV的光子从n＝3能级跃迁到n＝4能级，故