2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型（含答案）

2025人教高中物理同步講義練習(xí)選擇性必修三4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型（含答案）4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型知識(shí)點(diǎn)一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線：發(fā)出的一種射線．它能使對(duì)著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光．2．湯姆孫的探究根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的情況斷定，它的本質(zhì)是帶(填“正電”或“負(fù)電”)的粒子流，并求出了這種粒子的比荷．組成陰極射線的粒子被稱為電子．3．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”做出的．目前公認(rèn)的電子電荷的值為e＝(保留兩位有效數(shù)字)．4．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是的整數(shù)倍．5．電子的質(zhì)量me＝kg(保留兩位有效數(shù)字)，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為eq\f(mp,me)＝_.陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置的變化和電場(chǎng)的情況確定陰極射線的帶電性質(zhì)．②方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場(chǎng)，根據(jù)熒光屏上亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定陰極射線的帶電性質(zhì)．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電．2．帶電粒子比荷的測(cè)定(1)讓帶電粒子通過相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，即F洛＝F電(Bqv＝qE)，得到粒子的運(yùn)動(dòng)速度v＝eq\f(E,B).(2)撤去電場(chǎng)，如圖所示，保留磁場(chǎng)，讓粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv＝meq\f(v2,r)，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識(shí)求出其半徑r.(3)由以上兩式確定粒子的比荷表達(dá)式：eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2r).知識(shí)點(diǎn)二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)，彌漫性地在整個(gè)球體內(nèi)，電子其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“模型”，如圖知識(shí)點(diǎn)三、α粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由、、顯微鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于中．(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿的方向前進(jìn)；②α粒子發(fā)生了偏轉(zhuǎn)；偏轉(zhuǎn)的角度甚至，它們幾乎被“”．(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了模型．3．核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)．知識(shí)點(diǎn)四、原子核的電荷與尺度1．原子核的電荷數(shù)：各種元素的原子核的電荷數(shù)，即原子內(nèi)的數(shù)，非常接近它們的，這說明元素周期表中的各種元素是按原子中的來排列的．2．原子核的組成：原子核是由和組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的3．原子核的大?。河煤嗣枋龊说拇笮。话愕脑雍?，實(shí)驗(yàn)確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是m，兩者相差十萬倍之多．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)α粒子穿過金箔散射過程的徑跡（圖中的黑點(diǎn)為金箔的原子核），其中正確的是（）A． B． C． D．盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（）A．證明了質(zhì)子的存在 B．證明了電子的存在 C．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 D．說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上（2023春?三臺(tái)縣校級(jí)期末）關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的下述說法中正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)表明原子的中心有一個(gè)很大的核，它占有原子體積的絕大部分 B．實(shí)驗(yàn)表明原子的中心有個(gè)很小的核，集中了原子的全部正電荷 C．實(shí)驗(yàn)表明原子核是由質(zhì)子和中子組成的 D．實(shí)驗(yàn)表明該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆生原子模型的正確性（多選）如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法中正確的是（）A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn) B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大，再由大到?。ǘ噙x）（2023春?上猶縣校級(jí)期末）如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（）A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光 C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象肯定了湯姆孫的“棗糕模型” D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型（多選）盧瑟福對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解說是（）A．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中的電子對(duì)α粒子的作用力 B．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力 C．原子核很小，α粒子接近它的機(jī)會(huì)很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍眼原來的方向前進(jìn) D．能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的α粒子在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離就可以估算原子核的大小?，F(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔，金原子的電荷數(shù)為79。已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝kq1q2r，r為帶電粒子到點(diǎn)電荷的距離，α粒子質(zhì)量為6.64×10﹣27kg，靜電力常量k＝9.0×109N?m2/C2，求該α粒子與金原子核之間的最小距離。湯姆生對(duì)陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”。關(guān)于電子的說法正確的是（）A．任何物質(zhì)中均有電子 B．不同的物質(zhì)中具有不同的電子 C．電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍 D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中不正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的 B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu) C．電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的基本粒子 D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明（）A．原子內(nèi)存在電子 B．原子核還可再分 C．原子具有核式結(jié)構(gòu) D．原子核由質(zhì)子和中子組成（2022?陜西一模）關(guān)于盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中不正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn) B．只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 C．盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論 D．盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”很好地解釋了氧原子光譜的實(shí)驗(yàn)盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的分析，提出了（）A．電子是原子的組成部分 B．原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖，帶熒光屏的顯微鏡可沿圖中圓形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)圖中P、Q、M三處位置觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列描述正確的是（）A．在M、Q位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 B．在P位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 C．在Q位置時(shí)，屏上觀察不到閃光 D．在M位置時(shí)，屏上觀察不到閃光（2023?南崗區(qū)校級(jí)三模）在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，下列圖景正確的是（）A． B． C． D．（2023?如東縣開學(xué)）如圖所示，α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)顯微鏡M分別在a、b、c、d四個(gè)位置觀察，則（）A．在a處觀察到的是金原子核 B．在b處觀察到的是電子 C．在c處能觀察到α粒子 D．在d處不能觀察到任何粒子如圖，在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，a、b、c為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)距金原子核的距離相等，以下說法正確的是（）A．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論 B．大多數(shù)α粒子擊中金箔后幾乎沿原方向返回 C．α粒子經(jīng)過a、c兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等 D．從a經(jīng)過b運(yùn)動(dòng)到c的過程中α粒子的電勢(shì)能先減小后增大（多選）（2023春?南昌期末）α粒子散射實(shí)驗(yàn)是近代物理學(xué)中經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)之一，盧瑟福通過該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．熒光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．該實(shí)驗(yàn)說明原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 C．熒光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．該實(shí)驗(yàn)說明原子質(zhì)量均勻地分布在原子內(nèi)（1）湯姆孫的原子模型（如圖①所示）湯姆孫于1898年提出一種模型，他認(rèn)為，原子是一個(gè)體，彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫這個(gè)模型稱為“模型”或“模型”。（2）α粒子散射實(shí)驗(yàn)①α粒子：從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來的快速運(yùn)動(dòng)的粒子，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7300倍。②實(shí)驗(yàn)裝置如圖②所示，整個(gè)裝置處于真空中，其中：③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有α粒子（約占18000）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至90°，也就是說，它們幾乎被“④實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的模型。（3）原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個(gè)很小的核，叫，它集中了全部的和幾乎全部的，在核外空間運(yùn)動(dòng)。（4）原子核的電荷與尺度①原子核的電荷數(shù)（或電子數(shù)）非常接近它們的。②原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的數(shù)。③原子核的半徑的數(shù)量級(jí)為10﹣15m，而原子半徑的數(shù)量級(jí)是10﹣10m，可見原子內(nèi)部是十分“空曠”的。1897年，物理學(xué)家J.J.湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并測(cè)出了這種粒子的比荷，一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流，沿圖示方向進(jìn)入兩極CD間的區(qū)域。若兩極板CD間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在兩極板間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn)；若再在極板間施加一個(gè)方向垂直于紙面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O。已知極板的長(zhǎng)度l＝5.00cm，CD間的距離d＝1.50cm，極板區(qū)的中心點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)＝12.50cm，U＝200V，B＝6.3×10﹣4T，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離y＝3.0cm。試求：（1）極板間磁場(chǎng)方向；（2）電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后的速度；（保留3位有效數(shù)字）（3）電子的比荷。（保留兩位有效數(shù)字）4.3原子的核式結(jié)構(gòu)模型知識(shí)點(diǎn)一、電子的發(fā)現(xiàn)1．陰極射線：陰極發(fā)出的一種射線．它能使對(duì)著陰極的玻璃管壁發(fā)出熒光．2．湯姆孫的探究根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電(填“正電”或“負(fù)電”)的粒子流，并求出了這種粒子的比荷．組成陰極射線的粒子被稱為電子．3．密立根實(shí)驗(yàn)：電子電荷的精確測(cè)定是由密立根通過著名的“油滴實(shí)驗(yàn)”做出的．目前公認(rèn)的電子電荷的值為e＝1.6×10－19_C(保留兩位有效數(shù)字)．4．電荷的量子化：任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍．5．電子的質(zhì)量me＝9.1×10－31kg(保留兩位有效數(shù)字)，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比值為eq\f(mp,me)＝1_836.陰極射線帶電性質(zhì)的判斷方法①方法一：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加上電場(chǎng)，通過打在熒光屏上的亮點(diǎn)位置的變化和電場(chǎng)的情況確定陰極射線的帶電性質(zhì)．②方法二：在陰極射線所經(jīng)區(qū)域加一磁場(chǎng)，根據(jù)熒光屏上亮點(diǎn)位置的變化和左手定則確定陰極射線的帶電性質(zhì)．(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)中和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況，判斷出陰極射線是粒子流，并且?guī)ж?fù)電．2．帶電粒子比荷的測(cè)定(1)讓帶電粒子通過相互垂直的勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)，如圖所示，使其做勻速直線運(yùn)動(dòng)，根據(jù)二力平衡，即F洛＝F電(Bqv＝qE)，得到粒子的運(yùn)動(dòng)速度v＝eq\f(E,B).(2)撤去電場(chǎng)，如圖所示，保留磁場(chǎng)，讓粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，由洛倫茲力提供向心力，即Bqv＝meq\f(v2,r)，根據(jù)軌跡偏轉(zhuǎn)情況，由幾何知識(shí)求出其半徑r.(3)由以上兩式確定粒子的比荷表達(dá)式：eq\f(q,m)＝eq\f(E,B2r).知識(shí)點(diǎn)二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．湯姆孫原子模型：湯姆孫于1898年提出了原子模型，他認(rèn)為原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”，如圖知識(shí)點(diǎn)三、α粒子散射實(shí)驗(yàn)(1)α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置由α粒子源、金箔、顯微鏡等幾部分組成，實(shí)驗(yàn)時(shí)從α粒子源到熒光屏這段路程應(yīng)處于真空中．(2)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象①絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)；②少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)；偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，它們幾乎被“撞了回來”．(3)實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了核式結(jié)構(gòu)模型．3．核式結(jié)構(gòu)模型：原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有全部質(zhì)量，電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)．知識(shí)點(diǎn)四、原子核的電荷與尺度1．原子核的電荷數(shù)：各種元素的原子核的電荷數(shù)，即原子內(nèi)的電子數(shù)，非常接近它們的原子序數(shù)，這說明元素周期表中的各種元素是按原子中的電子數(shù)來排列的．2．原子核的組成：原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)．3．原子核的大小：用核半徑描述核的大小．一般的原子核，實(shí)驗(yàn)確定的核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，而整個(gè)原子半徑的數(shù)量級(jí)是10－10m，兩者相差十萬倍之多．在盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，金箔中的原子核可以看作靜止不動(dòng)，下列各圖畫出的是其中兩個(gè)α粒子穿過金箔散射過程的徑跡（圖中的黑點(diǎn)為金箔的原子核），其中正確的是（）A． B． C． D．【解答】解：α粒子受到原子核的斥力作用而發(fā)生散射，離原子核越近的粒子，受到的斥力越大，散射角度越大，故C正確，ABD錯(cuò)誤。故選：C。盧瑟福α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果（）A．證明了質(zhì)子的存在 B．證明了電子的存在 C．證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的 D．說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核上【解答】解：A．此實(shí)驗(yàn)不能說明原子核內(nèi)存在質(zhì)子，故A錯(cuò)誤；B、1897年，湯姆遜在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了電子，該實(shí)驗(yàn)不能證明電子的存在，故B錯(cuò)誤；C、由于極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，原子全部正電荷集中在原子中央很小的體積內(nèi)，即原子核內(nèi)，不能說明原子核有其本身組成。故C錯(cuò)誤；D、盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果得出：原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上，故D正確。故選：D。（2023春?三臺(tái)縣校級(jí)期末）關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)的下述說法中正確的是（）A．實(shí)驗(yàn)表明原子的中心有一個(gè)很大的核，它占有原子體積的絕大部分 B．實(shí)驗(yàn)表明原子的中心有個(gè)很小的核，集中了原子的全部正電荷 C．實(shí)驗(yàn)表明原子核是由質(zhì)子和中子組成的 D．實(shí)驗(yàn)表明該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了湯姆生原子模型的正確性【解答】解：α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子的中心有個(gè)很小的核，集中了原子的全部正電荷，占有原子體積的極小部分，證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)，但是該實(shí)驗(yàn)不能表明原子核是由質(zhì)子和中子組成的。故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選：B。（多選）如圖所示是陰極射線顯像管及其偏轉(zhuǎn)線圈的示意圖．顯像管中有一個(gè)陰極，工作時(shí)它能發(fā)射陰極射線，熒光屏被陰極射線轟擊就能發(fā)光．安裝在管頸的偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)，可以使陰極射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)．下列說法中正確的是（）A．如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，則陰極射線應(yīng)該打在熒光屏正中的O點(diǎn) B．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上A點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 C．如果要使陰極射線在豎直方向偏離中心，打在熒光屏上B點(diǎn)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里 D．如果要使陰極射線在熒光屏上的位置由B點(diǎn)向A點(diǎn)移動(dòng)，則偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)強(qiáng)度應(yīng)該先由小到大，再由大到小【解答】解：A、如果偏轉(zhuǎn)線圈中沒有電流，不產(chǎn)生磁場(chǎng)，則電子束將沿直線打在熒光屏正中的O點(diǎn)。故A正確。B、要使電子束打在熒光屏上A點(diǎn)，電子束所受的洛倫茲力方向向上，根據(jù)左手定則可以得知，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向外。故B錯(cuò)誤。C、要使電子束打在熒光屏上B點(diǎn)，電子束所受的洛倫茲力方向向下，根據(jù)左手定則可以得知，偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)的方向應(yīng)該垂直紙面向里。故C正確。D、要使電子束在熒光屏上的位置由B向A點(diǎn)移動(dòng)，電子在偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑先增大后減小，則電子在磁場(chǎng)中圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r=mv故選：AC。（多選）（2023春?上猶縣校級(jí)期末）如圖所示為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個(gè)位置時(shí)觀察到的現(xiàn)象，下述說法中正確的是（）A．放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 B．放在C、D位置時(shí)，屏上觀察不到閃光 C．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象肯定了湯姆孫的“棗糕模型” D．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解答】解：AB、在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至超過90°，所以熒光屏和顯微鏡放在A位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，放在C、D位置時(shí)，屏上仍可以觀察到閃光，只是次數(shù)較放在A和B位置時(shí)少，故屏上觀察不到閃光是錯(cuò)誤的，故A正確，B錯(cuò)誤；CD、盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察到的現(xiàn)象，否定了湯姆孫的“棗糕模型”，盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故C錯(cuò)誤，D正確。故選：AD。（多選）盧瑟福對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的解說是（）A．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子中的電子對(duì)α粒子的作用力 B．使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力 C．原子核很小，α粒子接近它的機(jī)會(huì)很小，所以絕大多數(shù)的α粒子仍眼原來的方向前進(jìn) D．能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子是穿過原子時(shí)離原子核近的α粒子【解答】解：A、使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是原子核對(duì)α粒子的庫侖力的作用，故A錯(cuò)誤，B正確；C、只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí)，才會(huì)受到很大庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機(jī)會(huì)就很少，所以只有極少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)，故C正確；D、離原子核近的α粒子受到的原子核對(duì)它的庫侖力就大，能產(chǎn)生大角度偏轉(zhuǎn)，故D正確。故選：BCD。在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離就可以估算原子核的大小?，F(xiàn)有一個(gè)α粒子以2.0×107m/s的速度去轟擊金箔，金原子的電荷數(shù)為79。已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep＝kq1q2r，r為帶電粒子到點(diǎn)電荷的距離，α粒子質(zhì)量為6.64×10﹣27kg，靜電力常量k＝9.0×109N?m2/C2，求該α粒子與金原子核之間的最小距離。【解答】解：當(dāng)α粒子靠近原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，α粒子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，達(dá)到最近距離時(shí)，動(dòng)能全部轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能，設(shè)α粒子與原子核發(fā)生對(duì)心碰撞時(shí)所能達(dá)到的最小距離為d，則：12m所以：d≈2.7×10﹣14m。湯姆生對(duì)陰極射線的探究，最終發(fā)現(xiàn)了電子，由此被稱為“電子之父”。關(guān)于電子的說法正確的是（）A．任何物質(zhì)中均有電子 B．不同的物質(zhì)中具有不同的電子 C．電子質(zhì)量是質(zhì)子質(zhì)量的1836倍 D．電子是一種粒子，是構(gòu)成物質(zhì)的基本單元【解答】解：A、湯姆孫通過陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)得出了陰極射線是帶負(fù)電的粒子，即電子，不同物質(zhì)中的電子相同，故A正確，B錯(cuò)誤C、質(zhì)子質(zhì)量是電子質(zhì)量的1836倍，故C錯(cuò)誤D、湯姆孫通過對(duì)不同材料的陰極發(fā)出的射線的研究，并研究了光電效應(yīng)等現(xiàn)象，說明電子是原子的組成部分，故D錯(cuò)誤；故選：A。關(guān)于電子的發(fā)現(xiàn)，下列敘述中不正確的是（）A．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子是由電子和原子核組成的 B．電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu) C．電子是第一種被人類發(fā)現(xiàn)的基本粒子 D．電子的發(fā)現(xiàn)，比較好地解釋了物體的帶電現(xiàn)象【解答】解：AB.發(fā)現(xiàn)電子之前，人們認(rèn)為原子是不可再分的最小粒子，電子的發(fā)現(xiàn)，說明原子具有一定的結(jié)構(gòu)，但并沒有證明原子核的存在，也不能說明原子是由電子和原子核組成的，故A錯(cuò)誤，B正確；C.電子是人類發(fā)現(xiàn)的第一種基本粒子，C正確；D.物體帶電的過程，就是電子得失和轉(zhuǎn)移的過程，D正確。本題選不正確的，故選：A。盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果表明（）A．原子內(nèi)存在電子 B．原子核還可再分 C．原子具有核式結(jié)構(gòu) D．原子核由質(zhì)子和中子組成【解答】解：a粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：絕大多數(shù)a粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)a粒子發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，并有極少數(shù)a粒子的偏轉(zhuǎn)超過90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°而被反彈回來，該實(shí)驗(yàn)的結(jié)果說明原子具有核式結(jié)構(gòu)。故C正確，ABD錯(cuò)誤故選：C。（2022?陜西一模）關(guān)于盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中不正確的是（）A．絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn) B．只有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射的原因是原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 C．盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論 D．盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”很好地解釋了氧原子光譜的實(shí)驗(yàn)【解答】解：AB、α粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是：絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；少數(shù)α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉(zhuǎn)；極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)（偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至幾乎達(dá)到180°，被反彈回來），故A正確，B正確；C、盧瑟福依據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象提出了原子的“核式結(jié)構(gòu)”理論，解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，故C正確；D、是玻爾提出來玻爾理論很好地解釋了氧原子光譜的實(shí)驗(yàn)，故D錯(cuò)誤。本題選擇不正確的，故選：D。盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果的分析，提出了（）A．電子是原子的組成部分 B．原子核是由質(zhì)子和中子組成的 C．原子的核式結(jié)構(gòu)模型 D．原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)【解答】解：A、盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)，而電子則是湯姆生提出。故A錯(cuò)誤。B、此實(shí)驗(yàn)不能說明原子核內(nèi)存在中子和質(zhì)子。故B錯(cuò)誤。C、由于極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，原子有全部正電荷集中在原子中央很小的體積內(nèi)，即原子核，這是原子的核結(jié)構(gòu)模型的內(nèi)容。故C正確。D、玻爾的原子模型中提出，原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運(yùn)動(dòng)。故D錯(cuò)誤。故選：C。如圖所示為α粒子散射實(shí)驗(yàn)裝置的俯視圖，帶熒光屏的顯微鏡可沿圖中圓形軌道轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)圖中P、Q、M三處位置觀察到的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，下列描述正確的是（）A．在M、Q位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)一樣多 B．在P位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 C．在Q位置時(shí)，屏上觀察不到閃光 D．在M位置時(shí)，屏上觀察不到閃光【解答】解：ACD、根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象可知，相同時(shí)間內(nèi)在P位置觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，Q點(diǎn)較少，M點(diǎn)時(shí)屏上仍能觀察一些閃光，但次數(shù)極少。故A錯(cuò)誤，C錯(cuò)誤，D錯(cuò)誤；B、放在P位置時(shí)，相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多。說明大多數(shù)射線基本不偏折，可知金箔原子內(nèi)部很空曠。故B正確；故選：B。（2023?南崗區(qū)校級(jí)三模）在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，下列圖景正確的是（）A． B． C． D．【解答】解：AB．α粒子穿過原子時(shí)，電子對(duì)α粒子運(yùn)動(dòng)的影響很小，影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是帶正電的原子核。而絕大多數(shù)的α粒子穿過原子時(shí)離核較遠(yuǎn)，受到的庫侖斥力很小，運(yùn)動(dòng)方向幾乎沒有改變，只有極少數(shù)α粒子可能與核十分接近，受到較大的庫侖斥力，才會(huì)發(fā)生大角度的偏轉(zhuǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；CD．由庫侖定律和原子核式結(jié)構(gòu)模型可知，電子的質(zhì)量只有α粒子的17300，它對(duì)α粒子速度的大小和方向的影響的影響，完全可以忽略，α故選：B。（2023?如東縣開學(xué)）如圖所示，α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，移動(dòng)顯微鏡M分別在a、b、c、d四個(gè)位置觀察，則（）A．在a處觀察到的是金原子核 B．在b處觀察到的是電子 C．在c處能觀察到α粒子 D．在d處不能觀察到任何粒子【解答】解：α粒子散射實(shí)驗(yàn)是用α粒子轟擊金屬箔，觀察到的現(xiàn)象是絕大多數(shù)的α粒子穿過金屬箔后基本上仍沿原來的方向繼續(xù)前進(jìn)，有少數(shù)的α粒子運(yùn)動(dòng)軌跡發(fā)生了較大的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)的發(fā)生α粒子甚至被反彈，沿原路返回。實(shí)驗(yàn)中用顯微鏡觀察到的實(shí)際上是α粒子的。A、在a處觀察到是未發(fā)生偏轉(zhuǎn)的α粒子，故A錯(cuò)誤；BC、在bc處觀察到是發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的α粒子，故B錯(cuò)誤，C正確；D、極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，在d處能觀察到α粒子，故D錯(cuò)誤。故選：C。如圖，在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，圖中實(shí)線表示α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，假定金原子核位置固定，a、b、c為某條軌跡上的三個(gè)點(diǎn)，其中a、c兩點(diǎn)距金原子核的距離相等，以下說法正確的是（）A．盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了能量量子化理論 B．大多數(shù)α粒子擊中金箔后幾乎沿原方向返回 C．α粒子經(jīng)過a、c兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等 D．從a經(jīng)過b運(yùn)動(dòng)到c的過程中α粒子的電勢(shì)能先減小后增大【解答】解：A、α粒子的散射實(shí)驗(yàn)說明了原子具有核式結(jié)構(gòu)。故A錯(cuò)誤；B、根據(jù)α粒子散射現(xiàn)象可知，大多數(shù)α粒子擊中金箔后幾乎沿原方向前進(jìn)。故B錯(cuò)誤；C、a、c兩點(diǎn)距金原子核的距離相等，則α粒子經(jīng)過a、c兩點(diǎn)時(shí)動(dòng)能相等。故C正確；D、α粒子受到斥力作用，根據(jù)電場(chǎng)力做功特點(diǎn)可知：從遠(yuǎn)處運(yùn)動(dòng)到近處過程中電場(chǎng)力做負(fù)功，電勢(shì)能增加，所以α粒子的電勢(shì)能先增大后減小，故D錯(cuò)誤。故選：C。（多選）（2023春?南昌期末）α粒子散射實(shí)驗(yàn)是近代物理學(xué)中經(jīng)典的實(shí)驗(yàn)之一，盧瑟福通過該實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。下列說法正確的是（）A．熒光屏在B位置的亮斑比A位置多 B．該實(shí)驗(yàn)說明原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上 C．熒光屏在C位置的亮斑比A、B位置少 D．該實(shí)驗(yàn)說明原子質(zhì)量均勻地分布在原子內(nèi)【解答】解：AC．根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，大多數(shù)粒子通過金箔后方向不變，少數(shù)粒子方向發(fā)生改變，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)超過90°，甚至有的被反向彈回，可知熒光屏在B位置的亮斑比A位置少，熒光屏在C位置的亮斑比A、B位置少，故A錯(cuò)誤，C正確；BD．該實(shí)驗(yàn)說明原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上，而不是原子質(zhì)量均勻地分布在原子內(nèi)，故B正確，D錯(cuò)誤；故選：BC。（1）湯姆孫的原子模型（如圖①所示）湯姆孫于1898年提出一種模型，他認(rèn)為，原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫這個(gè)模型稱為“棗糕模型”或“西瓜模型”。（2）α粒子散射實(shí)驗(yàn)①α粒子：從放射性物質(zhì)中發(fā)射出來的快速運(yùn)動(dòng)的粒子，質(zhì)量為氫原子質(zhì)量的4倍、電子質(zhì)量的7300倍。②實(shí)驗(yàn)裝置如圖②所示，整個(gè)裝置處于真空中，其中：③實(shí)驗(yàn)結(jié)果：絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占18000）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°，也就是說，它們幾乎被“撞了回來④實(shí)驗(yàn)意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。（3）原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，它集中了全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。（4）原子核的電荷與尺度①原子核的電荷數(shù)（或電子數(shù)）非常接近它們的序數(shù)。②原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)。③原子核的半徑的數(shù)量級(jí)為10﹣15m，而原子半徑的數(shù)量級(jí)是10﹣10m，可見原子內(nèi)部是十分“空曠”的?！窘獯稹拷猓海?）湯姆孫于1898年提出一種模型，他認(rèn)為，原子是一個(gè)球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個(gè)球體內(nèi)，電子鑲嵌其中，有人形象地把湯姆孫這個(gè)模型稱為“棗糕模型”或“西瓜模型”。（2）α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果為絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，但有少數(shù)α粒子（約占18000α粒子散射實(shí)驗(yàn)的意義：盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)，否定了湯姆孫的原子模型，建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。（3）原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年由盧瑟福提出，在原子中心有一個(gè)很小的核，叫原子核，它集中了全部的正電荷和幾乎全部的質(zhì)量，電子在核外空間運(yùn)動(dòng)。（4）原子核的電荷與尺度①原子核的電荷數(shù)（或電子數(shù)）非常接近它們的序數(shù)。②原子核是由質(zhì)子和中子組成的，原子核的電荷數(shù)就是核中的質(zhì)子數(shù)。1897年，物理學(xué)家J.J.湯姆孫根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并測(cè)出了這種粒子的比荷，一種測(cè)定電子比荷的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示，真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后，形成細(xì)細(xì)的一束電子流，沿圖示方向進(jìn)入兩極CD間的區(qū)域。若兩極板CD間無電壓，電子將打在熒光屏上的O點(diǎn)；若在兩極板間施加電壓U，則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn)；若再在極板間施加一個(gè)方向垂直于紙面磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O。已知極板的長(zhǎng)度l＝5.00cm，CD間的距離d＝1.50cm，極板區(qū)的中心點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L(zhǎng)＝12.50cm，U＝200V，B＝6.3×10﹣4T，P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離y＝3.0cm。試求：（1）極板間磁場(chǎng)方向；（2）電子經(jīng)陽極A與陰極K之間的高壓加速后的速度；（保留3位有效數(shù)字）（3）電子的比荷。（保留兩位有效數(shù)字）【解答】解：（1）電子在CD間電場(chǎng)和磁場(chǎng)同時(shí)存在時(shí)做勻速直線運(yùn)動(dòng)，受到的電場(chǎng)力和洛倫茲力二力平衡，電場(chǎng)力豎直向下，則洛倫茲力方向豎直向上，由左手定則可知磁場(chǎng)方向垂直紙面向外。（2）當(dāng)電子在CD間受到的電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡時(shí)，電子做勻速直線運(yùn)動(dòng)，光點(diǎn)重新回到熒光屏的中心O點(diǎn)。設(shè)電子的速度為，則有：evB＝eE得v=又E=聯(lián)立解得：v≈2.12×107m/s（3）當(dāng)極板CD間僅有偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)，電子以速度v進(jìn)入電場(chǎng)后做類平拋運(yùn)動(dòng)，在豎直方向上做初速度為零的勻加速直線運(yùn)動(dòng)加速度為：a=電子在水平方向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，在電場(chǎng)內(nèi)的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為：t1=電子離開電場(chǎng)時(shí)，豎直向下偏轉(zhuǎn)的距離為：y1=聯(lián)立解得y1=電子離開電場(chǎng)時(shí)豎直向下的分速度大小為：vy＝at1=電子離開電場(chǎng)后做勻速直線運(yùn)動(dòng)，設(shè)經(jīng)t2時(shí)間到達(dá)熒光屏，則：t2=在t2時(shí)間內(nèi)電子向向偏轉(zhuǎn)的距離為：y2＝vyt2電子向下的總偏轉(zhuǎn)距離為：y＝y(tǒng)1+y2聯(lián)立解得em≈1.6×104.4氫原子光譜和玻爾的原子模型知識(shí)點(diǎn)一、光譜1．定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按(頻率)展開，獲得波長(zhǎng)(頻率)和分布的記錄．2．分類2．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜產(chǎn)生原因陽光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時(shí)，太陽高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來就暗了，這就形成了明亮背景下的暗線知識(shí)點(diǎn)二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示為氫原子的光譜．1．氫原子光譜的特點(diǎn)：在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性．2．巴耳末公式(1)巴耳末對(duì)氫原子光譜的譜線進(jìn)行研究得到公式：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)，該公式稱為巴耳末公式．式中R叫作里德伯常量，實(shí)驗(yàn)值為R∞＝1.10×107m－1.(2)公式中只能取n≥3的整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)是分立的值．3．其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式．知識(shí)點(diǎn)三、經(jīng)典理論的困難1．核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了的存在，很好地解釋了2．經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的，又無法解釋原子光譜的線狀譜．知識(shí)點(diǎn)四、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．軌道量子化(1)原子中的電子在的作用下，繞原子核做(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是的(填“連續(xù)變化”或“量子化”)．(3)電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是的，不產(chǎn)生2．定態(tài)(1)當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量．電子只能在特定軌道上運(yùn)動(dòng)，原子的能量只能取一系列特定的值．這些量子化的能量值叫作(2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為能量的狀態(tài)稱為基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)．3．頻率條件當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m＜n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件．2．能量量子化(1)不同軌道對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．(2)基態(tài)：原子最低的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子基態(tài)能量E1＝－13.6eV.(3)激發(fā)態(tài)：除基態(tài)之外的其他能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)．氫原子各能級(jí)的關(guān)系為：En＝eq\f(1,n2)E1(E1＝－13.6eV，n＝1,2,3，…)3．躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即高能級(jí)Emeq\o(,\s\up12(發(fā)射光子hν＝Em－En),\s\do4(吸收光子hν＝Em－En))低能級(jí)En.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1．氫原子能級(jí)圖2．能級(jí)躍遷：處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)．所以一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).3．光子的發(fā)射：原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)以光子的形式放出能量，發(fā)射光子的頻率由下式?jīng)Q定．hν＝Em－En(Em、En是始末兩個(gè)能級(jí)且m>n)，能級(jí)差越大，發(fā)射光子的頻率就越高．4．光子的吸收：原子只能吸收一些特定頻率的光子，原子吸收光子后會(huì)從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷，吸收光子的能量仍滿足hν＝Em－En(m>n)．能級(jí)躍遷的幾種情況的對(duì)比1．自發(fā)躍遷與受激躍遷的比較(1)自發(fā)躍遷：①由高能級(jí)到低能級(jí)，由遠(yuǎn)軌道到近軌道．②釋放能量，放出光子(發(fā)光)：hν＝E初－E末．③大量處于激發(fā)態(tài)為n能級(jí)的原子可能的光譜線條數(shù)：eq\f(nn－1,2).(2)受激躍遷：①由低能級(jí)到高能級(jí)，由近軌道到遠(yuǎn)軌道．②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.光照射,b.實(shí)物粒子碰撞))2．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收，不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＋1能級(jí)時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級(jí)的問題．(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如，自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)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兩能級(jí)的差值，就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷．3．一個(gè)氫原子躍遷和一群氫原子躍遷的區(qū)別(1)一個(gè)氫原子躍遷的情況分析①確定氫原子所處的能級(jí)，畫出能級(jí)圖．②根據(jù)躍遷原理，畫出氫原子向低能級(jí)躍遷的可能情況示意圖．例如：一個(gè)氫原子最初處于n＝4激發(fā)態(tài)，它向低能級(jí)躍遷時(shí)，有4種可能情況，如圖6，情形Ⅰ中只有一種頻率的光子，其他情形為：情形Ⅱ中兩種，情形Ⅲ中兩種，情形Ⅳ中三種．注意：上述四種情形中只能出現(xiàn)一種，不可能兩種或多種情形同時(shí)存在．(2)一群氫原子躍遷問題的計(jì)算①確定氫原子所處激發(fā)態(tài)的能級(jí)，畫出躍遷示意圖．②運(yùn)用歸納法，根據(jù)數(shù)學(xué)公式N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)確定躍遷時(shí)輻射出幾種不同頻率的光子．③根據(jù)躍遷能量公式hν＝Em－En(m>n)分別計(jì)算出各種光子的頻率．原子的能量及變化規(guī)律1．原子的能量：En＝Ekn＋Epn.2．電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)：keq\f(e2,rn2)＝meq\f(vn2,rn)，故Ekn＝eq\f(1,2)mvn2＝eq\f(ke2,2rn)電子軌道半徑越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能越小．3．當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減?。?．電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道．即電子軌道半徑越大，原子的能量En越大．對(duì)原子光譜，下列說法中不正確的是（）A．原子光譜是不連續(xù)的 B．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的 C．各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同 D．分析物質(zhì)的明線光譜和暗線譜，都可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素關(guān)于線狀譜，下列說法中正確的是（）A．每種原子處在不同溫度下發(fā)光的線狀譜不同 B．每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜不同 C．每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同 D．兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同（2021春?大化縣校級(jí)期中）關(guān)于原子的特征譜線，下列說法不正確的是（）A．不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，每種原子都有自己的特征譜線 B．原子的特征譜線可能是由于原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出光子而形成的 C．可以用特征譜線進(jìn)行光譜分析來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分 D．原子的特征譜線是原子具有核式結(jié)構(gòu)的有力證據(jù)（2020春?林州市校級(jí)月考）巴耳末系譜線波長(zhǎng)滿足巴耳末公式1λ=R（A．85 B．95 C．43關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說法正確的是（）A．原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B．原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的 C．原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動(dòng)一定向外輻射能量 D．原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的（2023秋?紅橋區(qū)期中）如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以輻射出多種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子。下列說法正確的是（）A．最多可放出6種頻率不同的光子，全部屬于巴耳末系 B．放出的光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的 C．用動(dòng)能為12.7eV的電子撞擊氫原子，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n＝4的激發(fā)態(tài) D．用能量為2.56eV的光子照射處于n＝2能級(jí)的氫原子，可以使它躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)（2022秋?宣城期末）如圖為氫原子的發(fā)射光譜，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四條光譜線，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s、真空中光速c＝3×108m/s，可見光的波長(zhǎng)400nm﹣700nm之間，則下列說法正確的是（）A．該光譜由氫原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生 B．Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的能量最大 C．Hγ譜線對(duì)應(yīng)的是可見光中的紅光 D．Hβ譜線對(duì)應(yīng)光照射逸出功為2.25eV的金屬鉀，該金屬鉀可以發(fā)生光電效應(yīng)物理學(xué)家在微觀領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了“電子偶素”這一現(xiàn)象．所謂“電子偶素”就是由一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子繞它們連線的中點(diǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)．類比玻爾的原子量子化模型可知：兩電子做圓周運(yùn)動(dòng)的可能軌道半徑的取值是不連續(xù)的，所以“電子偶素”系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的能量狀態(tài)（能級(jí)）也是不連續(xù)的．若規(guī)定兩電子相距無限遠(yuǎn)時(shí)該系統(tǒng)的引力勢(shì)能為零，則該系統(tǒng)的最低能量值為E（E＜0），稱為“電子偶素”的基態(tài)，基態(tài)對(duì)應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r．已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，電荷量大小均為e，靜電力常量為k，普朗克常量為h．則下列說法中正確的是（）A．“電子偶素”系統(tǒng)處于基態(tài)時(shí)，一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為keB．“電子偶素”系統(tǒng)吸收特定頻率的光子發(fā)生能級(jí)躍遷后，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大 C．處于激發(fā)態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)向外輻射光子的最大波長(zhǎng)為-hcD．處于激發(fā)態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)向外輻射光子的最小頻率為-（2023春?梅州期末）如圖甲所示，大量處于第4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出多種頻率的光，分別用這些頻率的光照射圖乙所示電路中的陰極K，只能得到3條光電流隨電壓變化的關(guān)系曲線，如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光照射光電管產(chǎn)生的光電子動(dòng)能一定比c光大 B．該氫原子共發(fā)出3種頻率的光 C．滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端時(shí)，電流表示數(shù)一定為0 D．陰極K材料的逸出功為5.75eV（2023?貴陽開學(xué)）如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量氫原子處于n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動(dòng)能為12.09eV B．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)釋放出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng) C．有2種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) D．用0.85eV的光子照射氫原子可使氫原子躍遷到n＝4激發(fā)態(tài)如圖所示為研究光電效應(yīng)的電路圖。開關(guān)閉合后，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。下列說法正確的是（）A．若只讓滑片P向D端移動(dòng)，則電流表的示數(shù)一定增大 B．若只增加該單色光的強(qiáng)度，則電流表示數(shù)一定增大 C．若改用波長(zhǎng)小于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則陰極K的逸出功變大 D．若改用波長(zhǎng)大于λ0的單色光照射光電管的陰極K，則電流表的示數(shù)一定為零氫原子能級(jí)關(guān)系如圖，下列是有關(guān)氫原子躍遷的說法，正確的是（）A．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子，躍遷時(shí)能輻射出2種頻率的光子 B．用n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射出的光子照射逸出功為4.54eV的金屬鎢能發(fā)生光電效應(yīng)C．用能量為10.3eV的光子照射，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷到n＝2能級(jí) D．氫原子從n＝3能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射出的光子能量為1.51eV氫原子能級(jí)如圖，當(dāng)氫原子從n＝3躍遷到n＝2的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)為656nm．以下判斷正確的是（）A．氫原子從n＝2躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，輻射光的波長(zhǎng)大于656nm B．用波長(zhǎng)為325nm的光照時(shí)，可使氫原子從n＝1躍遷到n＝2能級(jí) C．一群處于n＝3能級(jí)上的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)最多產(chǎn)生2種譜線 D．用波長(zhǎng)為633nm的光照射，不能使氫原子從n＝2躍遷到n＝3的能級(jí)（多選）關(guān)于巴耳末公式1λ=R（A．所有氫原子光譜的波長(zhǎng)都可由巴耳末公式求出 B．公式中n可取任意值，故氫原子光譜是連續(xù)譜 C．公式中n只能取不小于3的整數(shù)值，故氫原子光譜是線狀譜 D．公式不但適用于氫原子光譜的分析，也適用于其他原子光譜的分析（多選）（2021春?黃埔區(qū)校級(jí)期末）用如圖所示的裝置研究光電效應(yīng)現(xiàn)象。所用光子能量為2.75eV的光照射到光電管上時(shí)發(fā)生了光電效應(yīng)，電流表G的示數(shù)不為零，移動(dòng)變阻器的觸點(diǎn)c，發(fā)現(xiàn)當(dāng)電壓表的示數(shù)大于或等于1.7V時(shí)，電流表示數(shù)為0，則下列說法正確的是（）A．換波長(zhǎng)更長(zhǎng)的光照射，可能電流表G沒有示數(shù) B．光電管陰極的逸出功為1.7eV C．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向b端滑動(dòng)時(shí)，電流增大 D．開關(guān)S斷開后，沒有電流流過電流表G（多選）（2021春?信陽期末）如圖所示為研究光電效應(yīng)現(xiàn)象的實(shí)驗(yàn)電路，A、K為光電管的兩個(gè)電極，電壓表V、電流計(jì)G均為理想電表。已知該光電管陰極K的極限頻率為ν0，電子的電荷量為﹣e，普朗克常量為h，開始時(shí)滑片P、P′上下對(duì)齊，且處于滑動(dòng)變阻器的合適位置.現(xiàn)用頻率為ν的光照射陰極K（ν＞ν0），則下列說法正確的是（）A．該光電管陰極材料的逸出功為hν0 B．若加在光電管兩端的正向電壓為U，則到達(dá)陽極A的光電子的最大動(dòng)能為hν﹣hν0+eU，且不隨照射光的強(qiáng)度而變化 C．若將滑片P向右滑動(dòng)，則電流計(jì)G的示數(shù)一定會(huì)不斷增大 D．若將滑片P′向右滑動(dòng)，則當(dāng)滑片P、P′間的電壓為hν-hν已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑為r1＝0.528×10﹣10m，量子數(shù)為n的能級(jí)值為En=-（1）求電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能．（2）有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)．畫一能級(jí)圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線．（3）計(jì)算這幾條光譜線中波長(zhǎng)最短的一條的波長(zhǎng)．（其中靜電力恒量K＝9.0×109N?m2/C2，電子電量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氫原子光譜和玻爾的原子模型知識(shí)點(diǎn)一、光譜1．定義：用棱鏡或光柵把物質(zhì)發(fā)出的光按波長(zhǎng)(頻率)展開，獲得波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄．2．分類2．太陽光譜特點(diǎn)在連續(xù)譜的背景上出現(xiàn)一些不連續(xù)的暗線，是一種吸收光譜產(chǎn)生原因陽光中含有各種顏色的光，但當(dāng)陽光透過太陽的高層大氣射向地球時(shí)，太陽高層大氣中含有的元素會(huì)吸收它自己特征譜線的光，然后再向四面八方發(fā)射出去，到達(dá)地球的這些譜線看起來就暗了，這就形成了明亮背景下的暗線知識(shí)點(diǎn)二、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律如圖所示為氫原子的光譜．1．氫原子光譜的特點(diǎn)：在氫原子光譜圖中的可見光區(qū)內(nèi)，由右向左，相鄰譜線間的距離越來越小，表現(xiàn)出明顯的規(guī)律性．2．巴耳末公式(1)巴耳末對(duì)氫原子光譜的譜線進(jìn)行研究得到公式：eq\f(1,λ)＝R∞(eq\f(1,22)－eq\f(1,n2))(n＝3,4,5，…)，該公式稱為巴耳末公式．式中R叫作里德伯常量，實(shí)驗(yàn)值為R∞＝1.10×107m－1.(2)公式中只能取n≥3的整數(shù)，不能連續(xù)取值，波長(zhǎng)是分立的值．3．其他譜線：除了巴耳末系，氫原子光譜在紅外和紫外光區(qū)的其他譜線也都滿足與巴耳末公式類似的關(guān)系式．知識(shí)點(diǎn)三、經(jīng)典理論的困難1．核式結(jié)構(gòu)模型的成就：正確地指出了原子核的存在，很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn)．2．經(jīng)典理論的困難：經(jīng)典物理學(xué)既無法解釋原子的穩(wěn)定性，又無法解釋原子光譜的分立線狀譜．知識(shí)點(diǎn)四、玻爾原子理論的基本假設(shè)1．軌道量子化(1)原子中的電子在庫侖引力的作用下，繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)．(2)電子運(yùn)行軌道的半徑不是任意的，也就是說電子的軌道是量子化的(填“連續(xù)變化”或“量子化”)．(3)電子在這些軌道上繞核的運(yùn)動(dòng)是穩(wěn)定的，不產(chǎn)生電磁輻射．2．定態(tài)(1)當(dāng)電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量．電子只能在特定軌道上運(yùn)動(dòng)，原子的能量只能取一系列特定的值．這些量子化的能量值叫作能級(jí)．(2)原子中這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài)，稱為定態(tài)．能量最低的狀態(tài)稱為基態(tài)，其他的狀態(tài)叫作激發(fā)態(tài)．3．頻率條件當(dāng)電子從能量較高的定態(tài)軌道(其能量記為En)躍遷到能量較低的定態(tài)軌道(能量記為Em，m＜n)時(shí)，會(huì)放出能量為hν的光子，該光子的能量hν＝En－Em，該式稱為頻率條件，又稱輻射條件．2．能量量子化(1)不同軌道對(duì)應(yīng)不同的狀態(tài)，在這些狀態(tài)中，盡管電子做變速運(yùn)動(dòng)，卻不輻射能量，因此這些狀態(tài)是穩(wěn)定的，原子在不同狀態(tài)有不同的能量，所以原子的能量也是量子化的．(2)基態(tài)：原子最低的能量狀態(tài)稱為基態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng)，氫原子基態(tài)能量E1＝－13.6eV.(3)激發(fā)態(tài)：除基態(tài)之外的其他能量狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)，對(duì)應(yīng)的電子在離核較遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動(dòng)．氫原子各能級(jí)的關(guān)系為：En＝eq\f(1,n2)E1(E1＝－13.6eV，n＝1,2,3，…)3．躍遷原子從一種定態(tài)躍遷到另一種定態(tài)時(shí)，它輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即高能級(jí)Emeq\o(,\s\up12(發(fā)射光子hν＝Em－En),\s\do4(吸收光子hν＝Em－En))低能級(jí)En.玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋1．氫原子能級(jí)圖2．能級(jí)躍遷：處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會(huì)自發(fā)地向較低能級(jí)躍遷，經(jīng)過一次或幾次躍遷到達(dá)基態(tài)．所以一群氫原子處于量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)時(shí)，可能輻射出的光譜線條數(shù)為N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2).3．光子的發(fā)射：原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)以光子的形式放出能量，發(fā)射光子的頻率由下式?jīng)Q定．hν＝Em－En(Em、En是始末兩個(gè)能級(jí)且m>n)，能級(jí)差越大，發(fā)射光子的頻率就越高．4．光子的吸收：原子只能吸收一些特定頻率的光子，原子吸收光子后會(huì)從較低能級(jí)向較高能級(jí)躍遷，吸收光子的能量仍滿足hν＝Em－En(m>n)．能級(jí)躍遷的幾種情況的對(duì)比1．自發(fā)躍遷與受激躍遷的比較(1)自發(fā)躍遷：①由高能級(jí)到低能級(jí)，由遠(yuǎn)軌道到近軌道．②釋放能量，放出光子(發(fā)光)：hν＝E初－E末．③大量處于激發(fā)態(tài)為n能級(jí)的原子可能的光譜線條數(shù)：eq\f(nn－1,2).(2)受激躍遷：①由低能級(jí)到高能級(jí)，由近軌道到遠(yuǎn)軌道．②吸收能量eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(a.光照射,b.實(shí)物粒子碰撞))2．使原子能級(jí)躍遷的兩種粒子——光子與實(shí)物粒子(1)原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級(jí)的能量差，否則不被吸收，不存在激發(fā)到n能級(jí)時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＋1能級(jí)時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級(jí)的問題．(2)原子還可吸收外來實(shí)物粒子(例如，自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實(shí)物粒子的動(dòng)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兩能級(jí)的差值，就可使原子發(fā)生能級(jí)躍遷．3．一個(gè)氫原子躍遷和一群氫原子躍遷的區(qū)別(1)一個(gè)氫原子躍遷的情況分析①確定氫原子所處的能級(jí)，畫出能級(jí)圖．②根據(jù)躍遷原理，畫出氫原子向低能級(jí)躍遷的可能情況示意圖．例如：一個(gè)氫原子最初處于n＝4激發(fā)態(tài)，它向低能級(jí)躍遷時(shí)，有4種可能情況，如圖6，情形Ⅰ中只有一種頻率的光子，其他情形為：情形Ⅱ中兩種，情形Ⅲ中兩種，情形Ⅳ中三種．注意：上述四種情形中只能出現(xiàn)一種，不可能兩種或多種情形同時(shí)存在．(2)一群氫原子躍遷問題的計(jì)算①確定氫原子所處激發(fā)態(tài)的能級(jí)，畫出躍遷示意圖．②運(yùn)用歸納法，根據(jù)數(shù)學(xué)公式N＝Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)確定躍遷時(shí)輻射出幾種不同頻率的光子．③根據(jù)躍遷能量公式hν＝Em－En(m>n)分別計(jì)算出各種光子的頻率．原子的能量及變化規(guī)律1．原子的能量：En＝Ekn＋Epn.2．電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)：keq\f(e2,rn2)＝meq\f(vn2,rn)，故Ekn＝eq\f(1,2)mvn2＝eq\f(ke2,2rn)電子軌道半徑越大，電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能越?。?．當(dāng)電子的軌道半徑增大時(shí)，庫侖引力做負(fù)功，原子的電勢(shì)能增大，反之，電勢(shì)能減?。?．電子的軌道半徑增大時(shí)，說明原子吸收了能量，從能量較低的軌道躍遷到了能量較高的軌道．即電子軌道半徑越大，原子的能量En越大．對(duì)原子光譜，下列說法中不正確的是（）A．原子光譜是不連續(xù)的 B．由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的原子光譜是相同的 C．各種原子的原子結(jié)構(gòu)不同，所以各種原子的原子光譜也不相同 D．分析物質(zhì)的明線光譜和暗線譜，都可以鑒別物質(zhì)中含哪些元素【解答】解：A、原子光譜是由不連續(xù)的亮線組成的，是線狀譜，不是連續(xù)譜。故A錯(cuò)誤。B、C原子都是由原子核和電子組成的，但不同原子的原子結(jié)構(gòu)不同，各種原子的原子光譜都有各自的特征譜線，所以不同原子的原子光譜是不相同的。故B錯(cuò)誤，C正確。D、明線光譜和暗線譜的特征譜線與原子的結(jié)構(gòu)有關(guān)，可以利用明線光譜和暗線譜鑒別物質(zhì)。故D正確。故選：B。關(guān)于線狀譜，下列說法中正確的是（）A．每種原子處在不同溫度下發(fā)光的線狀譜不同 B．每種原子處在不同的物質(zhì)中的線狀譜不同 C．每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同 D．兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜可能相同【解答】解：線狀譜即物質(zhì)高溫時(shí)發(fā)射的光譜亮線；每一種物質(zhì)高溫時(shí)發(fā)射的光譜亮線跟它在低溫時(shí)吸收光譜的暗線位置一一對(duì)應(yīng)，所以元素的明線光譜和吸收光譜是元素特有的，稱為特征光譜，每種原子在任何條件下發(fā)光的線狀譜都相同。故AB錯(cuò)誤，C正確；D、每一種物質(zhì)高溫時(shí)發(fā)射的光譜亮線都是其特有的，兩種不同的原子發(fā)光的線狀譜不可能相同。故D錯(cuò)誤。故選：C。（2021春?大化縣校級(jí)期中）關(guān)于原子的特征譜線，下列說法不正確的是（）A．不同原子的發(fā)光頻率是不一樣的，每種原子都有自己的特征譜線 B．原子的特征譜線可能是由于原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出光子而形成的 C．可以用特征譜線進(jìn)行光譜分析來鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分 D．原子的特征譜線是原子具有核式結(jié)構(gòu)的有力證據(jù)【解答】解：A、每種原子都有自己的特征譜線，故可以根據(jù)原子光譜來鑒別物質(zhì)。故A正確。B、原子的特征譜線可能是由于原子從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí)放出光子而形成的；故B正確；C、利用光譜分析可以鑒別物質(zhì)和確定物質(zhì)的組成成分，不可以深入了解原子的內(nèi)部結(jié)構(gòu)。故C正確，D錯(cuò)誤本題選錯(cuò)誤的；故選：D。（2020春?林州市校級(jí)月考）巴耳末系譜線波長(zhǎng)滿足巴耳末公式1λ=R（A．85 B．95 C．43【解答】解：在巴爾末系中，根據(jù)1λ當(dāng)n＝3時(shí)，光子能量最小，波長(zhǎng)λ最大，則有1λ當(dāng)n＝6時(shí)，光子能量最大，波長(zhǎng)λ最小，則有1λ所以λmax故選：A。關(guān)于玻爾的原子模型理論，下列說法正確的是（）A．原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 B．原子的能量狀態(tài)不是連續(xù)的 C．原子中的核外電子繞核做變速運(yùn)動(dòng)一定向外輻射能量 D．原子中的電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是連續(xù)的【解答】解：玻爾依據(jù)經(jīng)典物理在原子結(jié)構(gòu)問題上遇到了困難，引入量子化觀念建立了新的原子模型理論，主要內(nèi)容為：電子軌道是量子化的，原子的能量是量子化的，處在定態(tài)的原子不向外輻射能量。故B正確，ACD錯(cuò)誤。故選：B。（2023秋?紅橋區(qū)期中）如圖所示是氫原子的能級(jí)圖，大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，可以輻射出多種不同頻率的光子，其中巴耳末系是指氫原子由高能級(jí)向n＝2能級(jí)躍遷時(shí)釋放的光子。下列說法正確的是（）A．最多可放出6種頻率不同的光子，全部屬于巴耳末系 B．放出的光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的 C．用動(dòng)能為12.7eV的電子撞擊氫原子，可使處于基態(tài)的氫原子躍遷至n＝4的激發(fā)態(tài) D．用能量為2.56eV的光子照射處于n＝2能級(jí)的氫原子，可以使它躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)【解答】解：A、大量處于n＝4激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可放出6種頻率不同的光子，屬于巴爾末系的只有兩種，故A錯(cuò)誤；B、光子波長(zhǎng)最長(zhǎng)時(shí)，其頻率最小，即光子能量最小，所以放出的光子中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的是n＝4激發(fā)態(tài)躍遷到n＝3激發(fā)態(tài)時(shí)產(chǎn)生的，故B正確；C、處于基態(tài)的氫原子，躍遷到n＝4能級(jí)需要吸收光子的能量為：ΔE＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（13.6eV）＝12.75eV，用能量大于12.75eV的電子照射處于基態(tài)的氫原子，才能使它躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，故C錯(cuò)誤；D、處于n＝2能級(jí)的氫原子，躍遷到n＝4能級(jí)需要吸收光子的能量為：ΔE＝E4﹣E2＝﹣0.85eV﹣（3.4eV）＝2.555eV，用能量為2.56eV的光子照射處于n＝2能級(jí)的氫原子，不能使它躍遷到n＝4的激發(fā)態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選：B。（2022秋?宣城期末）如圖為氫原子的發(fā)射光譜，Hα、Hβ、Hγ、Hδ是其中的四條光譜線，已知普朗克常量h＝6.63×10﹣34J?s、真空中光速c＝3×108m/s，可見光的波長(zhǎng)400nm﹣700nm之間，則下列說法正確的是（）A．該光譜由氫原子核能級(jí)躍遷產(chǎn)生 B．Hα譜線對(duì)應(yīng)光子的能量最大 C．Hγ譜線對(duì)應(yīng)的是可見光中的紅光 D．Hβ譜線對(duì)應(yīng)光照射逸出功為2.25eV的金屬鉀，該金屬鉀可以發(fā)生光電效應(yīng)【解答】解：A．氫原子的發(fā)射光譜是由氫原子核外電子的躍遷產(chǎn)生，故A錯(cuò)誤；B．Hα譜線波長(zhǎng)最長(zhǎng)，頻率最小，根據(jù)E＝hν，可知光子能量最小，故B錯(cuò)誤；C．可見光的波長(zhǎng)介于400nm﹣700nm之間，而且紅光、橙光波長(zhǎng)較長(zhǎng)，應(yīng)該靠近700nm，藍(lán)光、紫光波長(zhǎng)較短，應(yīng)該靠近400nm，故Hγ譜線對(duì)應(yīng)的不是可見光中的紅光，故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)E=hν=hcλ=故選：D。物理學(xué)家在微觀領(lǐng)域發(fā)現(xiàn)了“電子偶素”這一現(xiàn)象．所謂“電子偶素”就是由一個(gè)負(fù)電子和一個(gè)正電子繞它們連線的中點(diǎn)，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)形成相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng)．類比玻爾的原子量子化模型可知：兩電子做圓周運(yùn)動(dòng)的可能軌道半徑的取值是不連續(xù)的，所以“電子偶素”系統(tǒng)對(duì)應(yīng)的能量狀態(tài)（能級(jí)）也是不連續(xù)的．若規(guī)定兩電子相距無限遠(yuǎn)時(shí)該系統(tǒng)的引力勢(shì)能為零，則該系統(tǒng)的最低能量值為E（E＜0），稱為“電子偶素”的基態(tài)，基態(tài)對(duì)應(yīng)的電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r．已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m，電荷量大小均為e，靜電力常量為k，普朗克常量為h．則下列說法中正確的是（）A．“電子偶素”系統(tǒng)處于基態(tài)時(shí)，一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能為keB．“電子偶素”系統(tǒng)吸收特定頻率的光子發(fā)生能級(jí)躍遷后，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能增大 C．處于激發(fā)態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)向外輻射光子的最大波長(zhǎng)為-hcD．處于激發(fā)態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)向外輻射光子的最小頻率為-【解答】解：A、電子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，正、負(fù)電子的距離為2r，“電子偶素”系統(tǒng)處于基態(tài)時(shí)，ke2(2r)2一個(gè)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek=12mv2B、“電子偶素”系統(tǒng)吸收特定頻率的光子發(fā)生能級(jí)躍遷后，電子做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑增大，動(dòng)能減小，故B錯(cuò)誤；C、根據(jù)光子說E＝hν，處于激發(fā)態(tài)的“電子偶素”系統(tǒng)向外輻射光子的最小頻率應(yīng)小于-Eh，即最大頻率為最小波長(zhǎng)為-hc故選：A。（2023春?梅州期末）如圖甲所示，大量處于第4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，能發(fā)出多種頻率的光，分別用這些頻率的光照射圖乙所示電路中的陰極K，只能得到3條光電流隨電壓變化的關(guān)系曲線，如圖丙所示。下列說法正確的是（）A．a(chǎn)光照射光電管產(chǎn)生的光電子動(dòng)能一定比c光大 B．該氫原子共發(fā)出3種頻率的光 C．滑動(dòng)變阻器滑片滑到最左端時(shí)，電流表示數(shù)一定為0 D．陰極K材料的逸出功為5.75eV【解答】解：A．由圖丙可知，a光的遏止電壓最大，即a光的頻率最大，則a光照射光電管產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能比c光大，但動(dòng)能不一定比c光大，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)數(shù)學(xué)知識(shí)可知，發(fā)出光的頻率個(gè)數(shù)公式n=CC．當(dāng)加速電壓為零時(shí)，因?yàn)楣怆娮佑袆?dòng)能，所以光電子仍能進(jìn)入電路，電流表示數(shù)不一定為0，故C錯(cuò)誤；D．a(chǎn)光是由能級(jí)4躍遷到能級(jí)1產(chǎn)生的光，根據(jù)題意可得：hνa＝E4﹣E1＝﹣0.85eV﹣（﹣13.6）eV＝12.75eV根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hνa﹣W0＝eU陰極K材料的逸出功為W0＝5.75eV故D正確。故選：D。（2023?貴陽開學(xué)）如圖為氫原子的能級(jí)圖，大量氫原子處于n＝3能級(jí)的激發(fā)態(tài)，在向低能級(jí)躍遷時(shí)放出光子，用這些光子照射逸出功為2.29eV的金屬鈉。下列說法正確的是（）A．逸出光電子的最大初動(dòng)能為12.09eV B．從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)釋放出的光子波長(zhǎng)最長(zhǎng) C．有2種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng) D．用0.85eV的光子照射氫原子可使氫原子躍遷到n＝4激發(fā)態(tài)【解答】解：AB、氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)釋放的光子能量最大，頻率也最大，能量為E3﹣E1＝（﹣1.5leV）﹣（﹣13.6eV）＝12.09eV照射逸出功為2.29eV的金屬鈉，光電子的最大初動(dòng)能為Ek＝E3﹣E1﹣W0＝12.09eV﹣2.29eV＝9.8eV頻率大的光子波長(zhǎng)小，故AB錯(cuò)誤；C、大量處于n＝3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)可釋放3種不同頻率的光子，氫原子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)時(shí)釋放的光子能量為E3﹣E2＝（﹣1.5leV）﹣（﹣3.4eV）＝1.89eV＜W0該光子不能使金屬鈉發(fā)生光電效應(yīng)，氫原子從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)時(shí)，釋放的光子能量為E2﹣E1＝（﹣3.4eV）﹣（﹣13.6eV）＝10.2eV＞W(wǎng)0可知有2種頻率的光子能使金屬鈉產(chǎn)生光電效應(yīng)，故C正確；D、如氫原子吸收0.85eV的光子，則吸收后能量為﹣1.5leV+0.85eV＝﹣0.66eV沒有對(duì)應(yīng)的能級(jí)，可知?dú)湓硬荒芪?.85eV的光子從n＝3能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，故