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2025新課改-高中物理-選修第3冊(cè)(10講)07A原子結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)版原子結(jié)構(gòu)一、電子的發(fā)現(xiàn)如圖,真空玻璃管中K是金屬板制成的陰極,A是金屬環(huán)制成的陽(yáng)極;把它們分別連接在感應(yīng)圈的負(fù)極和正極上。管中十字狀物體是一個(gè)金屬片。接通電源時(shí),感應(yīng)圈產(chǎn)生的近萬(wàn)伏的高電壓加在兩個(gè)電極之間,可以看到玻璃壁上淡淡的熒光及管中物體在玻璃壁上的影。1876年德國(guó)物理物理學(xué)家戈德斯坦認(rèn)為管壁上的熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的,并把這種射線命名為陰極射線。19世紀(jì),對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線是一種電磁輻射,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線是帶電微粒。1.電子的發(fā)現(xiàn)英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫認(rèn)為陰極射線是帶電粒子流。1897年,他根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定,陰極射線的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。湯姆孫發(fā)現(xiàn),用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn),所得比荷的數(shù)值都是相同的。這說(shuō)明不同物質(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子,它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。后來(lái)組成陰極射線的粒子被稱為電子。發(fā)現(xiàn)電子以后,湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象,如光電效應(yīng)、熱離子發(fā)射效應(yīng)和射線等。他發(fā)現(xiàn),不論陰極射線、射線、光電流還是熱離子流,它們都包含電子。由此可見(jiàn),電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元。2.棗糕模型在湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后,對(duì)原子中正負(fù)電荷如何分布的問(wèn)題,科學(xué)家們提出了許多模型,其中較有影響的是湯姆孫本人提出的“棗糕模型”。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。二、原子的核式結(jié)構(gòu)1.粒子散射實(shí)驗(yàn)1909年,英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究,下面我們來(lái)介紹這個(gè)實(shí)驗(yàn)。⑴實(shí)驗(yàn)裝置介紹被鉛塊包圍的粒子源形成一束射線打在金箔上,由于金原子中帶電粒子對(duì)粒子的庫(kù)侖力作用,使得一些粒子的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變,即發(fā)生散射。觀測(cè)裝置是帶有熒光屏的放大鏡,被散射的粒子打在熒光屏上會(huì)有微弱的閃光產(chǎn)生,我們可在水平面內(nèi)不同的角度對(duì)散射的粒子進(jìn)行觀察。從粒子源到熒光屏這段路程處于真空中。⑵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后,基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子(約占)發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于,也就是說(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)”。⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)論大角度的偏轉(zhuǎn)不可能是由電子造成的,因?yàn)樗挥辛W淤|(zhì)量的,它對(duì)粒子速度的大小和方向的影響完全可以忽略。因此,造成粒子偏轉(zhuǎn)的主要原因是它受到了原子中除電子以外的其他物質(zhì)的作用,而這部分物質(zhì)的質(zhì)量很大,而且是帶正電的。盧瑟福分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),事實(shí)應(yīng)該是:占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)集中在很小的空間范圍。這樣才會(huì)使粒子經(jīng)過(guò)時(shí)受到很強(qiáng)的斥力,從而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。典例精講【例1.1】(2020春?永清縣校級(jí)月考)下列說(shuō)法不正確的是()A.氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的 B.陰極射線的發(fā)現(xiàn)表明原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu) C.α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu) D.電子的發(fā)現(xiàn)表明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)【分析】電子的發(fā)現(xiàn)表明原子可以再分,α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu);氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的,從而即可求解?!窘獯稹拷猓篈、氫原子光譜表明氫原子的能量是不連續(xù)的。故A正確;B、陰極射線的發(fā)現(xiàn)表明原子有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。故B正確;C、α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)。故C正確;D、天然放射性的發(fā)現(xiàn)表明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。故D不正確;本題選不正確的,故選:D?!纠?.2】(2020?天津)在物理學(xué)發(fā)展的進(jìn)程中,人們通過(guò)對(duì)某些重要物理實(shí)驗(yàn)的深入觀察和研究,獲得正確的理論認(rèn)識(shí)。下列圖示的實(shí)驗(yàn)中導(dǎo)致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是()A. B. C. D.【分析】雙縫干涉實(shí)驗(yàn)、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)、電磁波的發(fā)射和接收實(shí)驗(yàn)都和原子核式結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān);英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和助手們進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型?!窘獯稹拷猓篈、此實(shí)驗(yàn)為雙縫干涉實(shí)驗(yàn),和原子核式結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān),故A錯(cuò)誤。B、此實(shí)驗(yàn)為光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),和原子核式結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤。C、此實(shí)驗(yàn)為電磁波的發(fā)射和接收實(shí)驗(yàn),和原子核式結(jié)構(gòu)無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤。D、此實(shí)驗(yàn)為α散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故D正確。故選:D。【點(diǎn)評(píng)】本題考查了物理學(xué)史。關(guān)注常見(jiàn)的物理常識(shí),熟記教材上出現(xiàn)過(guò)的物理實(shí)驗(yàn),是解決本題的關(guān)鍵,只要平時(shí)多加積累,難度不大?!纠?.3】(2019秋?惠州月考)盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,這一模型建立的基礎(chǔ)是()A.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn) B.α粒子的散射實(shí)驗(yàn) C.對(duì)陰極射線的研究 D.天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)【分析】盧瑟福在α粒子的散射實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,要了解各種模型提出的歷史背景以及物理意義?!窘獯稹拷猓罕R瑟福在α粒子散射實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查物理學(xué)史,掌握α粒子散射實(shí)驗(yàn)觀察的結(jié)果,這是盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。【例1.4】(2019秋?南京月考)下列說(shuō)法正確的是()A.物體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長(zhǎng)分布的情況只與物體的溫度有關(guān) B.半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定,與所處的化學(xué)狀態(tài)和外部環(huán)境無(wú)關(guān) C.大量光子表現(xiàn)出波動(dòng)性,單個(gè)光子只具有粒子性 D.盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型指出了原子核的存在,成功地解釋原子光譜的分立特征【分析】物體輻射電磁波的強(qiáng)度分布只與物體溫度和輻射波的波長(zhǎng)有關(guān);半衰期很穩(wěn)定,與所處的化學(xué)狀態(tài)和外部環(huán)境無(wú)關(guān);不管是大量光子還是單個(gè)光子都具有波粒二象性;原子核式結(jié)構(gòu)模型無(wú)法解釋原子光譜的分立特征。【解答】解:A、物體輻射電磁波的強(qiáng)度分布只與物體溫度和輻射波的波長(zhǎng)有關(guān),故A錯(cuò)誤。B、半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定,與所處的化學(xué)狀態(tài)和外部環(huán)境無(wú)關(guān),故B正確。C、不管是大量光子還是單個(gè)光子都具有波粒二象性,個(gè)別光子的行為表現(xiàn)出粒子性,大量光子的行為表現(xiàn)出波動(dòng)性,故C錯(cuò)誤。D、盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型,無(wú)法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征,故D錯(cuò)誤。故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題考查了原子的核式結(jié)構(gòu)、黑體和黑體輻射、光的波粒二象性、原子核衰變及半衰期、衰變速度等知識(shí)。對(duì)于原子物理部分知識(shí),大都屬于記憶部分,要注意加強(qiáng)記憶和積累。2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年,盧瑟福提出了自己的原子結(jié)構(gòu)模型。他設(shè)想: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)。典例精講【例2.1】(2019?浦東新區(qū)學(xué)業(yè)考試)一個(gè)鐳226#/DEL/#A.226個(gè)核子 B.226個(gè)質(zhì)子 C.138個(gè)質(zhì)子 D.88個(gè)中子【分析】在原子中,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù),質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。【解答】解:88226故選:A。【例2.2】(2019春?寧德期末)有關(guān)近代原子物理的若干敘述,下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了中子 B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng) C.玻爾理論指出原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 D.現(xiàn)已建成的核電站利用的是放射性同位素衰變放出的能量【分析】盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子;太陽(yáng)光的能量來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變;玻爾理論指出原子可以處于不連續(xù)的能量狀態(tài)中;核電站利用的是核裂變放出的能量?!窘獯稹拷猓篈、盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,中子是查德威克發(fā)現(xiàn)的,故A錯(cuò)誤;B、太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核聚變,會(huì)產(chǎn)生大量的能量,這些能量以太陽(yáng)光的形式輻射出來(lái),故B正確;C、玻爾理論指出原子可以處于不連續(xù)的能量狀態(tài)中,能量狀態(tài)是分立的、量子化的,故C錯(cuò)誤;D、現(xiàn)已建成的核電站利用的是核裂變放出的能量,故D錯(cuò)誤;故選:B?!纠?.3】(2019春?金華期末)下列四幅圖是教材中的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖,科學(xué)家提出原子核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置是()A. B. C. D.【分析】圖A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn);圖B為陰極射線實(shí)驗(yàn);圖C為α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型;圖D是天然放射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)。【解答】解:A、圖A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),說(shuō)明光具有粒子性,故A錯(cuò)誤;B、圖B為陰極射線實(shí)驗(yàn),陰極射線是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)的。1897年約瑟夫?約翰?湯姆遜根據(jù)放電管中的陰極射線在電磁場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負(fù)電,并測(cè)出其荷質(zhì)比,這在一定意義上是歷史上第一次發(fā)現(xiàn)電子,故B錯(cuò)誤;C、圖C為α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故C正確;D、圖D是天然放射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn),說(shuō)明了原子核有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu),故D錯(cuò)誤。故選:C。【例2.4】(2019春?龍?zhí)秴^(qū)校級(jí)月考)鍶原子核的符號(hào)是3895A.核外有38個(gè)電子,核內(nèi)有95個(gè)質(zhì)子 B.核外有38個(gè)電子,核內(nèi)有57個(gè)中子 C.核外有57個(gè)電子,核內(nèi)有57個(gè)質(zhì)子 D.核外有57個(gè)電子,核內(nèi)有38個(gè)質(zhì)子【分析】明確質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和,而38為電荷數(shù),即為質(zhì)子數(shù),95為質(zhì)量數(shù)?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù)可以求解,原子中的質(zhì)子數(shù)為38,核外電子數(shù)等于核內(nèi)質(zhì)子數(shù),即為38,質(zhì)量數(shù)為95,中子數(shù)為57,故B正確,ACD錯(cuò)誤。故選:B。三、玻爾原子模型1.氫原子光譜⑴經(jīng)典理論的困難=1\*GB3①按照經(jīng)典物理學(xué),核外電子受到原子核的庫(kù)侖引力的作用,不可能是靜止的,它一定在以一定的速度繞核運(yùn)動(dòng)。既然電子在做周期性運(yùn)動(dòng),它的電磁場(chǎng)就在周期性地變化,而周期性變化的電磁場(chǎng)會(huì)激發(fā)電磁波。也就是說(shuō),它將把自己繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的能量以電磁波的形式輻射出去。因此,電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,電子會(huì)失去能量,最后一頭栽到原子核上。但事實(shí)不是這樣,原子是個(gè)很穩(wěn)定的系統(tǒng)。=2\*GB3②根據(jù)經(jīng)典電磁理論,電子輻射電磁波的頻率,就是它繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率。電子越轉(zhuǎn)能量越小,它離原子核就越來(lái)越近,轉(zhuǎn)的也就越來(lái)越快。這個(gè)變化是連續(xù)的,也就是說(shuō),我們應(yīng)該看到原子輻射的各種頻率的光,即原子的光譜應(yīng)該總是連續(xù)的,而實(shí)際上看到的是分立的線狀譜。⑵光譜用光柵和棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開(kāi),獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜。用攝譜儀可以得到光譜的照片,有些光譜是一條條的亮線,這樣的光譜叫做線狀譜;有些光譜看起來(lái)是連在一起的光帶,這樣的光譜叫做連續(xù)譜。⑶氫原子光譜玻璃管中稀薄氣體的分子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)電離,成為自由移動(dòng)的正負(fù)電荷,于是氣體變成導(dǎo)體,導(dǎo)電時(shí)會(huì)發(fā)光。這樣的裝置叫做氣體放電管。從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜。1885年,巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的,在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線做了分析,發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)能夠用一個(gè)公式表示,如果采用波長(zhǎng)的倒數(shù),這個(gè)公式可以寫(xiě)做、、式中叫做里德伯常量,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的值為。典例精講【例1.1】(2019?新課標(biāo)Ⅰ)氫原子能級(jí)示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV~3.10eV的光為可見(jiàn)光。要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見(jiàn)光光子,最少應(yīng)給氫原子提供的能量為()A.12.09eV B.10.20eV C.1.89eV D.1.51eV【分析】氫原子由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),所輻射的光子能量等于能級(jí)差,由氫原子的能級(jí)圖可知不可能由高能級(jí)向基態(tài)躍遷,所以根據(jù)其他能級(jí)間的能級(jí)差結(jié)合可見(jiàn)光的光子能量進(jìn)行排除?!窘獯稹拷猓簹湓訌母吣芗?jí)向基態(tài)躍遷時(shí),所輻射光子能量最小值為:E=﹣3.40eV﹣(﹣13.6eV)=10.2eV>3.10eV,故可知要產(chǎn)生可見(jiàn)光,氫原子吸收能量后,最起碼要躍遷到n>2能級(jí);由于E'=E3﹣E2=﹣1.51eV﹣(﹣3.40eV)=1.89eV,有1.63eV<E'<3.10eV,故可知要使處于基態(tài)(n=1)的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見(jiàn)光光子,氫原子最起碼應(yīng)該躍遷到n=3能級(jí)。則氫原子吸收的最小能為:Em=E3﹣E1=﹣1.51eV﹣(﹣13.6eV)=12.09eV,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A?!纠?.2】(2019?岳陽(yáng)二模)關(guān)于巴耳末公式:1λ=R(A.式中n只能取整數(shù),R稱為巴耳末常量 B.巴耳末線系的4條譜線位于紅外區(qū) C.在巴耳末線系中n值越大,對(duì)應(yīng)的波長(zhǎng)λ越短 D.巴耳末線系的4條譜線是氫原子從n=2的能級(jí)向n=3、4、5、6能級(jí)躍遷時(shí)輻射產(chǎn)生的【分析】此公式是巴耳末在可見(jiàn)光的14條譜線分析時(shí)發(fā)現(xiàn)的,式中的n只能取整數(shù),不能連續(xù)取值,且從3,4,…開(kāi)始取,只能適用于氫光譜,及紅外與紫外區(qū)?!窘獯稹拷猓篈、此公式中n不可以取任意值,只能取整數(shù),且從3,4,…開(kāi)始取,n為量子數(shù),故A錯(cuò)誤;B、巴耳末線系的4條譜線位于可見(jiàn)光區(qū)。故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)巴耳末公式:1λ=R(12D、公式只能適用于氫原子光譜中n≥3的能級(jí)向n=2的能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的光譜,故D錯(cuò)誤。故選:C。【例1.3】(2019秋?西華縣校級(jí)月考)下列對(duì)于氫原子光譜實(shí)驗(yàn)規(guī)律的認(rèn)識(shí)中,正確的是()A.因?yàn)闅湓雍送庵挥幸粋€(gè)電子,所以氫原子只能產(chǎn)生一種波長(zhǎng)的光 B.氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長(zhǎng)不連續(xù)的譜線 C.氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列亮度不連續(xù)的譜線 D.氫原子產(chǎn)生的光的波長(zhǎng)大小與氫氣放電管放電強(qiáng)弱有關(guān)【分析】根據(jù)波爾理論:①氫原子的軌道是不連續(xù)的,是一些特殊的分立的值,電子只能在這些軌道上繞原子核運(yùn)動(dòng).②電子在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)對(duì)應(yīng)不同的能量值,原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中.③當(dāng)電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí)只能吸收或發(fā)射特定頻率的光子【解答】解:A、由于氫原子發(fā)射的光子的能量:E=En﹣Em,所以發(fā)射的光子的能量值E是不連續(xù)的,只能是一些特殊頻率的譜線,故A錯(cuò)誤;B正確;C、氫原子光譜是氫原子發(fā)射光子時(shí)則形成發(fā)射光譜,為明亮彩色條紋。光譜都不是連續(xù)的,與亮度無(wú)關(guān),故C錯(cuò)誤。D、由于躍遷時(shí)吸收或發(fā)射的光子的能量是兩個(gè)能級(jí)的能量差,所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級(jí)的能量差有關(guān);故D錯(cuò)誤;故選:B?!纠?.4】(2019秋?順德區(qū)期末)如圖所示,能級(jí)間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線,從不同能級(jí)躍遷到某一特定能級(jí)就形成一個(gè)線系,比如:巴耳末系就是氫原子從n=3,4,5…能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)時(shí)輻射出的光譜,其波長(zhǎng)λ遵循以下規(guī)律:1λ=R(A.公式中n只能取整數(shù)值,故氫光諧是線狀譜 B.氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),該氫原子放出光子,其核外電子的動(dòng)能增大 C.氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射出的光子,在巴耳末系中波長(zhǎng)最短 D.用能量為13.0eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,受照射后,氫原子能躍遷到n=4的能級(jí)【分析】根據(jù)玻爾理論,結(jié)合氫原子光譜的特點(diǎn)分析即可。【解答】解:A、根據(jù)玻爾理論可知,公式中n只能取整數(shù)值,故氫光諧是線狀譜。故A正確;B、氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí),該氫原子放出光子,其核外電子的軌道半徑靜止,由:keC、根據(jù)玻爾理論可知?dú)湓訌膎=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)時(shí)輻射出的光子,在巴耳末系中光子中能量值最小,則波長(zhǎng)最長(zhǎng)。故C錯(cuò)誤;D、用能量為13.0eV的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子,受照射后,若氫原子能吸收該光子,則新的能級(jí)為:E=﹣13.6+13.﹣0.6eV;氫原子沒(méi)有該能級(jí),所以氫原子不能吸收該光子。故D錯(cuò)誤故選:AB。2.玻爾的原子模型⑴軌道量子化與定態(tài)首先,玻爾認(rèn)為原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng),服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。但不同的是:①電子的軌道是量子化的電子的軌道半徑不是任意的,只能取某些分立的數(shù)值,電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的,不產(chǎn)生電磁輻射。②原子的能量也是量子化的當(dāng)電子處在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),原子處于不同的狀態(tài),在不同的狀態(tài)下原子有不同的能量。這些量子化的能量值,叫做能級(jí)。這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),叫做定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài),其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。⑵頻率條件①原子由一個(gè)能量態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)能量態(tài)的過(guò)程,稱為躍遷。這里的“躍”字,包含著“不連續(xù)”的意思。②當(dāng)原子從高能態(tài)(能量為)躍遷到低能態(tài)(能量為)時(shí),會(huì)放出能量為的光子。這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定,即。這個(gè)式子稱為頻率條件,又稱輻射條件。③當(dāng)原子吸收光子時(shí),會(huì)從低能態(tài)躍遷到高能態(tài),吸收光子的能量同樣由頻率條件決定。(只有能量等于兩能級(jí)間能量差的特定光子才能被吸收)=3\*GB2⑶玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋從玻爾的基本假設(shè)出發(fā),運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論,可以計(jì)算氫原子中電子的可能軌道半徑及相應(yīng)的能量。按照玻爾理論可以推導(dǎo)出巴耳末公式,并從理論上算出里德伯常數(shù),這樣得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合的很好。同樣,玻爾理論也能很好地解釋甚至預(yù)言氫原子的其他譜線系。是能量單位,代表一個(gè)電子經(jīng)1伏特電場(chǎng)加速后獲得的動(dòng)能,。3.玻爾模型的局限性玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。但對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的原子如氦原子,玻爾理論就無(wú)法解釋它的光譜現(xiàn)象。這說(shuō)明玻爾理論還沒(méi)有完全揭示微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。它的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念,仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。隨堂練習(xí)一.選擇題(共10小題)1.(2014秋?贛州期末)如圖所示是顯像管原理俯視圖,接通電源后,電子從電子槍射出,沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)打在O,為使電子偏轉(zhuǎn),在管頸安裝了偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該()A.豎直向下 B.豎直向上 C.水平向左 D.水平向右2.(2014秋?湖北期末)如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中虛線是電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,那么下列關(guān)于此裝置的說(shuō)法正確的是()A.A端接的是高壓直流電源的正極 B.C端是蹄形磁鐵的N極 C.C端是蹄形磁鐵的S極 D.以上說(shuō)法均不對(duì)3.(2014?浙江學(xué)業(yè)考試)如圖所示,甲、乙是分別用“陰極射線管”和“洛倫茲力演示儀”實(shí)驗(yàn)時(shí)的兩幅圖片,忽略地磁場(chǎng)的影響,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中的電子束徑跡是拋物線 B.乙圖中的電子束徑跡是圓形 C.甲圖中的電子只受電場(chǎng)力作用 D.乙圖中的電子受到的洛倫茲力是恒力4.(2013???诙#╆帢O射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極Al、A2形成,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,Z軸為該電場(chǎng)的中心軸線,P、Q、R為一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),不計(jì)電子的重力,則()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電子在P點(diǎn)處的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)處的動(dòng)能 C.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D.電子從P至R的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它一直做正功5.(2012?洛陽(yáng)模擬)陰極射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極A1、A2形成,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,Z軸為該電場(chǎng)的中心軸線,P、Q、R為一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),則()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.電子在P點(diǎn)處的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)處的動(dòng)能 D.電子從P至R的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它一直做正功6.(2019春?大名縣校級(jí)月考)在對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析時(shí),我們并沒(méi)有考慮α粒子跟電子碰撞,這是因?yàn)椋ǎ〢.電子體積非常小,以至于α粒子碰不到它 B.α粒子跟電子碰撞時(shí),損失的能量很小,可以忽略 C.α粒子跟各個(gè)電子碰撞的效果相互抵消 D.α粒子跟電子碰撞時(shí),動(dòng)量幾乎不改變7.(2019?乃東區(qū)校級(jí)一模)在微觀世界,我們常見(jiàn)的粒子有:質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子,下列對(duì)四種粒子的符號(hào)書(shū)寫(xiě)全都正確的是()A.11H、01n、42He、B.11H、01n、42He、C.11H、01n、24He、D.11H、01n、248.(2019?吉安模擬)下列敘述中正確的是()A.康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面,前者表明光子具有能量,后者表明光子除具有能量之外還具有動(dòng)量 B.氫原子的核外電子,在由離核較遠(yuǎn)的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過(guò)程中,放出光子,電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加 C.處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到激發(fā)態(tài),再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的頻率一定大于入射光子的須率 D.盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型9.(2019?蚌埠二模)氫原子的能級(jí)公式為En=1n2E1(n=1,2,3,…),其中基態(tài)能量E1A.n=5,0.54eV B.n=5,0.31leV C.n=4,0.85eⅤ D.n=4,0.66eⅤ10.(2014?宿遷二模)1996年,物理學(xué)家利用加速器“制成”反氫原子。反氫原子是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成,反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相同,電荷量為﹣e.關(guān)于氫原子和反氫原子,下列說(shuō)法中正確的是()A.它們的原子能級(jí)不同 B.它們的原子光譜相同 C.反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)具有確定的軌道 D.氫原子和反氫原子以大小相等的速度對(duì)心碰撞發(fā)生湮滅,只能放出一個(gè)光子二.多選題(共3小題)11.(2017春?長(zhǎng)陽(yáng)縣校級(jí)期中)關(guān)于陰極射線的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()A.陰極射線是電子打在玻璃管壁上產(chǎn)生的 B.陰極射線本質(zhì)是電子 C.陰極射線在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶正電 D.陰極射線的比荷比氫原子核大12.(2016秋?唐山期末)如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中虛線是電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,那么下列關(guān)于此裝置的說(shuō)法正確的有()A.A端接的是高壓直流電源的負(fù)極 B.A端接的是高壓直流電源的正極 C.C端是蹄形磁鐵的S極 D.C端是蹄形磁鐵的N極13.(2019春?船山區(qū)校級(jí)月考)當(dāng)α粒子被重核散射時(shí),如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡中不可能存在的是(選填字母)()A.A B.B C.C D.D三.計(jì)算題(共2小題)14.(2019春?柳州期中)已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r1=5.30×10﹣11m,量子數(shù)為n的能級(jí)值為En=?13.6n2eV,靜電力常量k=9.0×109N?m2/C,元電荷e=1.60×10﹣19C,普朗克常量h=6.63×10(1)求電子在基態(tài)軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek1;(計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字)(2)處于量子數(shù)n=3激發(fā)態(tài)的一群氫原子能發(fā)出幾種頻率的光,畫(huà)一能級(jí)圖在圖上用帶有箭頭的線表示出來(lái)(要求能級(jí)圖上要標(biāo)出量子數(shù)及所對(duì)應(yīng)的能量值,能量單位要用eV);(3)求(2)問(wèn)中頻率最高的光的頻率νm.(計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字)15.(2019春?東湖區(qū)校級(jí)月考)有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B,A靜止,B以速度v0與之發(fā)生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一條直線上,碰撞過(guò)程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收,從而使該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。然后此原子向低能級(jí)態(tài)躍遷,并發(fā)出光子。若該激發(fā)態(tài)氫原子最多能輻射出三個(gè)光子,則速度v0至少需要多大?已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0),量子軌道為n的能量為E1四.解答題(共2小題)16.(2014春?湖北期中)陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動(dòng)的粒子流,這些微觀粒子是.若在如圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向外的磁場(chǎng),陰極射線將(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏轉(zhuǎn).17.(2015?上海二模)如圖所示是英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的合作者們做了用放射性元素放出的α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)(多選題)下列關(guān)于α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)的分析描述中正確的是(A)α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)需在真空條件下完成;(B)實(shí)驗(yàn)中所用金箔應(yīng)適當(dāng)厚一點(diǎn);(C)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生了散射;(D)α粒子從金原子內(nèi)部出來(lái)后攜帶了原子內(nèi)部的信息。(2)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)揭示了(A)原子還可以再分(B)原子具有核式結(jié)構(gòu)(C)原子不帶電,是中性的(D)原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。
隨堂練習(xí)參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2014秋?贛州期末)如圖所示是顯像管原理俯視圖,接通電源后,電子從電子槍射出,沒(méi)有磁場(chǎng)時(shí)打在O,為使電子偏轉(zhuǎn),在管頸安裝了偏轉(zhuǎn)線圈產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng),如果要使電子束在水平方向偏離中心,打在熒光屏的A點(diǎn),偏轉(zhuǎn)磁場(chǎng)應(yīng)該()A.豎直向下 B.豎直向上 C.水平向左 D.水平向右【分析】粒子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力的作用,根據(jù)左手定則可以判斷磁場(chǎng)的方向?!窘獯稹拷猓毫W釉诖艌?chǎng)中受到洛倫茲力的作用,根據(jù)左手定則可以得知,電子開(kāi)始上偏,故磁場(chǎng)的方向豎直向上。故選:B。2.(2014秋?湖北期末)如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場(chǎng)中受洛倫茲力的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中虛線是電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,那么下列關(guān)于此裝置的說(shuō)法正確的是()A.A端接的是高壓直流電源的正極 B.C端是蹄形磁鐵的N極 C.C端是蹄形磁鐵的S極 D.以上說(shuō)法均不對(duì)【分析】陰極射線管電子從A極射向B極,電子帶負(fù)電,可以判斷A、B所接電源的極性.根據(jù)左手定則判斷磁鐵的極性.【解答】解:A、如圖,電子從A極射向B極,電子帶負(fù)電,則B端應(yīng)接正極,A端應(yīng)接負(fù)極。故A錯(cuò)誤。BCD、電子束向下偏轉(zhuǎn),所受的洛倫茲力方向向下,根據(jù)左手定則判斷可知,C端是蹄形磁鐵的N極。故B正確,CD錯(cuò)誤。故選:B。3.(2014?浙江學(xué)業(yè)考試)如圖所示,甲、乙是分別用“陰極射線管”和“洛倫茲力演示儀”實(shí)驗(yàn)時(shí)的兩幅圖片,忽略地磁場(chǎng)的影響,下列說(shuō)法正確的是()A.甲圖中的電子束徑跡是拋物線 B.乙圖中的電子束徑跡是圓形 C.甲圖中的電子只受電場(chǎng)力作用 D.乙圖中的電子受到的洛倫茲力是恒力【分析】電子在磁場(chǎng)中受到洛倫茲力作用做勻速圓周運(yùn)動(dòng).洛倫茲力方向總是與電子速度方向垂直,不做功.【解答】解:A、如圖,電子在洛倫茲力作用下,做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。故A錯(cuò)誤。B、乙圖中的電子束在磁場(chǎng)中,受到洛倫茲力作用,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其徑跡是圓形。故B正確,C錯(cuò)誤。D、洛倫茲力方向總是與電子速度方向垂直。故D錯(cuò)誤。故選:B。4.(2013???诙#╆帢O射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極Al、A2形成,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,Z軸為該電場(chǎng)的中心軸線,P、Q、R為一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),不計(jì)電子的重力,則()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電子在P點(diǎn)處的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)處的動(dòng)能 C.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 D.電子從P至R的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它一直做正功【分析】沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與電場(chǎng)線的疏密的關(guān)系;明確電子在電場(chǎng)中的受力特點(diǎn)以及電場(chǎng)力做功情況,從而進(jìn)一步判斷電勢(shì)能、動(dòng)能等變化情況.【解答】解:A、沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,因此電極A1的電勢(shì)低于電極A2,故A錯(cuò)誤;B、電子從P至R的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,是由低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,故B錯(cuò)誤D正確;C、等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線也密,因此Q點(diǎn)電場(chǎng)線比R點(diǎn)電場(chǎng)線密,故Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,因此C錯(cuò)誤,故選:D。5.(2012?洛陽(yáng)模擬)陰極射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極A1、A2形成,實(shí)線為電場(chǎng)線,虛線為等勢(shì)線,Z軸為該電場(chǎng)的中心軸線,P、Q、R為一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),則()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.電子在P點(diǎn)處的動(dòng)能大于在Q點(diǎn)處的動(dòng)能 D.電子從P至R的運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,電場(chǎng)力對(duì)它一直做正功【分析】解答本題需要掌握:沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,電場(chǎng)強(qiáng)度的大小與電場(chǎng)線的疏密的關(guān)系;明確電子在電場(chǎng)中的受力特點(diǎn)以及電場(chǎng)力做功情況,從而進(jìn)一步判斷電勢(shì)能、動(dòng)能等變化情況。【解答】解:A、沿電場(chǎng)線電勢(shì)降低,因此電極A1的電勢(shì)低于電極A2,故A錯(cuò)誤;B、等勢(shì)線密的地方電場(chǎng)線也密,因此Q點(diǎn)電場(chǎng)線比R點(diǎn)電場(chǎng)線密,故Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度大于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度,故B錯(cuò)誤;C、電子從低電勢(shì)向高電勢(shì)運(yùn)動(dòng)時(shí),電場(chǎng)力做正功,動(dòng)能增加,電勢(shì)能減小,因此C錯(cuò)誤,D正確。故選:D。6.(2019春?大名縣校級(jí)月考)在對(duì)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析時(shí),我們并沒(méi)有考慮α粒子跟電子碰撞,這是因?yàn)椋ǎ〢.電子體積非常小,以至于α粒子碰不到它 B.α粒子跟電子碰撞時(shí),損失的能量很小,可以忽略 C.α粒子跟各個(gè)電子碰撞的效果相互抵消 D.α粒子跟電子碰撞時(shí),動(dòng)量幾乎不改變【分析】根據(jù)α粒子散射的特點(diǎn),正確理解α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、結(jié)論及意義即可正確解答?!窘獯稹拷猓罕R瑟福在分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象時(shí),認(rèn)為電子不會(huì)對(duì)α粒子偏轉(zhuǎn)產(chǎn)生影響,其主要原因是電子的質(zhì)量很小,α粒子與電子發(fā)生的相互作用可以忽略,就算碰到,α粒子跟電碰撞時(shí),動(dòng)量幾乎不改變,損失的能量也很小,可以忽略,不會(huì)引起明顯的偏轉(zhuǎn);故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選:D。7.(2019?乃東區(qū)校級(jí)一模)在微觀世界,我們常見(jiàn)的粒子有:質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子,下列對(duì)四種粒子的符號(hào)書(shū)寫(xiě)全都正確的是()A.11H、01n、42He、B.11H、01n、42He、C.11H、01n、24He、D.11H、01n、24【分析】根據(jù)各種粒子的組成,及質(zhì)量數(shù),與質(zhì)子數(shù),即可求解?!窘獯稹拷猓嘿|(zhì)子的符號(hào)11H,中子的符號(hào)01n,α粒子的符號(hào)24故選:C。8.(2019?吉安模擬)下列敘述中正確的是()A.康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面,前者表明光子具有能量,后者表明光子除具有能量之外還具有動(dòng)量 B.氫原子的核外電子,在由離核較遠(yuǎn)的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過(guò)程中,放出光子,電子的動(dòng)能減小,電勢(shì)能增加 C.處于基態(tài)的氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到激發(fā)態(tài),再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射光子的頻率一定大于入射光子的須率 D.盧瑟福依據(jù)極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【分析】康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面,前者表明光子具有動(dòng)量,后者表明光子除具有能量之外還具有能量;由高軌道向低軌道躍遷,放出光子,電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小;處于基本的氫原子吸收一個(gè)光子躍近到激發(fā)態(tài),再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射子的頻率小于或等于入射光子的頻率;盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型?!窘獯稹拷猓篈、康普頓效應(yīng)和光電效應(yīng)深入地揭示了光的粒子性的一面,前者表明光子具有動(dòng)量,后者表明光子除具有能量之外還具有能量。故A錯(cuò)誤;B、氫原子的核外電子,在由離核較遠(yuǎn)的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過(guò)程中,放出光子,電子的動(dòng)能增大,電勢(shì)能減小。故B錯(cuò)誤;C、處于基本的氫原子吸收一個(gè)光子躍近到激發(fā)態(tài),再向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射子的頻率小于或等于入射光子的頻率。故C錯(cuò)誤;D、盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),觀察到極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射,由此可見(jiàn)原子中間有一個(gè)很小的核,并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。故D正確。故選:D。9.(2019?蚌埠二模)氫原子的能級(jí)公式為En=1n2E1(n=1,2,3,…),其中基態(tài)能量E1A.n=5,0.54eV B.n=5,0.31leV C.n=4,0.85eⅤ D.n=4,0.66eⅤ【分析】能級(jí)間躍遷輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,根據(jù)能級(jí)差的大小求出輻射的最小和最大光子能量,從而判斷哪個(gè)能級(jí)間躍遷輻射的光子頻率最大?!窘獯稹拷猓簹湓踊鶓B(tài)的能量為E1=﹣13.6eV.大量氫原子處于某一激發(fā)態(tài)。由這些氫原子可能發(fā)出的所有光子中,頻率最大的光子能量為﹣0.96E1,即躍遷到最高能級(jí)能量E=0.04E1=﹣0.544eV,即處在n=5能級(jí);頻率最小的光子的能量為△E′=﹣0.544eV﹣(﹣0.85eV)=0.31eV,故ACD錯(cuò)誤,B正確。故選:B。10.(2014?宿遷二模)1996年,物理學(xué)家利用加速器“制成”反氫原子。反氫原子是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成,反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相同,電荷量為﹣e.關(guān)于氫原子和反氫原子,下列說(shuō)法中正確的是()A.它們的原子能級(jí)不同 B.它們的原子光譜相同 C.反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)具有確定的軌道 D.氫原子和反氫原子以大小相等的速度對(duì)心碰撞發(fā)生湮滅,只能放出一個(gè)光子【分析】氫原子是由原子核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子和核外一個(gè)電子構(gòu)成的,明確反氫原子和氫原子的不同點(diǎn)?!窘獯稹拷猓菏紫纫鞔_一個(gè)氫原子是由一個(gè)電子和一個(gè)質(zhì)子構(gòu)成的,那么,一個(gè)反氫原子就是由一個(gè)反電子和一個(gè)反質(zhì)子構(gòu)成的。反電子帶正電,反質(zhì)子帶負(fù)電。A、它們的原子能級(jí)相同,故A錯(cuò)誤;B、它們的原子光譜相同,故B正確;C、反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運(yùn)動(dòng),不具有確定的軌道,故C錯(cuò)誤;D、氫原子和反氫原子以大小相等的速度對(duì)心碰撞,不會(huì)發(fā)生湮滅,故D錯(cuò)誤;故選:B。二.多選題(共3小題)11.(2017春?長(zhǎng)陽(yáng)縣校級(jí)期中)關(guān)于陰極射線的性質(zhì),下列說(shuō)法正確的是()A.陰極射線是電子打在玻璃管壁上產(chǎn)生的 B.陰極射線本質(zhì)是電子 C.陰極射線在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶正電 D.陰極射線的比荷比氫原子核大【分析】陰極射線的實(shí)質(zhì)是電子流,電子的電量與氫離子的電量相等,根據(jù)qm【解答】解:A、陰極射線是在真空管內(nèi)由負(fù)極放出的電子流,不是電子打在玻璃管壁上產(chǎn)生的,故A錯(cuò)誤;B、陰極射線本質(zhì)就是電子流,故B正確;C、陰極射線本質(zhì)就是電子流,故陰極射線在電磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶負(fù)電,故C錯(cuò)誤;D、電子的電量與氫離子的電量相等,質(zhì)量比氫原子核質(zhì)量小,所以電子的比荷比氫原子核比荷大。故D正確。故選:BD。12.(2016秋?唐山期末)如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場(chǎng)中受洛侖茲力的實(shí)驗(yàn)裝置,圖中虛線是電子的運(yùn)動(dòng)軌跡,那么下列關(guān)于此裝置的說(shuō)法正確的有()A.A端接的是高壓直流電源的負(fù)極 B.A端接的是高壓直流電源的正極 C.C端是蹄形磁鐵的S極 D.C端是蹄形磁鐵的N極【分析】陰極射線管電子從A極射向B極,電子帶負(fù)電,可以判斷A、B所接電源的極性.根據(jù)左手定則判斷磁鐵的極性.洛倫茲力方向總是與電子速度方向垂直,不做功.【解答】解:A、如圖,電子從A極射向B極,電子帶負(fù)電,則B端應(yīng)接正極,A端應(yīng)接負(fù)極。故A正確,B錯(cuò)誤。C、電子束向下偏轉(zhuǎn),洛倫茲力方向向下,根據(jù)左手定則判斷可知,C端是蹄形磁鐵的N極。故C錯(cuò)誤,D正確。故選:AD13.(2019春?船山區(qū)校級(jí)月考)當(dāng)α粒子被重核散射時(shí),如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡中不可能存在的是(選填字母)()A.A B.B C.C D.D【分析】在α粒子的散射現(xiàn)象中α粒子所受原子核的作用力是斥力,故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大,軌跡的偏轉(zhuǎn)角越大,且?guī)靷惓饬χ赶蜍壽E的內(nèi)側(cè).【解答】解:在α粒子的散射現(xiàn)象中絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過(guò)薄金箔,偏轉(zhuǎn)很小,但有少數(shù)α粒子發(fā)生角度很大的偏轉(zhuǎn),個(gè)別的α粒子偏轉(zhuǎn)角大于90°,極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)角大于150°,甚至個(gè)別粒子沿原方向彈回。原因在α粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受原子核的作用力是斥力,故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大,軌跡的偏轉(zhuǎn)角越大,故AD正確,BC不可能存在。本題選不可能存在的,故選:BC。三.計(jì)算題(共2小題)14.(2019春?柳州期中)已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r1=5.30×10﹣11m,量子數(shù)為n的能級(jí)值為En=?13.6n2eV,靜電力常量k=9.0×109N?m2/C,元電荷e=1.60×10﹣19C,普朗克常量h=6.63×10(1)求電子在基態(tài)軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的動(dòng)能Ek1;(計(jì)算結(jié)果取3位有效數(shù)字)(2)處于量子數(shù)n=3激發(fā)態(tài)的一群氫原子能發(fā)出幾種頻率的光,畫(huà)一能級(jí)圖在圖上用帶有箭頭的線表示出來(lái)(要求能級(jí)圖上要標(biāo)出量子數(shù)及所對(duì)應(yīng)的能量值,能量單位要用eV);(3)求(2)問(wèn)中頻率最高的光的頻率νm.(計(jì)算結(jié)果取2位有效數(shù)字)【分析】1、根據(jù)庫(kù)侖引力提供向心力求出電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的速率,再求出動(dòng)能;2、根據(jù)高能級(jí)躍遷到低能級(jí)畫(huà)圖;3、波長(zhǎng)最短,即頻率最大,能級(jí)間發(fā)生躍遷時(shí)吸收或輻射的光子能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差?!窘獯稹拷猓孩俑鶕?jù)庫(kù)侖引力提供向心力得ke則12m②能級(jí)圖如圖:③根據(jù)E=hγ,可知從3激發(fā)態(tài)躍遷至基態(tài)發(fā)出的光頻率最高,由玻爾理論得:γ代入數(shù)據(jù)可得:γm=2.9×1015Hz答:(1)電子在基態(tài)軌道上運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能是13.6eV;(2)如圖;(3)頻率最高的光的頻率νm為2.9×1015Hz。15.(2019春?東湖區(qū)校級(jí)月考)有兩個(gè)質(zhì)量為m的均處于基態(tài)的氫原子A、B,A靜止,B以速度v0與之發(fā)生碰撞。已知碰撞前后二者的速度均在一條直線上,碰撞過(guò)程中部分動(dòng)能有可能被某一氫原子吸收,從而使該原子由基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)。然后此原子向低能級(jí)態(tài)躍遷,并發(fā)出光子。若該激發(fā)態(tài)氫原子最多能輻射出三個(gè)光子,則速度v0至少需要多大?已知?dú)湓拥幕鶓B(tài)能量為E1(E1<0),量子軌道為n的能量為E1【分析】碰撞過(guò)程動(dòng)能減小最大的是完全非彈性碰撞,假設(shè)減小的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量,根據(jù)動(dòng)量守恒定律和頻率條件列式求解即可。【解答】解:該激發(fā)態(tài)氫原子最多能輻射出三個(gè)光子,可知其路徑可能為:n=4→3→2→1,該激發(fā)態(tài)為n=4能級(jí);兩個(gè)氫原子碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒,當(dāng)兩個(gè)氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí),損失動(dòng)能最大,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:mv0=2mv解得:v=1減小的動(dòng)能為:△E=1根據(jù)題意,減小的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量,故有:△E=E解得:v0=?15答:速度v0至少需要為?15E四.解答題(共2小題)16.(2014春?湖北期中)陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運(yùn)動(dòng)的粒子流,這些微觀粒子是電子.若在如圖所示的陰極射線管中部加上垂直于紙面向外的磁場(chǎng),陰極射線將向上(填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”)偏轉(zhuǎn).【分析】陰極射線管射的是高速電子流,運(yùn)動(dòng)的電荷在磁場(chǎng)中會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn),由左手定則可判斷偏轉(zhuǎn)方向.【解答】解:由陰極射線管射出的為高速電子流;電子在陽(yáng)極的作用下高速向陽(yáng)極運(yùn)動(dòng);因磁場(chǎng)向外,則由左手定則可得帶電粒子向上運(yùn)動(dòng).故答案為:電子;向上.17.(2015?上海二模)如圖所示是英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的合作者們做了用放射性元素放出的α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)裝置。(1)(多選題)下列關(guān)于α粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)的分析描述中正確的是AD(A)α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)需在真空條件下完成;(B)實(shí)驗(yàn)中所用金箔應(yīng)適當(dāng)厚一點(diǎn);(C)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后發(fā)生了散射;(D)α粒子從金原子內(nèi)部出來(lái)后攜帶了原子內(nèi)部的信息。(2)α粒子的散射實(shí)驗(yàn)揭示了B(A)原子還可以再分(B)原子具有核式結(jié)構(gòu)(C)原子不帶電,是中性的(D)原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)。【分析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象為:α粒子穿過(guò)原子時(shí),只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí),才會(huì)受到很大庫(kù)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)?!窘獯稹拷猓海?)當(dāng)α粒子穿過(guò)原子時(shí),電子對(duì)α粒子影響很小,影響α粒子運(yùn)動(dòng)的主要是原子核,離核遠(yuǎn)則α粒子受到的庫(kù)侖斥力很小,運(yùn)動(dòng)方向改變小。只有當(dāng)α粒子與核十分接近時(shí),才會(huì)受到很大庫(kù)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),A、α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)需在真空條件下完成,故A正確;B、實(shí)驗(yàn)中所用金箔應(yīng)適當(dāng)薄一點(diǎn),故B錯(cuò)誤;C、實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后不發(fā)生了散射,故C錯(cuò)誤;D、從金原子內(nèi)部出來(lái)后攜帶了原子內(nèi)部的信息,故D正確。(2)盧瑟福在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,提出原子具有核式結(jié)構(gòu),故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:(1)AD,(2)B。原子結(jié)構(gòu)一、電子的發(fā)現(xiàn)如圖,真空玻璃管中K是金屬板制成的陰極,A是金屬環(huán)制成的陽(yáng)極;把它們分別連接在感應(yīng)圈的負(fù)極和正極上。管中十字狀物體是一個(gè)金屬片。接通電源時(shí),感應(yīng)圈產(chǎn)生的近萬(wàn)伏的高電壓加在兩個(gè)電極之間,可以看到玻璃壁上淡淡的熒光及管中物體在玻璃壁上的影。1876年德國(guó)物理物理學(xué)家戈德斯坦認(rèn)為管壁上的熒光是由于玻璃受到陰極發(fā)出的某種射線的撞擊而引起的,并把這種射線命名為陰極射線。19世紀(jì),對(duì)陰極射線的本質(zhì)的認(rèn)識(shí)有兩種觀點(diǎn)。一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線是一種電磁輻射,另一種觀點(diǎn)認(rèn)為陰極射線是帶電微粒。1.電子的發(fā)現(xiàn)英國(guó)物理學(xué)家湯姆孫認(rèn)為陰極射線是帶電粒子流。1897年,他根據(jù)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)情況斷定,陰極射線的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流并求出了這種粒子的比荷。湯姆孫發(fā)現(xiàn),用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn),所得比荷的數(shù)值都是相同的。這說(shuō)明不同物質(zhì)都能發(fā)射這種帶電粒子,它是構(gòu)成各種物質(zhì)的共有成分。后來(lái)組成陰極射線的粒子被稱為電子。發(fā)現(xiàn)電子以后,湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象,如光電效應(yīng)、熱離子發(fā)射效應(yīng)和射線等。他發(fā)現(xiàn),不論陰極射線、射線、光電流還是熱離子流,它們都包含電子。由此可見(jiàn),電子是原子的組成部分,是比原子更基本的物質(zhì)單元。2.棗糕模型在湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后,對(duì)原子中正負(fù)電荷如何分布的問(wèn)題,科學(xué)家們提出了許多模型,其中較有影響的是湯姆孫本人提出的“棗糕模型”。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。二、原子的核式結(jié)構(gòu)1.粒子散射實(shí)驗(yàn)1909年,英籍物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的學(xué)生蓋革和馬斯頓進(jìn)行了粒子散射實(shí)驗(yàn)的研究,下面我們來(lái)介紹這個(gè)實(shí)驗(yàn)。⑴實(shí)驗(yàn)裝置介紹被鉛塊包圍的粒子源形成一束射線打在金箔上,由于金原子中帶電粒子對(duì)粒子的庫(kù)侖力作用,使得一些粒子的運(yùn)動(dòng)方向會(huì)發(fā)生改變,即發(fā)生散射。觀測(cè)裝置是帶有熒光屏的放大鏡,被散射的粒子打在熒光屏上會(huì)有微弱的閃光產(chǎn)生,我們可在水平面內(nèi)不同的角度對(duì)散射的粒子進(jìn)行觀察。從粒子源到熒光屏這段路程處于真空中。⑵實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象絕大多數(shù)粒子穿過(guò)金箔后,基本上仍沿原來(lái)的方向前進(jìn),但有少數(shù)粒子(約占)發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于,也就是說(shuō)它們幾乎被“撞了回來(lái)”。⑶實(shí)驗(yàn)結(jié)論大角度的偏轉(zhuǎn)不可能是由電子造成的,因?yàn)樗挥辛W淤|(zhì)量的,它對(duì)粒子速度的大小和方向的影響完全可以忽略。因此,造成粒子偏轉(zhuǎn)的主要原因是它受到了原子中除電子以外的其他物質(zhì)的作用,而這部分物質(zhì)的質(zhì)量很大,而且是帶正電的。盧瑟福分析了實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn),事實(shí)應(yīng)該是:占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)集中在很小的空間范圍。這樣才會(huì)使粒子經(jīng)過(guò)時(shí)受到很強(qiáng)的斥力,從而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。典例精講【例1.1】(2019秋?通??h校級(jí)月考)已知原子由原子核與核外電子構(gòu)成,原子核由質(zhì)子與中子構(gòu)成。對(duì)于“整個(gè)原子為何不帶電?”問(wèn)題的猜想無(wú)意義的一項(xiàng)是()A.原子核與核外電子所帶電量相等,但電性相反 B.質(zhì)子質(zhì)量與中子質(zhì)量相等 C.原子中所有微粒也許都不帶電 D.中子與核外電子所帶電量相等,但電性相反【分析】A、根據(jù)原子的構(gòu)成和帶電量考慮;B、質(zhì)量與不顯電性沒(méi)有關(guān)系考慮;C、根據(jù)原子中各微粒帶電情況考慮;D、根據(jù)猜想中是否帶電荷考慮?!窘獯稹拷猓篈、原子核與核外電子所帶電量相等,但電性相反,所以整個(gè)原子不顯電性,故A正確;B、整個(gè)原子為何不帶電應(yīng)該與電量有關(guān),與質(zhì)量無(wú)關(guān),故B錯(cuò)誤;C、原子中所有微粒也許都不帶電,整個(gè)原子就不帶電,故C正確;D、中子與核外電子所帶電量相等,但電性相反,整個(gè)原子不帶電顯中性,故D正確;本題選猜想無(wú)意義的,故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】解答本題關(guān)鍵是要知道猜想整個(gè)原子為何不帶電,要與是否帶電有關(guān),與質(zhì)量無(wú)關(guān)?!纠?.2】(2020春?浦東新區(qū)校級(jí)月考)科學(xué)家常用中子轟擊原子核,這是因?yàn)橹凶樱ǎ〢.質(zhì)量較大 B.速度較大 C.能量較大 D.不帶電,與原子核沒(méi)有庫(kù)侖斥力【分析】中子本身是不帶電的,因此它和原子核的相互作用,可以不受到庫(kù)侖力的影響,另外它在穿越物質(zhì)的過(guò)程中,它不會(huì)引起物質(zhì)的電離?!窘獯稹拷猓河弥凶愚Z擊原子核,因?yàn)橹凶映孰娭行?,與原子核沒(méi)有庫(kù)侖斥力,在轟擊原子核的過(guò)程中,不受原子核的作用力,另外不會(huì)引起物質(zhì)的電離,故D正確,ABC錯(cuò)誤。故選:D?!军c(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵是知道中子不帶電,在轟擊的過(guò)程中,不受原子核的庫(kù)侖力?!纠?.3】(2019秋?河南月考)1918年盧瑟福任卡文迪許實(shí)驗(yàn)室主任時(shí),用a粒子轟擊氮原子核,注意到在使用a粒子轟擊氮?dú)鈺r(shí)他的閃光探測(cè)器紀(jì)錄到氫核的跡象,從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,若該反應(yīng)方程為:24He+714N→1A.16、8 B.17、8 C.16、9 D.17、9【分析】解本題的關(guān)鍵是學(xué)會(huì)書(shū)寫(xiě)核反應(yīng)方程,在核反應(yīng)過(guò)程中,電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)是守恒的,根據(jù)這兩個(gè)守恒從而確定A和Z的數(shù)值?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得:4+14=1+A,2+7=1+Z,解得:A=17,Z=8,故B正確,ACD錯(cuò)誤;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】對(duì)于核反應(yīng),通常根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒列式求解生成物,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程求釋放的核能。【例1.4】(2019秋?天津期末)一個(gè)原子核符號(hào)是3895A.核內(nèi)有38個(gè)質(zhì)子,有95個(gè)中子 B.核內(nèi)有38個(gè)質(zhì)子,有57個(gè)中子 C.核內(nèi)有57個(gè)質(zhì)子,有38個(gè)中子 D.核內(nèi)有95個(gè)質(zhì)子,有57個(gè)中子【分析】掌握原子核的表示方法,知道38為電荷數(shù),即核內(nèi)的質(zhì)子數(shù);而95表示質(zhì)量數(shù),即質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和?!窘獯稹拷猓焊鶕?jù)原子核的表示方法得質(zhì)子數(shù)為38,質(zhì)量數(shù)為95,故中子數(shù)為95﹣38=57.故ACD錯(cuò)誤,B正確故選:B。【點(diǎn)評(píng)】本題考查原子核的表示方法,明確如何根據(jù)原子核的表達(dá)式確定質(zhì)子數(shù)和中子數(shù),同時(shí)明確質(zhì)子數(shù)為對(duì)應(yīng)的原子序數(shù)。2.原子的核式結(jié)構(gòu)模型1911年,盧瑟福提出了自己的原子結(jié)構(gòu)模型。他設(shè)想: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)。典例精講【例2.1】(2019?浦東新區(qū)學(xué)業(yè)考試)一個(gè)鐳226#/DEL/#A.226個(gè)核子 B.226個(gè)質(zhì)子 C.138個(gè)質(zhì)子 D.88個(gè)中子【分析】在原子中,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)=核電荷數(shù)=核外電子數(shù),質(zhì)量數(shù)=質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)。【解答】解:88226故選:A?!纠?.2】(2019春?金華期末)下列四幅圖是教材中的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置圖,科學(xué)家提出原子核式結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)裝置是()A. B. C. D.【分析】圖A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn);圖B為陰極射線實(shí)驗(yàn);圖C為α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型;圖D是天然放射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn)?!窘獯稹拷猓篈、圖A光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn),說(shuō)明光具有粒子性,故A錯(cuò)誤;B、圖B為陰極射線實(shí)驗(yàn),陰極射線是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時(shí)發(fā)現(xiàn)的。1897年約瑟夫?約翰?湯姆遜根據(jù)放電管中的陰極射線在電磁場(chǎng)和磁場(chǎng)作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負(fù)電,并測(cè)出其荷質(zhì)比,這在一定意義上是歷史上第一次發(fā)現(xiàn)電子,故B錯(cuò)誤;C、圖C為α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,故C正確;D、圖D是天然放射現(xiàn)象實(shí)驗(yàn),說(shuō)明了原子核有更加復(fù)雜的結(jié)構(gòu),故D錯(cuò)誤。故選:C?!纠?.3】(2019春?寧德期末)有關(guān)近代原子物理的若干敘述,下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了中子 B.太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變反應(yīng) C.玻爾理論指出原子可以處于連續(xù)的能量狀態(tài)中 D.現(xiàn)已建成的核電站利用的是放射性同位素衰變放出的能量【分析】盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子;太陽(yáng)光的能量來(lái)自太陽(yáng)內(nèi)部的核聚變;玻爾理論指出原子可以處于不連續(xù)的能量狀態(tài)中;核電站利用的是核裂變放出的能量。【解答】解:A、盧瑟福通過(guò)分析α粒子轟擊氮核實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,中子是查德威克發(fā)現(xiàn)的,故A錯(cuò)誤;B、太陽(yáng)內(nèi)部發(fā)生的核聚變,會(huì)產(chǎn)生大量的能量,這些能量以太陽(yáng)光的形式輻射出來(lái),故B正確;C、玻爾理論指出原子可以處于不連續(xù)的能量狀態(tài)中,能量狀態(tài)是分立的、量子化的,故C錯(cuò)誤;D、現(xiàn)已建成的核電站利用的是核裂變放出的能量,故D錯(cuò)誤;故選:B。三、玻爾原子模型1.氫原子光譜⑴經(jīng)典理論的困難=1\*GB3①按照經(jīng)典物理學(xué),核外電子受到原子核的庫(kù)侖引力的作用,不可能是靜止的,它一定在以一定的速度繞核運(yùn)動(dòng)。既然電子在做周期性運(yùn)動(dòng),它的電磁場(chǎng)就在周期性地變化,而周期性變化的電磁場(chǎng)會(huì)激發(fā)電磁波。也就是說(shuō),它將把自己繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的能量以電磁波的形式輻射出去。因此,電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)這個(gè)系統(tǒng)是不穩(wěn)定的,電子會(huì)失去能量,最后一頭栽到原子核上。但事實(shí)不是這樣,原子是個(gè)很穩(wěn)定的系統(tǒng)。=2\*GB3②根據(jù)經(jīng)典電磁理論,電子輻射電磁波的頻率,就是它繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率。電子越轉(zhuǎn)能量越小,它離原子核就越來(lái)越近,轉(zhuǎn)的也就越來(lái)越快。這個(gè)變化是連續(xù)的,也就是說(shuō),我們應(yīng)該看到原子輻射的各種頻率的光,即原子的光譜應(yīng)該總是連續(xù)的,而實(shí)際上看到的是分立的線狀譜。⑵光譜用光柵和棱鏡可以把各種顏色的光按波長(zhǎng)展開(kāi),獲得光的波長(zhǎng)(頻率)和強(qiáng)度分布的記錄,即光譜。用攝譜儀可以得到光譜的照片,有些光譜是一條條的亮線,這樣的光譜叫做線狀譜;有些光譜看起來(lái)是連在一起的光帶,這樣的光譜叫做連續(xù)譜。⑶氫原子光譜玻璃管中稀薄氣體的分子在強(qiáng)電場(chǎng)的作用下會(huì)電離,成為自由移動(dòng)的正負(fù)電荷,于是氣體變成導(dǎo)體,導(dǎo)電時(shí)會(huì)發(fā)光。這樣的裝置叫做氣體放電管。從氫氣放電管可以獲得氫原子光譜。1885年,巴耳末對(duì)當(dāng)時(shí)已知的,在可見(jiàn)光區(qū)的四條譜線做了分析,發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長(zhǎng)能夠用一個(gè)公式表示,如果采用波長(zhǎng)的倒數(shù),這個(gè)公式可以寫(xiě)做、、式中叫做里德伯常量,實(shí)驗(yàn)測(cè)得的值為。典例精講【例1.1】(2019春?南關(guān)區(qū)校級(jí)期末)關(guān)于巴耳末公式的理解,正確的是()A.此公式是巴耳末在研究氦光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的 B.公式中n可取任意值,故氫光譜是連續(xù)譜 C.公式中n只能取不小于3的整數(shù)值,故氫光譜是線狀譜 D.公式不但適用于氫光譜的分析,也適用于其他原子的光譜【分析】此公式是巴耳末在可見(jiàn)光的14條譜線分析時(shí)發(fā)現(xiàn)的,式中的n只能取整數(shù),不能連線取值,且從3,4,…開(kāi)始取,只能適用于氫光譜,及紅外與紫外區(qū)?!窘獯稹拷猓篈、當(dāng)在研究氫光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的巴耳末公式,公式1λB、此公式中n不可以取任意值,只能取整數(shù),且從3,4,…開(kāi)始取,氫原子光譜是不連續(xù)的,故B錯(cuò)誤;C、公式中n只能從3,4,…開(kāi)始取,故氫原子光譜是線狀譜,故C正確;D、公式只能適用于氫原子光譜,及氫光譜在紅外與紫外區(qū)的其他譜線,故D錯(cuò)誤;故選:C。【例1.2】經(jīng)典的電磁理論,關(guān)于氫原子光譜的描述應(yīng)該是()A.亮線光譜 B.連續(xù)光譜 C.吸收光譜 D.發(fā)射光譜【分析】氫原子光譜具有分裂特征,是不連續(xù)光譜,與經(jīng)典電磁理論的預(yù)測(cè)矛盾.【解答】解:氫原子光譜具有分裂特征,發(fā)射光譜是亮線光譜,吸收光譜是暗線光譜;而按照經(jīng)典電磁理論,氫原子光譜應(yīng)該是連續(xù)光譜;故ACD錯(cuò)誤,B正確;故選:B?!军c(diǎn)評(píng)】本題關(guān)鍵是明確氫原子光譜的分裂特征,是不連續(xù)光譜,與經(jīng)典電磁理論矛盾,基礎(chǔ)題目.2.玻爾的原子模型⑴軌道量子化與定態(tài)首先,玻爾認(rèn)為原子中的電子在庫(kù)侖引力的作用下繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng),服從經(jīng)典力學(xué)的規(guī)律。但不同的是:①電子的軌道是量子化的電子的軌道半徑不是任意的,只能取某些分立的數(shù)值,電子在這些軌道上繞核的轉(zhuǎn)動(dòng)是穩(wěn)定的,不產(chǎn)生電磁輻射。②原子的能量也是量子化的當(dāng)電子處在不同的軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí),原子處于不同的狀態(tài),在不同的狀態(tài)下原子有不同的能量。這些量子化的能量值,叫做能級(jí)。這些具有確定能量的穩(wěn)定狀態(tài),叫做定態(tài)。能量最低的狀態(tài)叫做基態(tài),其他的狀態(tài)叫做激發(fā)態(tài)。⑵頻率條件①原子由一個(gè)能量態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)能量態(tài)的過(guò)程,稱為躍遷。這里的“躍”字,包含著“不連續(xù)”的意思。②當(dāng)原子從高能態(tài)(能量為)躍遷到低能態(tài)(能量為)時(shí),會(huì)放出能量為的光子。這個(gè)光子的能量由前后兩個(gè)能級(jí)的能量差決定,即。這個(gè)式子稱為頻率條件,又稱輻射條件。③當(dāng)原子吸收光子時(shí),會(huì)從低能態(tài)躍遷到高能態(tài),吸收光子的能量同樣由頻率條件決定。(只有能量等于兩能級(jí)間能量差的特定光子才能被吸收)=3\*GB2⑶玻爾理論對(duì)氫光譜的解釋從玻爾的基本假設(shè)出發(fā),運(yùn)用經(jīng)典電磁學(xué)和經(jīng)典力學(xué)的理論,可以計(jì)算氫原子中電子的可能軌道半徑及相應(yīng)的能量。按照玻爾理論可以推導(dǎo)出巴耳末公式,并從理論上算出里德伯常數(shù),這樣得到的結(jié)果與實(shí)驗(yàn)值符合的很好。同樣,玻爾理論也能很好地解釋甚至預(yù)言氫原子的其他譜線系。是能量單位,代表一個(gè)電子經(jīng)1伏特電場(chǎng)加速后獲得的動(dòng)能,。3.玻爾模型的局限性玻爾的原子理論第一次將量子觀念引入原子領(lǐng)域,成功解釋了氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律。但對(duì)于稍微復(fù)雜一點(diǎn)的原子如氦原子,玻爾理論就無(wú)法解釋它的光譜現(xiàn)象。這說(shuō)明玻爾理論還沒(méi)有完全揭示微觀粒子運(yùn)動(dòng)的規(guī)律。它的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念,仍然把電子的運(yùn)動(dòng)看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動(dòng)。隨堂練習(xí)一.選擇題(共10小題)1.(2011秋?瑞安市校級(jí)期中)ab為陰極射線管的示意圖,ab端加高壓后,a端可產(chǎn)生電子流,電子在高壓的作用下做水平向右的加速運(yùn)動(dòng),如圖.現(xiàn)在陰極射線管ab的正上方平行放置一根通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線,電流方向水平向左,則射線管產(chǎn)生的電子流將()A.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B.向紙外偏轉(zhuǎn) C.向下偏轉(zhuǎn) D.向上偏轉(zhuǎn)2.(2017春?定州市校級(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(shuō)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B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.放在C位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 D.放在D位置時(shí),屏上觀察不到閃光3.(2015春?荊門(mén)期末)關(guān)于α粒子的散射實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中不正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子中正電荷是均勻分布的 B.α粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C.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 D.相同條件下,換用原子序數(shù)越小的物質(zhì)做實(shí)驗(yàn),發(fā)生大角度散射的α粒子就越少4.(2018秋?秦州區(qū)校級(jí)月考)今年四月以來(lái),我省大部分地區(qū)遭遇強(qiáng)沙塵天氣,空氣質(zhì)量指數(shù)AQI爆表,AQI空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為PM2.5、NO2等六項(xiàng)。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5m的顆粒物,把PM2.5、NO2分子、電子、原子核按照空間尺度由大到小排序正確的是()A.PM2.5→NO2分子→原子核→電子 B.NO2分子→PM2.5→原子核→電子 C.NO2分子→原子核→PM2.5→電子 D.NO2分子→原子核→電子→PM2.55.(2013?撫州校級(jí)模擬)下列關(guān)于原子核的說(shuō)法中,正確的是()A.光電效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性 B.核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量都守恒 C.大量氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí),最多可以產(chǎn)生15種不同頻率的光 D.在核電站中可以利用石墨來(lái)控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度(石墨是減速劑,鎘棒是控制棒)6.(2019?內(nèi)江三模)根據(jù)玻爾原子理論,氫原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)比較,下列說(shuō)法中正確的是()A.電子可以在大于基態(tài)軌道半徑的任意軌道上運(yùn)動(dòng),人造衛(wèi)星只能在大于地球半徑的某些特定軌道上運(yùn)動(dòng) B.軌道半徑越大,線速度都越小,線速度與軌道半徑的平方根成反比 C.軌道半徑越大,周期都越大,周期都與軌道半徑成正比 D.軌道半徑越大,動(dòng)能都越小,動(dòng)能都與軌道半徑的平方成反比7.(2014?詔安縣校級(jí)模擬)下列說(shuō)法正確的是()A.盧瑟福通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)質(zhì)子是原子核的組成成分 B.β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子的核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 C.任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長(zhǎng)”,入射光的波長(zhǎng)必須小于這個(gè)波長(zhǎng),才能產(chǎn)生光電效應(yīng) D.根據(jù)玻爾理論,氫原子輻射出一個(gè)光子后,其電勢(shì)能增大,核外電子的動(dòng)能減少8.(2019春?天津期末)氫原子能級(jí)如圖所示,一群處于n=4能級(jí)的氫原子回到n=1狀態(tài)的過(guò)程中()A.能放出4種頻率不同的光子 B.能放出5種頻率不同的光子 C.放出的光子的最大能量為12.75eV,最小能量是0.66eV D.放出的光子的最大能量為12.75eV,最小能量是0.85eV9.(2019春?福州期末)已知金屬鈣的逸出功為2.7eV,氫原子的能級(jí)圖如圖所示,當(dāng)大量氫原子從n=4的能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí),下列說(shuō)法正確的是()A.電子的動(dòng)能減少,氫原子系統(tǒng)的總能量減少 B.氫原子可能輻射4種頻率的光子 C.有3種頻率的輻射光子能使鈣發(fā)生光電效應(yīng) D.從n=4到n=1發(fā)出的光的波長(zhǎng)最長(zhǎng)10.(2019春?南關(guān)區(qū)校級(jí)期末)關(guān)于巴耳末公式的理解,正確的是()A.此公式是巴耳末在研究氦光譜特征時(shí)發(fā)現(xiàn)的 B.公式中n可取任意值,故氫光譜是連續(xù)譜 C.公式中n只能取不小于3的整數(shù)值,故氫光譜是線狀譜 D.公式不但適用于氫光譜的分析,也適用于其他原子的光譜二.多選題(共3小題)11.(2016?上饒校級(jí)二模)陰極射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極A1、A2形成的,其中虛線為等勢(shì)線,相鄰等勢(shì)線間電勢(shì)差相等,z軸為該電場(chǎng)的中心軸線(管軸).電子束從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)后,在電場(chǎng)力的作用下會(huì)聚到z軸上,沿管軸從右側(cè)射出,圖中PQR是一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),則可以確定()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.電子在R點(diǎn)處的動(dòng)能大于在P點(diǎn)處的動(dòng)能 D.若將一束帶正電的粒子從左側(cè)射入聚焦電場(chǎng)也一定被會(huì)聚12.(2015秋?大連校級(jí)期中)陰極射線示波管的聚焦電場(chǎng)是由電極A1、A2形成的,其中虛線為等勢(shì)線,相鄰等勢(shì)線間電勢(shì)差相等,z軸為該電場(chǎng)的中心軸線(管軸).電子束從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)后,在電場(chǎng)力的作用下會(huì)聚到z軸上,沿管軸從右側(cè)射出,圖中PQR是一個(gè)從左側(cè)進(jìn)入聚焦電場(chǎng)的電子運(yùn)動(dòng)軌跡上的三點(diǎn),則可以確定()A.電極A1的電勢(shì)高于電極A2的電勢(shì) B.電場(chǎng)中Q點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度小于R點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度 C.電子在R點(diǎn)處的動(dòng)能小于在P點(diǎn)處的動(dòng)能 D.若將一束帶正電的粒子從左側(cè)射入聚焦電場(chǎng)也一定被會(huì)聚13.(2018春?大連期末)關(guān)于α粒子散射實(shí)驗(yàn)和原子結(jié)構(gòu)模型,下列說(shuō)法正確的是()A.α粒子散射實(shí)驗(yàn)完全否定了湯姆孫關(guān)于原子的“棗糕模型” B.盧瑟福的“核式結(jié)構(gòu)模型”很好地解釋了α粒子散射實(shí)驗(yàn) C.少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射是因?yàn)槭艿胶軓?qiáng)的引力作用 D.大多數(shù)α粒子不發(fā)生偏轉(zhuǎn)的原因是正電荷均勻分布在原子內(nèi)三.計(jì)算題(共2小題)14.氫原子半徑是0.53×10﹣10m,根據(jù)盧瑟福的原子模型,求:(1)電子所在軌道的電場(chǎng)強(qiáng)度;(2)電子繞核運(yùn)動(dòng)的速率、頻率。15.(2017?南通模擬)若用強(qiáng)光照射處于靜止?fàn)顟B(tài)的基態(tài)氫原子,一個(gè)電子可以同時(shí)吸收多個(gè)光子.一個(gè)靜止的氫原子同時(shí)吸收了兩個(gè)頻率為v0的光子并躍遷到激發(fā)態(tài),然后再向基態(tài)躍遷,最多能向外輻射出3種不同頻率的光子.已知?dú)湓拥馁|(zhì)量為m,普朗克常量為h,真空中的光速為c,n能級(jí)上的能量為En=1n2①試求氫原子剛吸收兩個(gè)光子時(shí)的速度v;②氫原子吸收兩個(gè)光子后躍遷到第幾能級(jí)?求出基態(tài)的能量E1.四.解答題(共2小題)16.(2015春?濮陽(yáng)期末)在電腦顯示器的真空示波管內(nèi),控制電子束掃描的偏轉(zhuǎn)場(chǎng)是勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)區(qū)域是寬度為3.0cm的矩形,右邊界距熒光屏20.0cm,高度足夠.某段時(shí)間內(nèi)磁場(chǎng)方向垂直紙面向外,磁感應(yīng)強(qiáng)度B=4.55×10﹣3T不變.電子初速度不計(jì),經(jīng)U=4550V電壓加速后沿中心線射入磁場(chǎng),偏轉(zhuǎn)后打在屏上產(chǎn)生亮點(diǎn)(若無(wú)磁場(chǎng),亮點(diǎn)在屏中心),已知電子的質(zhì)量m=0.91×10﹣30kg,電荷量e=1.6×10﹣19C.(1)在圖中大致圖出電子運(yùn)動(dòng)的徑跡;(2)求亮點(diǎn)偏離熒光屏中心的距離.17.(2014春?臨沭縣期中)(1)如圖是1909年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的同事們所做的實(shí)驗(yàn)裝置示意圖,據(jù)此實(shí)驗(yàn)盧瑟福提出了原子結(jié)構(gòu)模型,在實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),其原因是原子的正電荷及都集中在一個(gè)很小的核上.(2)根據(jù)波爾原子結(jié)構(gòu)理論,電子處在n=2軌道上比處在n=4軌道上離原子核的距離(選填“近”或“遠(yuǎn)”),當(dāng)大量氫原子處在n=4的激發(fā)態(tài)時(shí),由于躍遷所發(fā)射的譜線有條,氫原子第n能級(jí)的能量為En=E1n2,其中E1為基態(tài)能量,當(dāng)氫原子由第4能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí),發(fā)出光子的頻率為v1,當(dāng)氫原子由第2能級(jí)躍遷到基態(tài),發(fā)出光子的頻率為v2
隨堂練習(xí)參考答案與試題解析一.選擇題(共10小題)1.(2011秋?瑞安市校級(jí)期中)ab為陰極射線管的示意圖,ab端加高壓后,a端可產(chǎn)生電子流,電子在高壓的作用下做水平向右的加速運(yùn)動(dòng),如圖.現(xiàn)在陰極射線管ab的正上方平行放置一根通有強(qiáng)電流的長(zhǎng)直導(dǎo)線,電流方向水平向左,則射線管產(chǎn)生的電子流將()A.向紙內(nèi)偏轉(zhuǎn) B.向紙外偏轉(zhuǎn) C.向下偏轉(zhuǎn) D.向上偏轉(zhuǎn)【分析】首先由安培定則分析判斷通電直導(dǎo)線周圍產(chǎn)生的磁場(chǎng)情況,再由左手定則判斷出電子流的受力方向,可知電子流的偏轉(zhuǎn)方向.【解答】解:由安培定則可判斷出通電直導(dǎo)線周圍所產(chǎn)生的磁場(chǎng),如圖所示,陰極射線管正好處于垂直紙面向外的磁場(chǎng)中,由左手定則可判斷出電子流受到向上的洛倫茲力作用,所以電子流要向上偏轉(zhuǎn)。故選:D。2.(2017春?定州市校級(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(shuō)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B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.放在C位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多 D.放在D位置時(shí),屏上觀察不到閃光【分析】放射源放出一束射線轟擊金箔,運(yùn)用顯微鏡前熒光屏去觀察射線的位置,結(jié)合散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象分析即可.【解答】解: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。說(shuō)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A正確;B、放在B位置時(shí),相同時(shí)間內(nèi)觀察到屏上的閃光次數(shù)較少。說(shuō)明較少射線發(fā)生偏折,可知原子內(nèi)部帶正電的體積小。故B錯(cuò)誤;C、放在C位置時(shí),屏上仍能觀察一些閃光,但次數(shù)極少。說(shuō)明極少數(shù)射線較大偏折。故C錯(cuò)誤;D、放在D位置時(shí),屏上可以觀察到閃光,只不過(guò)很少很少。說(shuō)明很少很少射線發(fā)生大角度的偏折。故D錯(cuò)誤;故選:A。3.(2015春?荊門(mén)期末)關(guān)于α粒子的散射實(shí)驗(yàn),下列說(shuō)法中不正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明原子中正電荷是均勻分布的 B.α粒子發(fā)生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用 C.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 D.相同條件下,換用原子序數(shù)越小的物質(zhì)做實(shí)驗(yàn),發(fā)生大角度散射的α粒子就越少【分析】這是因?yàn)樵雍藥д姾汕屹|(zhì)量很大,阿爾法粒子也帶正電荷,由于同種電荷相互排斥和阿爾法粒子被質(zhì)量較大的原子核彈回?!窘獯稹拷猓篈BC、α粒子和電子之間有相互作用力,它們接近時(shí)就有庫(kù)侖引力作用,但由于電子的質(zhì)量只有α粒子質(zhì)量的1/7300,粒子與電子碰撞就像一顆子彈與一個(gè)灰塵碰撞一樣,α粒子質(zhì)量大,其運(yùn)動(dòng)方向幾乎不改變。α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)說(shuō)明三點(diǎn):一是原子內(nèi)有一質(zhì)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,但不能說(shuō)明原子中正電荷是均勻分布的,故A錯(cuò)誤,BC正確;D、相同條件下,換用原子序數(shù)越小的物質(zhì)做實(shí)驗(yàn),根據(jù)運(yùn)量守恒定律,可知,發(fā)生大角度散射的α粒子就越少,故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的,故選:A。4.(2018秋?秦州區(qū)校級(jí)月考)今年四月以來(lái),我省大部分地區(qū)遭遇強(qiáng)沙塵天氣,空氣質(zhì)量指數(shù)AQI爆表,AQI空氣質(zhì)量評(píng)價(jià)的主要污染物為PM2.5、NO2等六項(xiàng)。PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5m的顆粒物,把PM2.5、NO2分子、電子、原子核按照空間尺度由大到小排序正確的是()A.PM2.5→NO2分子→原子核→電子 B.NO2分子→PM2.5→原子核→電子 C.NO2分子→原子核→PM2.5→電子 D.NO2分子→原子核→電子→PM2.5【分析】PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5μm的顆粒物,空間尺度大于分子,分子是由原子構(gòu)成的,原子是由位于中心的原子核和核外電子構(gòu)成的,原子核包括質(zhì)子和中子兩部分?!窘獯稹拷猓嘿|(zhì)子和中子構(gòu)成原子核,電子和原子核構(gòu)成原子,電子的空間尺度,小于原子核的空間尺度,原子構(gòu)成分子,分子構(gòu)成物質(zhì),PM2.5是指大氣中直徑小于或等于2.5m的顆粒物的空間尺度大于分子,所以它們從大到小的順序?yàn)椋篜M2.5→NO2分子→原子核→電子,故A正確,BCD錯(cuò)誤。故選:A。5.(2013?撫州校級(jí)模擬)下列關(guān)于原子核的說(shuō)法中,正確的是()A.光電效應(yīng)揭示了光具有波動(dòng)性 B.核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量都守恒 C.大量氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí),最多可以產(chǎn)生15種不同頻率的光 D.在核電站中可以利用石墨來(lái)控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度(石墨是減速劑,鎘棒是控制棒)【分析】光電效應(yīng)是因?yàn)楣獾牧W有?;核反?yīng)中是質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒,而總質(zhì)量是不守恒的;大量氫原子從n的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí),最多可以產(chǎn)生Cn了解核電站的工作模式,明確減速劑為石墨.【解答】解:A、光電效應(yīng)揭示了光具有粒子性,故A錯(cuò)誤;B、核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒;但質(zhì)量不一定守恒;故B錯(cuò)誤;C、大量氫原子從n=5的激發(fā)態(tài)向低能態(tài)躍遷時(shí),最多可以產(chǎn)生C5D、在核電站中可以利用石墨來(lái)控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)速度(石墨是減速劑,鎘棒是控制棒);故D正確;故選:D。6.(2019?內(nèi)江三模)根據(jù)玻爾原子理論,氫原子中的電子繞原子核做圓周運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)比較,下列說(shuō)法中正確的是()A.電子可以在大于基態(tài)軌道半徑的任意軌道上運(yùn)動(dòng),人造衛(wèi)星只能在大于地球半徑的某些特定軌道上運(yùn)動(dòng) B.軌道半徑越大,線速度都越小,線速度與軌道半徑的平方根成反比 C.軌
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