原子模型（解析版）-高二物理（人教版选择性必修第三册）

原子模型

模型讲解

电子的发现与原子的“枣糕模型”

1.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，这种射线命名为阴极射线。

2.汤姆孙的探究方法及结论

(1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的

比荷。

(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍。

(3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组

成阴极射线的粒子被称为电子。

3.汤姆孙的进一步研究

汤姆孙又进一步研究了许多新现象，证明了电子是原子的组成部分。

4.电子的电荷量及电荷量子化

(1)电子电荷量：1910年前后由密立根通过著名的油滴实验得出，电子电荷的现代值为e=1.602X10T9

Co

(2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍。

(3)电子的质量：》;e=9.10938356x10-31kg,质子质量与电子质量的比丝=1836。

me

说明：阴极射线实质是带负电的电子流。

5.“枣糕模型”

汤姆孙的原子模型在J.J.汤姆孙发现电子之后，对于原子中正负电荷如何分布的问题，科学家们提出了

许多模型。J.J.汤姆孙本人于1898年提出了一种模型。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。有人形象地把他的这个模型称为“西瓜模型”或“枣糕模型”。这个模型能够解

释一些实验现象。但德国物理学家勒纳德1903年做了一个实验，使电子束射到金属膜上，发现较高速度的

电子很容易穿透原子。这说明原子不是一个实心球体，这个模型可能不正确。之后不久，a粒子散射实验则

完全否定了这个模型。

二、原子的核式结构模型

1.a粒子散射实验

(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,

电子镶嵌在球中。

(2)a粒子散射实验

①实验装置：a粒子源、金箔、放大镜和荧光屏。

②实验现象：

a.绝大多数的a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进。

b.少数a粒子发生了大角度的偏转。

c.极少数a粒子的偏转角大于90°,甚至有极个别a粒子被反弹回来。

份实验意义：卢瑟福通过a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。

2.卢瑟福的核式结构模型

核式结构模型

在原子的中心有一个很小的核，叫作原子核，原子的几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子

在核外空间里绕着核高速旋转。

三.玻尔氢原子模型

1.轨道量子化

轨道半径只能够是一些不连续的、某些分立的数值。

氢原子各条可能轨道上的半径2rl("=1,2,3...),其中〃是正整数，口是离核最近的可能轨道的

半径，「1=0.53x10-1。m。其余可能的轨道半径还有0.212nm、0.477nm...,不可能出现介于这些轨道半径

之间的其他值。这样的轨道形式称为轨道量子化。

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，这样的状态也称

之为定态。

(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，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式与=与1(〃

H2

=1,2,3...)

其中&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,5=-13.6eVo

〃是正整数，称为量子数。量子数"越大，表示能级越高。

(3)原子的能量包括：原子的原子核与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(设能量为民)跃迁到另一种定态(设能量为e)时，它辐射(或吸收)一定频率的光子，光

发射光子〃〃=E-E

子的能量由这两种定态的能量差决定，高能级及，、一二二二低能级这。

吸收光子和=E

m-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。玻尔将这种现象叫作电子的跃迁。

四.能级图的理解

1.对能级图的理解

(1)能级图中〃称为量子数，e代表氢原子的基态能量，即量子数"=1时对应的nEJeV

8------------------0

能量，其值为一13.6eV。玛代表电子在第"个轨道上运动时的能量。jZg-Q

3--------------------1.51

(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越2-3.4

宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光

子能量的大小，〃=1是原子的基态，"-oo是原子电离时对应的状态。1---------------------13.6

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〃的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为

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。

hv^Em-E„(Em,£“是始末两个能级且%”)

能级差越大，放出光子的频率就越高。

4.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，其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〃能级时能量有余，而激发到"+1时能量不足，则可激发到"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两能级的能量差值(£=£〃一&)，就可使原子发生能级跃迁。

案例剖析'

【模型演练1】在卢瑟福a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n粒子经历金箔散射过程的径迹，其中符合实验事实的是()

【答案】C

【解析】a粒子与原子核相互排斥，运动轨迹与原子核越近，库仑斥力越大，运动方向变化越明显,

故C正确。

【规律方法】

（1）分析a粒子散射实验中的现象时，应注意是“绝大多数”“少数”还是“极少数”粒子的行为。“大角度偏

转”只是少数粒子的行为。

（2）a粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对实验现象的分析是建立卢瑟福核式结构模

型的关键。通过对a粒子散射实验这一宏观探测，间接地构建出原子结构的微观图景。

【模型演练2］（多选）关于原子的核式结构学说，下列说法正确的是（）

A.原子中绝大部分是“空”的，原子核很小

B.电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力

C.原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里

D.原子核的直径约是IO-。m

【思路点拨】：（1）原子中心有很小的原子核集中了全部正电荷和几乎全部质量。

（2）电子在核外绕核运动。

【答案】AB

【解析】由于原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝

大部分区域是“空”的，选项A正确，C错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑力提供向

心力，选项B正确；原子核半径的数量级是IO--m,原子半径的数量级是lOTOm,选项D错误。

【模型演练3】氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子能量范围为1.62〜3.11eV。下列说法正确

的是（）

nEJeV

2------------------------3.4

1-------------------------13.6

A.处于〃=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离

B.大量氢原子从高能级向"=3能级跃迁时，发出的光中一定包含可见光

C.大量处于〃=2能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光子能量较大，有明显的热效应

D.大量处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，只可能发出3种不同频率的光

【思路点拨】：（1）紫外线光子能量若大于L51eV则能电离，否则不能。

（2）辐射光子能量在1.62〜3.11eV内则为可见光，红外线有明显的热效应。

【答案】A

【解析】紫外线光子的能量一定大于可见光光子的能量，即一定大于3.11eV,而从第3能级电离只需

要1.51eV能量，选项A正确；从高能级向第3能级跃迁时辐射出光子的能量一定小于1.51eV,因此不含

可见光，选项B错误；氢原子从第2能级向基态跃迁，辐射光子的能量为10.2eV,是紫外线，只有红外线

才有明显的热效应，选项C错误；大量氢原子从第4能级向低能级跃迁，能产生6种可能的光子，选项D

错误。

【规律方法】能级跃迁规律

大量处于"激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可辐射一种频率的光子。一个处于〃激发态的氢原子

向基态跃迁时，最多可辐射（〃一1）种频率的光子。

综合应用

IB

1.（2024•云南・一模）“量子化”是二十世纪以来最重要的物理思想之一，下列选项中与“量子化”思想无关的

是（）

A.普朗克为解释黑体辐射实验规律提出的能量子假说

B.卢瑟福通过a粒子散射实验提出的原子核式结构模型

C.波尔提出原子结构假说成功解释了氢光谱

D.爱因斯坦提出光子说并用于光电效应的解释

【答案】B

【详解】A.普朗克为解释黑体辐射实验规律提出的能量子假说，故A不符合题意要求；

B.卢瑟福通过a粒子散射实验提出的原子核式结构模型，与“量子化”思想无关，故B符合题意要求；

C.波尔提出原子结构假说，认为电子轨道量子化，原子能量量子化，成功解释了氢光谱，故C不符合题意

要求；

D.爱因斯坦提出光子说，认为光的能量是一份一份的，并用于光电效应的解释，故D不符合题意要求。

故选B。

2.（23-24高三上•安徽•期末）核能的利用离不开人类对微观世界的不断探索。下图表示了科学家对原子认

识的演变史，下列说法正确的是（）

道尔顿实心枣糕模型行星模型玻尔模型电子云模型

小球模型

A.普朗克基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型

B.卢瑟福建构的行星模型不仅揭示了原子内存在原子核而且揭示了原子核的组成结构

C.玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广

D.基于量子理论建构的电子云模型完全否定了玻尔模型的正确性及其科学研究价值

【答案】C

【详解】A.汤姆孙基于道尔顿的实心小球模型和电子的发现事实建构了枣糕模型，也叫西瓜模型，故A

错误；

B.卢瑟福建构的行星模型揭示了原子内存在原子核，但是并没有揭示原子核内部的组成结构，故B错误；

C.玻尔基于行星模型和氢原子光谱的实验规律建构了氢原子模型并做了有限推广，该模型对于氢原子以外

的原子不成立，故C正确；

D.基于量子理论建构的电子云模型并没有完全否定玻尔模型的正确性及其科学研究价值，故D错误。

故选C。

3.（2024高二下•四川绵阳•期末）关于物理学的重要史实和结论，下列说法正确的是（）

A.通过分光镜观察到的氢原子光谱是连续谱

B.汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内

C.卢瑟福依据a粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论

D.根据波尔原子结构理论，氢原子的电子绕氢原子核运动的半径可以取任意值

【答案】C

【详解】A.氢原子光谱是不连续的，是线状谱，因此通过分光镜观察到的氢原子光谱是不连续谱，故A

错误；

BC.汤姆孙发现电子后提出了“枣糕式”原子模型，而卢瑟福依据。粒子散射实验的现象提出了原子的“核式

结构”理论，故B错误，C正确；

D.根据波尔原子结构理论，电子绕核运动的轨道半径是量子化的，是一些不连续的特定值，且电子绕核旋

转是定态，故D错误。

故选C。

4.（2024高三上•天津武清•期中）通过对下列哪个实验现象的研究提出了原子的核式结构模型（）

A.光电效应现象B.&粒子散射实验

C.黑体辐射实验D.天然放射现象

【答案】B

【详解】卢瑟福通过对。粒子散射实验现象的研究提出了原子的核式结构模型，故选B。

5.（2024高二下•北京海淀•期中）下列说法不正确的是（）

A.a粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上

B.卢瑟福做a粒子散射实验时发现绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数a

粒子发生大角度偏转

C.汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型

D.卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了a粒子发生大角度偏转的原因

【答案】c

【详解】A.a粒子散射实验说明了原子内部很空旷，原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上,

故A正确；

BD.卢瑟福做a粒子散射实验时发现绝大多数a粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，只有少数a粒

子发生大角度偏转，卢瑟福通过。粒子散射实验建立了原子“核式结构”模型，并成功解释了。粒子发生大角

度偏转的原因，故B、D正确；

C.汤姆孙首先发现了电子，提出了“枣糕”式原子模型，密立根测定了电子电荷量，故C错误。

本题选择不正确的，故选C。

6.（2024•北京丰台•一模）如图所示为氢原子能级示意图，一群处于片4能级的氢原子向低能级跃迁时，下

列说法正确的是（）

nE/eV

00-----------------------------0

5-0.54

4------------------------------0.85

3------------------------------1.51

2------------------------------3.4

1------------------------------13.6

A.跃迁过程中最多可辐射出4种频率的光子

B.从片4能级跃迁到片2能级的氢原子能量增大

C.从«=4能级跃迁到77=1能级辐射出的光子波长最长

D.有三种频率的光子可使逸出功为4.54eV的金属发生光电效应

【答案】D

【详解】A.一群处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出仁=6种频率的光子，A错误；

B.从〃=4能级跃迁到〃=2能级时向外辐射光子，氢原子能量减小，B错误；

C.从片4能级跃迁到片1能级辐射出的光子能量最大，根据

可知，能量越大的光子，波长越短，C错误;

D.根据跃迁规律，有

hv^Em-En

一群处于〃=4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能有

hv=-0.85eV-(-1.5leV)=0.66eV

hv=-0.85eV-(-3.4eV)=2.55eV

hv=-0.85eV-(-13.6eV)=12.75eV

Av=-1.51eV-(-3.4eV)=1.89eV

/zv=-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV

Av=-3.4eV-(-13.6eV)=10.2eV

要想发生光电效应，应满足

hv>WQ

所以有三种频率的光子可使逸出功为4.54eV的金属发生光电效应，D正确。

故选D。

7.(2024•河北•模拟预测)如图为氢原子的能级图。大量处于"=4激发态的氢原子，在向低能级跃迁时放

出光子。已知红光光子能量范围为1.6〜2.0eV；蓝光光子的能量范围为2.53〜2.76eV,紫光光子的能量范围

为2.76〜3.10eV。处于〃=4激发态的氢原子，在向低能级跃迁时发出的光子中包含()

2----------------------3.40

1---------------------T3.6

A.一种频率的红光光子B.两种频率的蓝光光子

C.一种频率的紫光光子D.两种频率的紫光光子

【答案】A

【详解】大量处于“=4激发态的氢原子，在向低能级跃迁时发出的光子的能量为

&=纭-&=12.75eV

£,24=E4-E2=2.55eV

&=&-£3=0.66eV

£13=£3-£1=12.09eV

E23=E3-E2=1.89eN

ELE?-E[=lO.2e7

故处于"=4激发态的氢原子，在向低能级跃迁时发出的光子中包含一种频率的红光光子，一种频率的蓝光

光子，没有紫光光子。

故选Ao

8.（23-24高三下•黑龙江•阶段练习）红外测温仪只能捕获红外线，红外线光子的能量为0.55〜1.62eV。如

图为氢原子的能级图，大量处在〃=5能级的氢原子向外辐射的光子中，能被红外线测温仪捕获的不同频率

的光子共有（）

nE/eV

8--------------------0

5-----------------------0.54

4-----------------------0.85

3-----------------------1.51

2-----------------------3.40

1----------------------13.60

A.2种B.3种C.4种D.5种

【答案】A

【详解】由氢原子能级示意图可知，氢原子从激发态向低能级跃迁时，根据石=纥-与可知，所辐射光子

能量为0.31eV、0.97eV、2.86eV、13.06eV>0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV,10.2eV,红外

线光子的能量为0.55~1.62eV,则能被红外线测温仪捕获的不同频率的光子共有2种。

故选Ao

9.（23-24高三下•河北沧州•阶段练习）如图所示为氢原子的能级示意图，现有大量处于〃=2能级的氢原子,

用某种频率的单色光照射后，这些氢原子能辐射出10种频率的光，用这些辐射的光子照射逸出功为3.2eV

的金属钙。下列说法正确的是（）

0V

〃EO/

8

54

4-O.5

3.51

-O..8

-1.

2.5

40

1----------------------13.6

A.氢原子被单色光照射后跃迁到〃=4能级

B.单色光光子的能量为2.55eV

C.照射钙金属时有4种光能使金属钙发生光电效应

D.从金属钙中逃逸出来的光电子的最大初动能为7.0eV

【答案】C

【详解】A.被照射后的氢原子能辐射10种不同频率的光子，有

解得

〃=5

所以氢原子跃迁到〃=5能级，故A错误；

B.单色光光子的能量

E=E5-E2=2.86eV

故B错误：

C.当氢原子从其他能级跃迁到”=1能级时辐射的光子照射金属钙都能发生光电效应，共有4种光，故C

正确；

D.当氢原子从〃=5能级跃迁到77=1能级时辐射的光子能量最大，有

^=^5-^=13.06eV

此光照射金属钙逃逸出来的光电子的最大初动能最大，有

&na*=%、*=9.86eV

故D错误。

故选C。

10.（23-24高三下•陕西商洛•阶段练习）科学家已经成功检测定位了纳米晶体结构中的氢原子。按玻尔氢原

子理论，氢原子的能级图如图所示，下列判断正确的是（）

nE/eV

^0

00„_______,0(.\5C4A

45^_---_--_---_--0.85

3-1.51

，A

23A

1-----------13.6

A.用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可观测到多种不同频率的光子

B.一个处于"=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可能发出6条光谱线

C.氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态需要吸收光子

D.氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，电势能减小，动能增大

【答案】A

【详解】A.由图可知，用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，氢原子可以跃迁到〃=5

的激发态，再向低能级跃迁时可以辐射出10种频率的光子，故A正确；

B.一个处于"=4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多可以辐射出3种频率的光子，故B错误；

C.氢原子从第4激发态跃迁到第2激发态是从高能级向低能级跃迁，会辐射出光子，故C错误；

D.氢原子的核外电子由低能级跃迁到高能级时，轨道半径变大，电势能增大，动能减小，故D错误。

故选A。

二、多选题

11.（2024高二下•北京西城•期中）如图为卢瑟福所做的a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/、8、C、。四个位置时，下述说法中正确的是（）

A.相同时间内在/时观察到屏上的闪光次数最多

B.放在C、。位置时屏上观察不闪光

C.该实验说明原子中正电荷是均匀分布的

D.只有少数a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

【答案】AD

【详解】AB.该实验的实验现象是绝大多数a粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，即相同时间

内在/时观察到屏上的闪光次数最多，但有少数a粒子发生大角度偏转，极少数偏转的角度甚至大于90。,

即放在C位置时屏上观察到少数闪光，放在。位置屏上观察到极少数闪光，故A正确，B错误；

CD.由上述实验说明了：原子中正电荷并不是均匀分布的，占原子质量绝大部分的带正电的物质集中在很

小的空间范围，故C错误，D正确。

故选AD。

12.（2024高二下•河南•期中）如图所示为a粒子散射实验的示意图：放射源发出a射线打到金箔上，带有

荧光屏的放大镜转到不同位置进行观察，图中①②③为其中的三个位置，下列对实验结果的叙述或依据实

验结果做出的推理错误的是（）

A.在位置②接收到的a粒子最多

B.在位置①接收到a粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内

C.位置②接收到的a粒子一定比位置①接收到的a粒子所受金原子核斥力的冲量更大

D.若正电荷均匀分布在原子内，则①②③三个位置接收到a粒子的比例应相差不多

【答案】AC

【详解】A.原子的内部是很空阔的，原子核非常小，所以绝大多数a粒子的运动轨迹没有发生偏转，则在

位置③接收到的a粒子最多，所以A错误，符合题意；

B.在位置①接收到a粒子说明正电荷不可能均匀分布在原子内，所以B正确，不符合题意；

C.位置②接收到的a粒子一定比位置①接收到的a粒子所受金原子核斥力的冲量更小，因为在位置①a

粒子速度反向运动，则动量的变化量更大，所以冲量更大，则C错误，符合题意；

D.若正电荷均匀分布在原子内，则a粒子与原子正面撞击，粒子最后反弹，则①②③三个位置接收到a

粒子的比例应相差较多，所以D正确，不符合题意。

故选AC。

13.（2024高二下•吉林白山・期末）1909年，物理学家卢瑟福和他的学生用a粒子轰击金箔，研究a粒子被

散射的情况，其实验装置如图所示。关于。粒子散射实验，下列说法正确的是（）

探测搔

a粒子源

金箔

吐」一

a粒子散射实验装置示意图

A.少数a粒子发生了大角度的偏转，极少数a粒子偏转的角度大于90°

B.戊粒子大角度散射是由于它跟电子发生了碰撞

C.a粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是正确的

D.a粒子散射实验说明原子中有一个带正电的核几乎占有原子的全部质量

【答案】AD

【详解】A.当a粒子穿过原子时，电子对a粒子影响很小，影响a粒子运动的主要是原子核，离核远则a

粒子受到的库仑斥力很小，运动方向改变小。只有当a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a粒子接近它的机会就很少，所以只有少数a粒子大角度的偏转，极少数a粒子偏转的

角度大于90。，而绝大多数基本按直线方向前进，故A正确；

B.a粒子大角度散射是由于它受到原子核库仑斥力的作用，而不是与电子发生碰撞，故B错误；

C.a粒子散射实验证明了汤姆孙的枣糕模型是错误的，故C错误；

D.从绝大多数a粒子几乎不发生偏转，可以推测使粒子受到排斥力的核体积极小，实验表明原子中心的核

带有原子的全部正电，和几乎全部质量，故D正确。

故选AD。

14.（2024高二下•辽宁辽阳•期末）夕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C位置的亮斑比在4、8位置的亮斑少

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8位置的亮斑比在N位置的亮斑多

D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内

【答案】AB

【详解】AC.根据a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2位置的亮斑比/位置少，荧光屏在C位置的亮斑

比4、8位置少，选项A正确，C错误；

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，选项B正确，D错误；

故选AB。

15.（2024高二下•四川成都•阶段练习）下列说法正确的是（）

A.原子的核式结构模型是汤姆孙建立起来的

B.在a粒子散射实验中，极少数粒子发生了大角度偏转

C.玻尔模型能够解释所有原子的光谱现象

D.玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的

【答案】BD

【详解】A.原子的核式结构模型是卢瑟福建立起来的，选项A错误；

B.在a粒子散射实验中，只有少数粒子发生了大角度偏转，选项B正确；

C.玻尔模型只能解释氢原子的光谱现象，选项C错误；

D.玻尔认为，电子的轨道是量子化的，原子的能量也是量子化的，选项D正确。

故选BD。

16.（2024高二下•宁夏中卫•阶段练习）在a粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的a粒子以不同的角

度散射出来，则散射角度大的这个a粒子（）

A.更接近原子核

B.更远离原子核

C.不受原子核的作用

D.受到原子核较大的冲量作用

【答案】AD

【详解】能产生大角度偏转的a粒子是穿过原子时离原子核近的a粒子，使a粒子产生偏转的力主要是库

仑力，受到原子核较大的冲量作用。

故选ADo

17.（2024高二下•北京海淀•阶段练习）下列叙述符合史实的是（）

A.玻尔理论很好地解释了氢原子的光谱

B.汤姆孙发现了电子，表明原子具有核式结构

C.卢瑟福根据。粒子散射实验的现象，提出了原子的核式结构模型

D.波尔根据氢原子的发光现象，提出了原子的核式结构模型

【答案】AC

【详解】A.波尔理论主要内容有轨道是分立的，不同能级具有不同能量，不同能级之间可以发生跃迁，A

正确；

BCD.卢瑟福根据a粒子散射实验的现象说明原子具有核式结构，BD错误、C正确。

故选ACo

18.（2024高二下•四川广元•阶段练习）下列对原子结构的认识中正确的是（）

A.原子中绝大部分是空的，原子核很小

B.电子在核外运动，核力提供向心力

C.原子的全部质量都集中在原子核里

D.原子的直径大约是

【答案】AD

【详解】A.原子中绝大部分是空的，原子核很小，A正确；

B.电子在核外运动，库仑力提供向心力，B错误；

C.原子的几乎全部质量都集中在原子核里，C错误；

D.原子的直径大约是,D正确。

故选AD。

19.（2023•浙江杭州•二模）与下图相关的说法正确的是分（）

乙：a粒子散射的实验装置示意图

光子电子

丙：光子与电子碰撞示意图

T:不同物质受激发的线状光谱

A.图甲:汤姆孙的气体放电管实验可估测电子的比荷

B.图乙:卢瑟福的a粒子散射实验可估测原子核的半径

C.图丙:康普顿认为光子与电子碰撞之后，动量减小、波长变短

D.图丁:玻尔理论可以解释多种物质发出的线状光谱

【答案】AB

【详解】A.汤姆孙通过研究求出了阴极射线的比荷，明确阴极射线是电子，故A正确；

B.卢瑟福在用a粒子轰击金箔的实验中发现大多粒子能穿透金箔，只有少量的粒子发生较大的偏转，提出

原子核式结构学说，并能估测原子核的半径，故B正确；

C.康普顿认为光子与电子碰撞之后，动量减小、波长变长，故C错误；

D.玻尔理论只可以解释氢原子的光谱现象，故D错误。

故选AB。

20.（2024高三•全国•课时练习）根据原子的核式结构模型，下列说法中正确的是（）

A.原子核的直径大约是10TomB.原子的质量几乎全部集中在原子核内

C.原子的全部正电荷都集中在原子核里D.电子在核外旋转，库仑力提供向心力

【答案】BCD

【详解】AB.一个原子的直径大约是10-"m,原子核只占据的原子内部极小的空间（大约为原子整个体积

的IO-。），却集中了几乎所有原子的质量，A错误、B正确；

C.a粒子轰击金箔的实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，C正确；

D.原子由位于原子中心的带正电的原子核和核外带负电的电子构成，电子在核外绕核高速旋转，库仑力提

供向心力，D正确。

故选BCD。

21.（2024・甘肃张掖•模拟预测）如图所示为氢原子的能级图。大量处于4、%、%、均能级的氢原子向低能

级跃迁时分别辐射出再、x?、X3、X4种不同频率的光子。己知%-工3=2（工2-再）＞0,贝I（）

nE/eV

OO----------------------------------------------------------------0

5-0.54

4----------------------------------0.85

3--------------------------------1.51

2--------------------------------3.40

1-13.6

A.%一定等于2

B.若4=3,则可能有4=7

C.若大量氢原子从〃=3能级跃迁到基态发出的光有两种可使某金属发生光电效应，则大量氢原子从

"=4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应

D.一个处于〃=5能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射5种频率的光

【答案】BC

【详解】AB.根据

大量氢原子从〃=2至〃=7能级向基态跃迁时分别能发出1、3、6、10、15、21种不同频率的光子，则有

10-6=2(3-1)

即

X]—1,—2

若

21-15=2(6-3)

则有

再=3,々=3,羯=7

故A错误，B正确；

C.大量氢原子从〃=3能级跃迁到基态发出3种光，有两种可使某金属发生光电效应，则该金属的逸出功

&-E?<WQ<E?—E]

即

1.89MeV<%<10.2MeV

则大量氢原子从〃=4能级跃迁到基态发出的光可能有4种可使该金属发生光电效应，故C正确；

D.一个处于〃=5能级的氢原子向基态跃迁，最多可辐射4种频率的光，故D错误。

故选BCo

22.(2024•海南•模拟预测)如图所示为氢原子的能级示意图，氢原子第〃能级的能量为纥=与，其中耳是

基态能量，而〃=1,2,3…。大量氢原子处于〃=4能级，普朗克常量为〃，下列说法正确的是()

nE

00'0

4:

3-

2

i----------------------d

A.可辐射出6种不同频率的光子

B.辐射出的频率最大的光子对应的能量为-普

16

7F

C.辐射出的光子最大频率为-令

144〃

D.跃迁到低能级后电子动能减小

【答案】AB

【详解】A.大量氢原子从〃=4能级向基态跃迁时，最多可辐射

仁=6种

不同频率的光子，故A正确；

BC.由公式

*=EjE”=hv

可知，由"=4跃迁到”=1时辐射的光子频率最大，则辐射出最大能量为

NE=E.-E,=^-E,=-X^=hv

4116116

解得辐射出的光子最大频率为

15月

V=--------L

16h

故B正确，C错误；

D.原子跃迁到低能级后，电子的轨道半径减小，电子绕核做匀速圆周运动，库仑力提供向心力，则有

rr

可得

可知，轨道半径减小，则电子动能增大，故D错误。

故选ABo

23.（2024•福建泉州•一模）氢原子能级结构如图所示，一群处于〃=4能级的氢原子向较低能级跃迁，会发

出不同频率的光，下列说法正确的是（）

V

〃e

£o/

8

554

4-o.85

3-o.51

-l.

2-3.4O

1----------------------13.6

A.这群氢原子最多可以发出6种频率的光

B.这群氢原子最多可以发出4种频率的光

C.从〃=4能级跃迁到〃=1能级发出的光子能量最大

D.从〃=4能级跃迁到〃=3能级发出的光子能量最大

【答案】AC

【详解】AB.一群处于〃=4能级的氢原子向较低能级跃迁，这群氢原子最多可以发出不同频率的光的数目

为

故A正确，B错误；

CD.一群处于〃=4能级的氢原子向较低能级跃迁，根据波尔理论有