資源簡介

第1節(jié)　原子的結構
(分值：100分)
選擇題1～10題，每小題8分，共80分；第11～12題，每小題10分，共20分，合計100分。
對點題組練
題組一　原子核式結構的提出
1.人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法正確的是(　　)
α粒子散射實驗與棗糕模型和核式結構模型的建立無關
科學家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型，建立了核式結構模型
科學家通過α粒子散射實驗否定了核式結構模型，建立了棗糕模型
科學家通過α粒子散射實驗否定了棗糕模型和核式結構模型
2.(多選)如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置示意圖，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產生閃爍的光點。下列說法正確的是(　　)
該實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據
該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性
α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉
只有少數的α粒子發(fā)生大角度偏轉
3.(粵教版教材P107練習2改編)在盧瑟福α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是(　　)
原子中存在著帶負電的電子
正電荷在原子中是均勻分布的
原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個很小的核上
原子中的質量均勻分布在整個原子范圍內
4.(多選)當α粒子(He)最接近金原子時，α粒子(　　)
動能最小
電勢能最大
α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小
所受金原子的斥力最小
題組二　氫原子光譜和原子的能級結構
5.根據玻爾的原子結構模型，原子中電子繞核運轉的軌道半徑(　　)
可以取任意值
可以在某一范圍內取任意值
可以取不連續(xù)的任意值
是一些不連續(xù)的特定值
6.(多選)下列說法正確的是(　　)
原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差
原子不能從低能級向高能級躍遷
原子吸收光子后從低能級躍遷到高能級，電子的電勢能增加
原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差
7.圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應的能量E。處于n＝4能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。其中光子能量的最大值和最小值分別是(　　)
13.6 eV和0.85 eV
10.2 eV和1.89 eV
12.75 eV和0.66 eV
12.75 eV和2.55 eV
8.(多選)如圖所示為氫原子的能級分布圖，已知可見光光子的能量在1.62 eV～3.11 eV范圍內，由圖可知(　　)
基態(tài)氫原子吸收能量為10.3 eV的光子能從n＝1能級躍遷到n＝2能級
基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV
一群處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，可輻射6種不同頻率的光子
氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，輻射的光子是可見光
綜合提升練
9.盧瑟福通過α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型，實驗裝置如圖所示，帶電粒子打到光屏上就會產生光斑，為驗證α粒子散射實驗結論，現在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡，則這四處位置一段時間內統(tǒng)計的閃爍次數符合實驗事實的是(　　)
1 605、35、11、1
1 242、1 305、723、203
2、10、655、1 205
1 232、1 110、233、203
10.(2024·廣東東莞高二期末)燈會是中國一種古老的民俗文化，已傳承千年。現代燈會普遍用霓虹燈，霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體，原子從高能級向低能級躍遷時發(fā)出能量各異的光子而呈現五顏六色，如圖所示為氫原子能級圖，氫原子處于n＝4能級上，可見光的光子能量范圍為1.62 eV～3.11 eV，則下列說法正確的是(　　)
一個處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時，最多產生6種譜線
氫原子從n＝4能級向n＝2能級躍過程中發(fā)出的光為可見光
氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出光的波長最長
氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出的光不能使逸出功為4.54 eV的金屬鎢發(fā)生光電效應
11.(2023·遼寧卷，6)原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂，某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則(　　)
①和③的能量相等
②的頻率大于④的頻率
用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應
用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
培優(yōu)加強練
12.氫原子的能級圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
一個處于n＝2能級的氫原子，可以吸收一個能量為2 eV的光子
大量處于n＝5能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中可以釋放出12種不同頻率的光子
氫原子從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于13.6 eV
用能量為10 eV和4 eV的兩種光子同時持續(xù)照射大量處于基態(tài)的氫原子，有可能使個別氫原子電離
第1節(jié)　原子的結構
1.B　[α粒子散射實驗與核式結構模型的建立有關，通過該實驗，否定了棗糕模型，建立了核式結構模型，選項B正確。]
2.AD　[α粒子散射實驗的現象是：絕大多數α粒子幾乎不發(fā)生偏轉；少數α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉；極少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉(偏轉角度超過90°，有的甚至幾乎達到180°，被反彈回來)，是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據，A、D正確；通過α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子核式結構模型的假設，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，B錯誤；發(fā)生α粒子偏轉現象，主要是由于α粒子和原子核間庫侖斥力發(fā)生作用的結果，C錯誤。]
3.C　[原子中存在著帶負電的電子，是湯姆孫發(fā)現的，與α粒子發(fā)生大角度偏轉無關，故A錯誤；正電荷在原子中不是均勻分布的，與α粒子發(fā)生大角度偏轉有關，故B錯誤；α粒子和電子之間有相互作用力，它們接近時就有庫侖引力作用，但由于電子的質量只有α粒子質量的約七千分之一，α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一粒灰塵碰撞一樣，α粒子質量大，其運動方向幾乎不改變。α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉說明三點：一是原子內有一質量很大的粒子存在；二是這一粒子帶有較大的正電荷；三是這一粒子的體積很小，故C正確，D錯誤。]
4.AB　[α粒子和金原子都帶正電，庫侖力表現為斥力，二者距離減小時，庫侖力做負功，動能減小，電勢能增大，最接近金原子時，動能最小，電勢能最大，故A、B正確；α粒子與金原子組成的系統(tǒng)能量守恒，故C錯誤；根據庫侖力計算公式F＝k，當兩個點電荷距離減小時，庫侖力增大，則當α粒子(He)最接近金原子時，所受金原子的斥力最大，故D錯誤。]
5.D　[根據玻爾的原子結構理論可知，原子中電子圍繞原子核運動的軌道是分立的，特定的，故只有選項D正確。]]
6.CD　[原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要吸收光子，吸收的光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差，故A錯誤；原子吸收光子可從低能級躍遷到高能級，該過程電子動能變小，電子的電勢能增加，故B錯誤，C正確；根據玻爾理論可知，原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差，故D正確。]
7.C　[一群處在n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出C＝6種不同頻率的光子，其中從n＝4能級躍遷到n＝1能級釋放出的光子的能量值最大，為Emax＝E4－E1＝－0.85 eV＋13.6 eV＝12.75 eV，從n＝4能級躍遷到n＝3能級釋放出的光子的能量值最小，為Emin＝E4－E3＝－0.85 eV＋1.51 eV＝0.66 eV。故A、B、D錯誤，C正確。]
8.BD　[根據玻爾理論可知，氫原子能級躍遷時，吸收的光子能量必須嚴格等于始末兩個能級的能量差，故A錯誤；基態(tài)氫原子電離時的電離能為13.6 eV，故B正確；一群處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，可輻射C＝10種不同頻率的光子，故C錯誤；氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，輻射的光子的能量為E＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV，能量在可見光范圍內，故D正確。]
9.A　[α粒子散射實驗現象是絕大多數粒子直接穿過，少數發(fā)生大角度偏轉，極少數甚至原路返回，故A正確，B、C、D錯誤。]
10.B　[一個處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時，最多產生的譜線為n－1＝3種，選項A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝2能級，兩能級的能量差為2.55 eV，則輻射出光子的能量為2.55 eV，可見光的光子能量范圍為1.62 eV～3.11 eV，則該光屬于可見光，選項B正確；氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷過程中能級差最大，發(fā)出光的頻率最大，波長最短，選項C錯誤；氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出的光子的能量為10.2 eV，大于金屬鎢的逸出功為4.54 eV，所以會發(fā)生光電效應，選項D錯誤。]
11.A　[由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發(fā)生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W0可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。]
12.C　[一個處于n＝2能級的氫原子，吸收一個能量為2 eV的光子后能量為－1.4 eV，無此能級，A錯誤；大量處于n＝5能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程中可以釋放出C＝10種不同頻率的光子，B錯誤；氫原子從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光子的能量不可能大于13.6 eV，因為最高能級為0，最低能級為－13.6 eV，C正確；用能量為10 eV和4 eV的兩種光子同時持續(xù)照射大量處于基態(tài)的氫原子，因為這兩種光子基態(tài)氫原子都不吸收，不可能使個別氫原子電離，D錯誤。]第1節(jié)　原子的結構
學習目標　1.了解α粒子散射實驗現象以及盧瑟福原子核式結構模型的主要內容。2.知道玻爾原子理論的基本假設的主要內容。了解能級躍遷、軌道和能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念。
知識點一　原子核式結構的提出
（1）湯姆孫發(fā)現電子之后，人們立刻進行建立各種原子模型的嘗試，你都知道有哪些典型的模型呢？
（2）在探究原子內部結構的過程中，盧瑟福說：“我知道了，原子到底是什么樣的……可以將它想象成一個小的太陽系。”你是怎么樣理解這段話的？
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1.電子的發(fā)現：　　　　　　在氣體電離和光電效應實驗現象中發(fā)現了電子。
2.湯姆孫的原子結構模型：原子是一個球體，正電荷　　　　地分布在其中，質量很小的電子鑲嵌其中，被形象稱為“棗糕模型”或“葡萄干布丁模型”。
3.α粒子散射實驗
（1）英國物理學家　　　　指導他的助手進行了α粒子散射實驗。
（2）如圖所示，α粒子散射實驗裝置由α粒子源、　　　　、顯微鏡等幾部分組成，實驗時從α粒子源到熒光屏這段路程應處于　　　　中。
（3）實驗現象：　　　　α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉，并且有　　　　α粒子的偏轉超過了90°，有的甚至達到了180°。
（4）現象分析
①由于α粒子的質量遠大于電子的質量，原子中的電子　　　　使α粒子發(fā)生大角度的偏轉。
②少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些α粒子一定是受到原子內部正電荷產生的極強的　　　　作用，運動方向才會發(fā)生如此大的改變。
③絕大多數α粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的，原子的正電荷和幾乎全部質量都集中在體積很小的核內。
（5）實驗意義：盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子結構模型，建立了　　　　模型。
4.核式結構模型：原子的中心有一個帶正電的很小的原子核，它幾乎集中了原子的全部質量，而電子則在核外空間繞原子核旋轉。
5.原子的大小：原子半徑的數量級大約是　　　　 m，而原子核半徑的數量級為10－15～10－14 m，僅相當于原子半徑的萬分之一。
【思考】 如圖所示為1909年英國物理學家盧瑟福指導他的助手進行α粒子散射實驗的實驗裝置，回答以下問題：
（1）什么是α粒子？
（2）實驗裝置中各部件的作用是什么？
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例1 1909－1911年，物理學家盧瑟福指導他的助手用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是（　　）
A.在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉
B.α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞
C.α粒子散射實驗說明原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有原子的全部質量
D.通過α粒子散射實驗還可以估計原子核半徑的數量級是10－10 m
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例2 （多選）盧瑟福提出的原子核式結構學說包括下列哪些內容（　　）
A.原子的中心有一個很小的核
B.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里
C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上
D.帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉
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訓練1 （粵教版教材P107練習2改編）根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。如圖所示為原子核式結構模型的α粒子散射圖景，圖中實線表示α粒子運動軌跡。下列說法正確的是（　　）
A.盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現了電子
B.α粒子出現較大角度偏轉的原因是α粒子接近原子核時受到的庫侖斥力較小
C.α粒子出現較大角度偏轉的過程中電勢能先變小后變大
D.α粒子出現較大角度偏轉的過程中加速度先變大后變小
知識點二　氫原子光譜和原子的能級結構
如圖所示為氫原子的光譜。
仔細觀察，氫原子光譜具有什么特點？
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1.氫原子光譜
（1）原子光譜：某種原子的氣體通電后可以發(fā)光并產生固定不變的　　　　。
（2）實驗得到的氫原子光譜是　　　　的。
2.原子的能級結構
（1）軌道量子化
①電子繞原子核運動的軌道半徑是　　　　的，電子只能在某些　　　　的軌道上運動。
②氫原子的電子軌道最小半徑為r1＝0.053 nm，其余軌道半徑滿足rn＝n2r1，式中n稱為量子數，對應不同的軌道，只能取正整數。
（2）能級：當電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量。這些分立的　　　　被稱為原子的能級。
（3）躍遷：原子從一個能級變化到　　　　能級的過程叫作躍遷。
（4）基態(tài)：氫原子處于　　　　的能級E1（n＝1），這個最低能級對應的狀態(tài)稱為基態(tài)。選取電子處于無窮遠處時氫原子的能量為零，氫原子在基態(tài)時的能量為　　　　 eV。
（5）激發(fā)態(tài)：當電子受到外界激發(fā)時，可從外界　　　　能量，并從基態(tài)躍遷到　　　　的能級E2，E3，…上，這些能級對應的狀態(tài)稱為激發(fā)態(tài)。氫原子各能級的關系為：En＝E1[E1＝－13.6 eV，（n＝1，2，3，…）]。
3.能級躍遷
（1）處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會自發(fā)地向較低能級躍遷，躍遷時釋放出來的能量以光子形式向外輻射，輻射出的光子的能量等于兩能級間的能量差，即hν＝　　　　；反之原子吸收特定頻率的光子獲得能量時，便可從低能級向高能級躍遷，同樣遵循上述規(guī)律。
（2）原子還可吸收外來實物粒子（例如自由電子）的能量而被激發(fā)，由于實物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以當入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值，也可使原子發(fā)生能級躍遷。
（3）氫原子能級躍遷的可能情況
①大量處于n能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可輻射C種頻率的光。
②一個處于n能級的氫原子向低能級躍遷時，最多輻射（n－1）種頻率的光。
（4）電離
①定義：指電子獲得能量后脫離原子核的束縛成為自由電子的現象。
②電離能：是氫原子從某一狀態(tài)躍遷到n＝∞時所需吸收的能量，其數值等于氫原子處于各定態(tài)時的能級值的絕對值。如基態(tài)氫原子的電離能是13.6 eV，氫原子處于n＝2激發(fā)態(tài)時的電離能為3.4 eV。氫原子吸收光子發(fā)生電離時，光子的能量大于或等于氫原子的電離能就可以。
【思考】 （1）在玻爾原子模型中哪些方面用到了量子假設？哪些方面量子的概念不徹底？
（2）電子由高能量狀態(tài)躍遷到低能量狀態(tài)時，釋放出的光子的頻率可以是任意值嗎？
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例3 根據玻爾理論，下列關于氫原子的論述正確的是（　　）
A.若氫原子由能級Em向低能級En躍遷，則氫原子要輻射的光子能量為hν＝Em－En
B.電子沿某一軌道繞核運動，若圓周運動的頻率為ν，則其發(fā)光的頻率也是ν
C.一個氫原子中的電子從一個半徑為ra的軌道直接躍遷到另一半徑為rb的軌道，則此過程原子要輻射某一頻率的光子
D.氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷
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訓練2 （2023·湖北卷，1）2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為121.6 nm的氫原子譜線（對應的光子能量為10.2 eV）。根據如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子（　　）
A.n＝2和n＝1能級之間的躍遷
B.n＝3和n＝1能級之間的躍遷
C.n＝3和n＝2能級之間的躍遷
D.n＝4和n＝2能級之間的躍遷
隨堂對點自測
1.（原子核式結構的提出）如圖所示為盧瑟福和他的助手做α粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，觀察到屏上的閃光次數最多的是（　　）
A.A位置 B.B位置
C.C位置 D.D位置
2.（原子核式結構的提出）（多選）下列關于原子結構，說法正確的是（　　）
A.湯姆孫提出了原子的“棗糕模型”，盧瑟福提出了原子的核式結構模型
B.原子的核式結構模型認為原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都在原子核內
C.根據α粒子散射實驗的數據，盧瑟福推算原子核半徑的數量級為10－10 m
D.原子的核式結構模型解釋了α粒子散射實驗中α粒子的大角度散射現象
3.（氫原子光譜分析和原子的能級結構）（多選）玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有（　　）
A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，電子在軌道上繞核轉動，但并不向外輻射能量
B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的
C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射（或吸收）一定頻率的光子
D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率
4.（氫原子光譜分析和原子的能級結構）（2023·山東卷，1）“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘躍遷的下能級1，實現受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產生的鐘激光的頻率ν2為（　　）
A.ν0＋ν1＋ν3 B.ν0＋ν1－ν3
C.ν0－ν1＋ν3 D.ν0－ν1－ν3
第1節(jié)　原子的結構
知識點一
導學　提示　(1)湯姆孫的“棗糕模型”、盧瑟福的核式結構模型。
(2)在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間運動，這就像行星繞太陽運轉一樣，原子內部就像一個小型的太陽系。
知識梳理
1.J.J.湯姆孫　2.均勻　3.(1)盧瑟福　(2)金箔　真空　(3)絕大多數　極少數　(4)①不可能　②電場斥力　(5)核式結構　5.10－10
[思考] 提示　(1)α粒子是從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子，實質是失去兩個電子的氦原子核。
(2)①α粒子源：把放射性元素釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能的α粒子。
②帶熒光屏的顯微鏡：觀察α粒子打在熒光屏上發(fā)出的微弱閃光。
例1 C　[當α粒子穿過金箔時，電子對α粒子影響很小，主要影響α粒子運動的是原子核，離核遠則α粒子受到的庫侖斥力很小，運動方向改變小。只有當α粒子與核十分接近時，才會受到很大的庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機會就很少，所以只有極少數發(fā)生大角度的偏轉，而絕大多數基本沿原來的方向前進，故A錯誤；造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比較大，不是由于它跟電子發(fā)生了碰撞，故B錯誤；從絕大多數α粒子幾乎不發(fā)生偏轉，可以推測使α粒子受到排斥力的原子核體積極小，實驗表明原子中心的核占有原子的全部正電和幾乎全部質量，故C正確；α粒子散射實驗可以估算出原子核半徑的數量級是10－15～10－14 m，故D錯誤。]
例2 ABD　[盧瑟福提出的原子核式結構模型是：原子的中心有一個很小的原子核，它集中了原子的幾乎全部質量和所有的正電荷，帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉，故A、B、D正確。]
訓練1 D　[盧瑟福通過α粒子散射實驗提出原子核式結構，湯姆孫發(fā)現了電子，故A錯誤；α粒子在接近金原子核的過程中，斥力越來越大，加速度越來越大，做負功；在遠離金原子核的過程中，斥力越來越小，加速度越來越小，斥力做正功，故D正確，B、C錯誤。]
知識點二
導學　提示　從左至右，相鄰譜線間的距離越來越小。
知識梳理
1.(1)光譜　(2)分立　2.(1)①分立　特定　(2)能量值　(3)另一個　(4)最低　－13.6　(5)吸收　較高　3.(1)Em－En
[思考] 提示　(1)玻爾的原子模型中用到量子假設的是：
①原子存在一系列定態(tài)，定態(tài)的能量取分立值(能級)E1，E2，E3，…，原子在定態(tài)中不發(fā)射也不吸收電磁輻射能。
②當原子在能級E1、E2之間躍遷時，以發(fā)射或吸收特定頻率光子的形式與電磁輻射場交換能量。光子的頻率滿足ν＝。
量子概念不徹底的是：認為電子繞原子核沿一定的軌道運動，遵從牛頓運動定律。
(2)不可以。因各定態(tài)軌道的能量是確定的，由hν＝Em－En可知，躍遷時釋放出的光子的頻率，也是一系列分立值。
例3 A　[原子由能級Em向低能級En躍遷時，輻射的光子能量等于兩能級的能量差，即hν＝Em－En，故A正確；電子沿某一軌道繞核運動，處于某一定態(tài)，不向外輻射能量，故不發(fā)光，故B錯誤；電子只有由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道，能級降低，才能輻射某一頻率的光子，故C錯誤；原子吸收光子后能量增加，能級升高，故D錯誤。]
訓練2 A　[由題圖可知n＝2和n＝1的能級之間的能量差值為ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，與探測器探測到的譜線能量相等，可知此譜線來源于太陽中氫原子n＝2和n＝1能級之間的躍遷，故A正確。]
隨堂對點自測
1.A　[α粒子散射實驗的現象是絕大多數α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉，極少數α粒子偏轉超過90°，有的甚至達到180°，可知A位置觀察到屏上的閃光次數最多，故D錯誤。]
2.ABD　[湯姆孫發(fā)現電子后，認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體中，電子鑲嵌其中，這個模型被稱為“棗糕模型”，盧瑟福根據α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，A正確；原子的核式結構模型認為原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都集中在原子核內，B正確；根據α粒子散射實驗的數據，盧瑟福推算原子核半徑的數量級為10－15 m，整個原子半徑的數量級為10－10 m，兩者相差十萬倍之多，C錯誤；因為原子核很小，α粒子接近它的機會很少，所以絕大多數α粒子基本上仍按直線方向前進，發(fā)生偏轉的粒子中大多數偏轉角度也不大，只有極少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，甚至被彈回，原子的核式結構模型很好地解釋了α粒子大角度散射現象，D正確。]
3.ABC
4.D　[原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有EⅡ－EⅠ＝hν0，且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ躍遷到基態(tài)Ⅰ的過程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故D正確。](共48張PPT)
第1節(jié)　原子的結構
第五章 原子與原子核
1.了解α粒子散射實驗現象以及盧瑟福原子核式結構模型的主要內容。
2.知道玻爾原子理論的基本假設的主要內容。了解能級躍遷、軌道和能量量子化以及基態(tài)、激發(fā)態(tài)等概念。
學習目標
目 錄
CONTENTS
知識點
01
隨堂對點自測
02
課后鞏固訓練
03
知識點
1
知識點二　氫原子光譜和原子的能級結構
知識點一　原子核式結構的提出
知識點一　原子核式結構的提出
　　　(1)湯姆孫發(fā)現電子之后，人們立刻進行建立各種原子模型的嘗試，你都知道有哪些典型的模型呢？
(2)在探究原子內部結構的過程中，盧瑟福說：“我知道了，原子到底是什么樣的……可以將它想象成一個小的太陽系。”你是怎么樣理解這段話的？
提示　(1)湯姆孫的“棗糕模型”、盧瑟福的核式結構模型。
(2)在原子的中心有一個很小的核，叫作原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間運動，這就像行星繞太陽運轉一樣，原子內部就像一個小型的太陽系。
1.電子的發(fā)現：________________在氣體電離和光電效應實驗現象中發(fā)現了電子。
2.湯姆孫的原子結構模型：原子是一個球體，正電荷______地分布在其中，質量很小的電子鑲嵌其中，被形象稱為“棗糕模型”或“葡萄干布丁模型”。
3.α粒子散射實驗
(1)英國物理學家________指導他的助手進行了α粒子散射實驗。
(2)如圖所示，α粒子散射實驗裝置由α粒子源、______、顯微鏡等幾部分組成，實驗時從α粒子源到熒光屏這段路程應處于______中。
J.J.湯姆孫
均勻
盧瑟福
金箔
真空
(3)實驗現象：__________α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但少數α粒子發(fā)生了較大的偏轉，并且有________α粒子的偏轉超過了90°，有的甚至達到了180°。
(4)現象分析
①由于α粒子的質量遠大于電子的質量，原子中的電子________使α粒子發(fā)生大角度的偏轉。
②少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉，甚至反彈回來，表明這些α粒子一定是受到原子內部正電荷產生的極強的__________作用，運動方向才會發(fā)生如此大的改變。
③絕大多數α粒子在穿過厚厚的金原子層時運動方向沒有明顯變化，說明原子中絕大部分是空的，原子的正電荷和幾乎全部質量都集中在體積很小的核內。
(5)實驗意義：盧瑟福通過α粒子散射實驗，否定了湯姆孫的原子結構模型，建立了__________模型。
絕大多數
極少數
不可能
電場斥力
核式結構
4.核式結構模型：原子的中心有一個帶正電的很小的原子核，它幾乎集中了原子的全部質量，而電子則在核外空間繞原子核旋轉。
5.原子的大小：原子半徑的數量級大約是________ m，而原子核半徑的數量級為10－15～10－14 m，僅相當于原子半徑的萬分之一。
10－10
【思考】 如圖所示為1909年英國物理學家盧瑟福指導他的助手進行α粒子散射實驗的實驗裝置，回答以下問題：
(1)什么是α粒子？
(2)實驗裝置中各部件的作用是什么？
提示　(1)α粒子是從放射性物質中發(fā)射出來的快速運動的粒子，實質是失去兩個電子的氦原子核。
(2)①α粒子源：把放射性元素釙放在帶小孔的鉛盒中，放射出高能的α粒子。
②帶熒光屏的顯微鏡：觀察α粒子打在熒光屏上發(fā)出的微弱閃光。
例1 1909－1911年，物理學家盧瑟福指導他的助手用α粒子轟擊金箔，研究α粒子被散射的情況。關于α粒子散射實驗，下列說法正確的是(　　)
A.在α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉
B.α粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞
C.α粒子散射實驗說明原子中帶正電部分的體積很小，但幾乎占有原子的全部質量
D.通過α粒子散射實驗還可以估計原子核半徑的數量級是10－10 m
C
解析　當α粒子穿過金箔時，電子對α粒子影響很小，主要影響α粒子運動的是原子核，離核遠則α粒子受到的庫侖斥力很小，運動方向改變小。只有當α粒子與核十分接近時，才會受到很大的庫侖斥力，而原子核很小，所以α粒子接近它的機會就很少，所以只有極少數發(fā)生大角度的偏轉，而絕大多數基本沿原來的方向前進，故A錯誤；造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比較大，不是由于它跟電子發(fā)生了碰撞，故B錯誤；從絕大多數α粒子幾乎不發(fā)生偏轉，可以推測使α粒子受到排斥力的原子核體積極小，實驗表明原子中心的核占有原子的全部正電和幾乎全部質量，故C正確；α粒子散射實驗可以估算出原子核半徑的數量級是10－15～10－14 m，故D錯誤。
例2 (多選)盧瑟福提出的原子核式結構學說包括下列哪些內容(　 　)
A.原子的中心有一個很小的核
B.原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里
C.原子的正電荷均勻分布在它的全部體積上
D.帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉
解析　盧瑟福提出的原子核式結構模型是：原子的中心有一個很小的原子核，它集中了原子的幾乎全部質量和所有的正電荷，帶負電的電子在核外空間繞原子核旋轉，故A、B、D正確。
ABD
D
訓練1 (粵教版教材P107練習2改編)根據α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子的核式結構模型。如圖所示為原子核式結構模型的α粒子散射圖景，圖中實線表示α粒子運動軌跡。下列說法正確的是(　　)
A.盧瑟福在α粒子散射實驗中發(fā)現了電子
B.α粒子出現較大角度偏轉的原因是α粒子接近原子核時
受到的庫侖斥力較小
C.α粒子出現較大角度偏轉的過程中電勢能先變小后變大
D.α粒子出現較大角度偏轉的過程中加速度先變大后變小
解析　盧瑟福通過α粒子散射實驗提出原子核式結構，湯姆孫發(fā)現了電子，故A錯誤；α粒子在接近金原子核的過程中，斥力越來越大，加速度越來越大，做負功；在遠離金原子核的過程中，斥力越來越小，加速度越來越小，斥力做正功，故D正確，B、C錯誤。
知識點二　氫原子光譜和原子的能級結構
　　　如圖所示為氫原子的光譜。
仔細觀察，氫原子光譜具有什么特點？
提示　從左至右，相鄰譜線間的距離越來越小。
1.氫原子光譜
(1)原子光譜：某種原子的氣體通電后可以發(fā)光并產生固定不變的______。
(2)實驗得到的氫原子光譜是______的。
2.原子的能級結構
(1)軌道量子化
①電子繞原子核運動的軌道半徑是______的，電子只能在某些______的軌道上運動。
②氫原子的電子軌道最小半徑為r1＝0.053 nm，其余軌道半徑滿足rn＝n2r1，式中n稱為量子數，對應不同的軌道，只能取正整數。
光譜
分立
分立
特定
(2)能級：當電子在不同的軌道上運動時，原子處于不同的狀態(tài)，具有不同的能量。這些分立的________被稱為原子的能級。
(3)躍遷：原子從一個能級變化到________能級的過程叫作躍遷。
(4)基態(tài)：氫原子處于______的能級E1(n＝1)，這個最低能級對應的狀態(tài)稱為基態(tài)。選取電子處于無窮遠處時氫原子的能量為零，氫原子在基態(tài)時的能量為_________eV。
能量值
另一個
最低
－13.6
吸收
較高
3.能級躍遷
(1)處于激發(fā)態(tài)的原子是不穩(wěn)定的，它會自發(fā)地向較低能級躍遷，躍遷時釋放出來的能量以光子形式向外輻射，輻射出的光子的能量等于兩能級間的能量差，即hν＝____________；反之原子吸收特定頻率的光子獲得能量時，便可從低能級向高能級躍遷，同樣遵循上述規(guī)律。
(2)原子還可吸收外來實物粒子(例如自由電子)的能量而被激發(fā)，由于實物粒子的動能可全部或部分地被原子吸收，所以當入射粒子的能量大于或等于兩能級的能量差值，也可使原子發(fā)生能級躍遷。
Em－En
(4)電離
①定義：指電子獲得能量后脫離原子核的束縛成為自由電子的現象。
②電離能：是氫原子從某一狀態(tài)躍遷到n＝∞時所需吸收的能量，其數值等于氫原子處于各定態(tài)時的能級值的絕對值。如基態(tài)氫原子的電離能是13.6 eV，氫原子處于n＝2激發(fā)態(tài)時的電離能為3.4 eV。氫原子吸收光子發(fā)生電離時，光子的能量大于或等于氫原子的電離能就可以。
【思考】 (1)在玻爾原子模型中哪些方面用到了量子假設？哪些方面量子的概念不徹底？
(2)電子由高能量狀態(tài)躍遷到低能量狀態(tài)時，釋放出的光子的頻率可以是任意值嗎？
提示　(1)玻爾的原子模型中用到量子假設的是：
①原子存在一系列定態(tài)，定態(tài)的能量取分立值(能級)E1，E2，E3，…，原子在定態(tài)中不發(fā)射也不吸收電磁輻射能。
量子概念不徹底的是：認為電子繞原子核沿一定的軌道運動，遵從牛頓運動定律。
(2)不可以。因各定態(tài)軌道的能量是確定的，由hν＝Em－En可知，躍遷時釋放出的光子的頻率，也是一系列分立值。
例3 根據玻爾理論，下列關于氫原子的論述正確的是(　　)
A.若氫原子由能級Em向低能級En躍遷，則氫原子要輻射的光子能量為hν＝Em－En
B.電子沿某一軌道繞核運動，若圓周運動的頻率為ν，則其發(fā)光的頻率也是ν
C.一個氫原子中的電子從一個半徑為ra的軌道直接躍遷到另一半徑為rb的軌道，則此過程原子要輻射某一頻率的光子
D.氫原子吸收光子后，將從高能級向低能級躍遷
解析　原子由能級Em向低能級En躍遷時，輻射的光子能量等于兩能級的能量差，即hν＝Em－En，故A正確；電子沿某一軌道繞核運動，處于某一定態(tài)，不向外輻射能量，故不發(fā)光，故B錯誤；電子只有由半徑大的軌道躍遷到半徑小的軌道，能級降低，才能輻射某一頻率的光子，故C錯誤；原子吸收光子后能量增加，能級升高，故D錯誤。
A
A
訓練2 (2023·湖北卷，1)2022年10月，我國自主研發(fā)的“夸父一號”太陽探測衛(wèi)星成功發(fā)射。該衛(wèi)星搭載的萊曼阿爾法太陽望遠鏡可用于探測波長為121.6 nm的氫原子譜線(對應的光子能量為10.2 eV)。根據如圖所示的氫原子能級圖，可知此譜線來源于太陽中氫原子(　　)
A.n＝2和n＝1能級之間的躍遷
B.n＝3和n＝1能級之間的躍遷
C.n＝3和n＝2能級之間的躍遷
D.n＝4和n＝2能級之間的躍遷
解析　由題圖可知n＝2和n＝1的能級之間的能量差值為ΔE＝E2－E1＝－3.4 eV－(－13.6 eV)＝10.2 eV，與探測器探測到的譜線能量相等，可知此譜線來源于太陽中氫原子n＝2和n＝1能級之間的躍遷，故A正確。
隨堂對點自測
2
A
1.(原子核式結構的提出)如圖所示為盧瑟福和他的助手做α粒子散射實驗裝置的示意圖，熒光屏和顯微鏡一起分別放在圖中的A、B、C、D四個位置時，觀察到屏上的閃光次數最多的是(　　)
A.A位置 B.B位置
C.C位置 D.D位置
解析　α粒子散射實驗的現象是絕大多數α粒子
穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但少數α粒
子發(fā)生了較大的偏轉，極少數α粒子偏轉超過90°，有的甚至達到180°，可知A位置觀察到屏上的閃光次數最多，故D錯誤。
ABD
2.(原子核式結構的提出)(多選)下列關于原子結構，說法正確的是(　 　)
A.湯姆孫提出了原子的“棗糕模型”，盧瑟福提出了原子的核式結構模型
B.原子的核式結構模型認為原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都在原子核內
C.根據α粒子散射實驗的數據，盧瑟福推算原子核半徑的數量級為10－10 m
D.原子的核式結構模型解釋了α粒子散射實驗中α粒子的大角度散射現象
解析　湯姆孫發(fā)現電子后，認為原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體中，電子鑲嵌其中，這個模型被稱為“棗糕模型”，盧瑟福根據α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，A正確；原子的核式結構模型認為原子的全部正電荷及幾乎全部的質量都集中在原子核內，B正確；根據α粒子散射實驗的數據，盧瑟福推算原子核半徑的數量級為10－15 m，整個原子半徑的數量級為10－10 m，兩者相差十萬倍之多，C錯誤；因為原子核很小，α粒子接近它的機會很少，所以絕大多數α粒子基本上仍按直線方向前進，發(fā)生偏轉的粒子中大多數偏轉角度也不大，只有極少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，甚至被彈回，原子的核式結構模型很好地解釋了α粒子大角度散射現象，D正確。
ABC
3.(氫原子光譜分析和原子的能級結構)(多選)玻爾在他提出的原子模型中所作的假設有(　　 )
A.原子處于稱為定態(tài)的能量狀態(tài)時，電子在軌道上繞核轉動，但并不向外輻射能量
B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不同的圓軌道繞核運動相對應，而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的
C.電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時，輻射(或吸收)一定頻率的光子
D.電子躍遷時輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運動的頻率
D
4.(氫原子光譜分析和原子的能級結構)(2023·山東卷，1)“夢天號”實驗艙攜帶世界首套可相互比對的冷原子鐘組發(fā)射升空，對提升我國導航定位、深空探測等技術具有重要意義。如圖所示為某原子鐘工作的四能級體系，原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ，然后自發(fā)輻射出頻率為ν1的光子，躍遷到鐘躍遷的上能級2，并在一定條件下可躍遷到鐘
躍遷的下能級1，實現受激輻射，發(fā)出鐘激光，最后輻
射出頻率為ν3的光子回到基態(tài)。該原子鐘產生的鐘激光
的頻率ν2為(　　)
A.ν0＋ν1＋ν3 B.ν0＋ν1－ν3
C.ν0－ν1＋ν3 D.ν0－ν1－ν3
解析　原子吸收頻率為ν0的光子從基態(tài)能級Ⅰ躍遷至激發(fā)態(tài)能級Ⅱ時有EⅡ－EⅠ＝hν0，且從激發(fā)態(tài)能級Ⅱ躍遷到基態(tài)Ⅰ的過程有EⅡ－EⅠ＝hν1＋hν2＋hν3，聯立解得ν2＝ν0－ν1－ν3，故D正確。
課后鞏固訓練
3
B
題組一　原子核式結構的提出
1.人們在研究原子結構時提出過許多模型，其中比較有名的是棗糕模型和核式結構模型，它們的模型示意圖如圖所示。下列說法正確的是(　　)
A.α粒子散射實驗與棗糕模型和核式
結構模型的建立無關
B.科學家通過α粒子散射實驗否定了
棗糕模型，建立了核式結構模型
C.科學家通過α粒子散射實驗否定了
核式結構模型，建立了棗糕模型
D.科學家通過α粒子散射實驗否定了
棗糕模型和核式結構模型
解析　α粒子散射實驗與核式結構模型的建立有關，通過該實驗，否定了棗糕模型，建立了核式結構模型，選項B正確。
對點題組練
AD
2.(多選)如圖是盧瑟福的α粒子散射實驗裝置示意圖，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產生閃爍的光點。下列說法正確的是(　　)
A.該實驗是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據
B.該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性
C.α粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉
D.只有少數的α粒子發(fā)生大角度偏轉
解析　α粒子散射實驗的現象是：絕大多數α粒子幾乎不發(fā)生偏轉；少數α粒子發(fā)生了較大的角度偏轉；極少數α粒子發(fā)生了大角度偏轉(偏轉角度超過90°，有的甚至幾乎達到180°，被反彈回來)，是盧瑟福建立原子核式結構模型的重要依據，A、D正確；通過α粒子散射實驗，盧瑟福提出了原子核式結構模型的假設，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，B錯誤；發(fā)生α粒子偏轉現象，主要是由于α粒子和原子核間庫侖斥力發(fā)生作用的結果，C錯誤。
C
3.(粵教版教材P107練習2改編)在盧瑟福α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉，其原因是(　　)
A.原子中存在著帶負電的電子
B.正電荷在原子中是均勻分布的
C.原子的正電荷和絕大部分質量集中在一個
很小的核上
D.原子中的質量均勻分布在整個原子范圍內
解析　原子中存在著帶負電的電子，是湯姆孫發(fā)現的，與α粒子發(fā)生大角度偏轉無關，故A錯誤；正電荷在原子中不是均勻分布的，與α粒子發(fā)生大角度偏轉有關，故B錯誤；α粒子和電子之間有相互作用力，它們接近時就有庫侖引力作用，但由于電子的質量只有α粒子質量的約七千分之一，α粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一粒灰塵碰撞一樣，α粒子質量大，其運動方向幾乎不改變。α粒子散射實驗中，有少數α粒子發(fā)生大角度偏轉說明三點：一是原子內有一質量很大的粒子存在；二是這一粒子帶有較大的正電荷；三是這一粒子的體積很小，故C正確，D錯誤。
AB
4.(多選)當α粒子(He)最接近金原子時，α粒子(　　)
A.動能最小 B.電勢能最大
C.α粒子與金原子組成的系統(tǒng)的能量最小 D.所受金原子的斥力最小
D
題組二　氫原子光譜和原子的能級結構
5.根據玻爾的原子結構模型，原子中電子繞核運轉的軌道半徑(　　)
A.可以取任意值
B.可以在某一范圍內取任意值
C.可以取不連續(xù)的任意值
D.是一些不連續(xù)的特定值
解析　根據玻爾的原子結構理論可知，原子中電子圍繞原子核運動的軌道是分立的，特定的，故只有選項D正確。
CD
6.(多選)下列說法正確的是(　　)
A.原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要放出光子，放出光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差
B.原子不能從低能級向高能級躍遷
C.原子吸收光子后從低能級躍遷到高能級，電子的電勢能增加
D.原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差
解析　原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)要吸收光子，吸收的光子的能量等于原子在始、末兩個能級的能量差，故A錯誤；原子吸收光子可從低能級躍遷到高能級，該過程電子動能變小，電子的電勢能增加，故B錯誤，C正確；根據玻爾理論可知，原子無論是吸收光子還是放出光子，吸收的光子或放出的光子的能量恒等于始、末兩個能級的能量差，故D正確。
C
7.圖中畫出了氫原子的4個能級，并注明了相應的能量E。處于n＝4能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發(fā)出若干種不同頻率的光子。其中光子能量的最大值和最小值分別是(　　)
A.13.6 eV和0.85 eV
B.10.2 eV和1.89 eV
C.12.75 eV和0.66 eV
D.12.75 eV和2.55 eV
BD
8.(多選)如圖所示為氫原子的能級分布圖，已知可見光光子的能量在1.62 eV～3.11 eV范圍內，由圖可知(　　)
A.基態(tài)氫原子吸收能量為10.3 eV的光子能從n＝1
能級躍遷到n＝2能級
B.基態(tài)氫原子的電離能為13.6 eV
C.一群處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷時，
可輻射6種不同頻率的光子
D.氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級，輻射的光
子是可見光
A
9.盧瑟福通過α粒子散射實驗得出了原子核式結構模型，實驗裝置如圖所示，帶電粒子打到光屏上就會產生光斑，為驗證α粒子散射實驗結論，現在1、2、3、4四處放置帶有熒光屏的顯微鏡，則這四處位置一段時間內統(tǒng)計的閃爍次數符合實驗事實的是(　　)
A.1 605、35、11、1
B.1 242、1 305、723、203
C.2、10、655、1 205
D.1 232、1 110、233、203
解析　α粒子散射實驗現象是絕大多數粒子直接穿過，少數發(fā)生大角度偏轉，極少數甚至原路返回，故A正確，B、C、D錯誤。
綜合提升練
B
10.(2024·廣東東莞高二期末)燈會是中國一種古老的民俗文化，已傳承千年。現代燈會普遍用霓虹燈，霓虹燈發(fā)光原理是不同氣體，原子從高能級向低能級躍遷時發(fā)出能量各異的光子而呈現五顏六色，如圖所示為氫原子能級圖，氫原子處于n＝4能級上，可見光的光子能量范圍為1.62 eV～3.11 eV，則下列說法正確的是(　　)
A.一個處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時，
最多產生6種譜線
B.氫原子從n＝4能級向n＝2能級躍過程中發(fā)出的
光為可見光
C.氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出
光的波長最長
D.氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出
的光不能使逸出功為4.54 eV的金屬鎢發(fā)生光電效應
解析　一個處于n＝4能級上的氫原子向低能級躍遷時，最多產生的譜線為n－1＝3種，選項A錯誤；從n＝4能級躍遷到n＝2能級，兩能級的能量差為2.55 eV，則輻射出光子的能量為2.55 eV，可見光的光子能量范圍為1.62 eV～3.11 eV，則該光屬于可見光，選項B正確；氫原子從n＝4能級向n＝1能級躍遷過程中能級差最大，發(fā)出光的頻率最大，波長最短，選項C錯誤；氫原子從n＝2能級向n＝1能級躍遷過程中發(fā)出的光子的能量為10.2 eV，大于金屬鎢的逸出功為4.54 eV，所以會發(fā)生光電效應，選項D錯誤。
A
11.(2023·遼寧卷，6)原子處于磁場中，某些能級會發(fā)生劈裂，某種原子能級劈裂前后的部分能級圖如圖所示，相應能級躍遷放出的光子分別設為①②③④。若用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應，且逸出光電子的最大初動能為Ek，則(　　)
A.①和③的能量相等
B.②的頻率大于④的頻率
C.用②照射該金屬一定能發(fā)生光電效應
D.用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能小于Ek
解析　由題圖可知躍遷時放出的光子①和③均由同一高能級躍遷到同一低能級，又釋放的能量等于兩能級的能量差，所以①和③的能量相等，A正確；由題圖可知②的能量比④的能量小，則由公式E＝hν可知②的頻率小于④的頻率，B錯誤；用①照射某金屬表面時能發(fā)生光電效應現象，但由于②的能量小于①，所以用②照射該金屬時不一定能發(fā)生光電效應，C錯誤；用①照射某金屬時逸出光電子的最大初動能為Ek，由于④的能量大于①，則由Ek＝hν－W0可知，用④照射該金屬逸出光電子的最大初動能一定大于Ek，D錯誤。
C
12.氫原子的能級圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.一個處于n＝2能級的氫原子，可以吸收一個能量
為2 eV的光子
B.大量處于n＝5能級的氫原子，躍遷到基態(tài)的過程
中可以釋放出12種不同頻率的光子
C.氫原子從高能級向低能級躍遷的過程中釋放的光
子的能量不可能大于13.6 eV
D.用能量為10 eV和4 eV的兩種光子同時持續(xù)照射大量處于基態(tài)的氫原子，有可能使個別氫原子電離
培優(yōu)加強練

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