專題05 原子模型（解析版）-【模型與方法】2023-2024學(xué)年高二物理同步模型易點(diǎn)通人教版2019選擇性必修第三冊

專題05原子模型電子的發(fā)現(xiàn)與原子的“棗糕模型”1．陰極射線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，這種射線命名為陰極射線。2．湯姆孫的探究方法及結(jié)論(1)根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，它的本質(zhì)是帶負(fù)電的粒子流，并求出了這種粒子的比荷。(2)換用不同材料的陰極做實(shí)驗(yàn)，所得比荷的數(shù)值都相同，是氫離子比荷的近兩千倍。(3)結(jié)論：陰極射線粒子帶負(fù)電，其電荷量的大小與氫離子大致相同，而質(zhì)量比氫離子小得多，后來組成陰極射線的粒子被稱為電子。3．湯姆孫的進(jìn)一步研究湯姆孫又進(jìn)一步研究了許多新現(xiàn)象，證明了電子是原子的組成部分。4．電子的電荷量及電荷量子化(1)電子電荷量：1910年前后由密立根通過著名的油滴實(shí)驗(yàn)得出，電子電荷的現(xiàn)代值為e＝1.602×10－19C。(2)電荷是量子化的，即任何帶電體的電荷只能是e的整數(shù)倍。(3)電子的質(zhì)量：me＝9.10938356×10－31kg，質(zhì)子質(zhì)量與電子質(zhì)量的比eq\f(mp,me)＝1836。說明：陰極射線實(shí)質(zhì)是帶負(fù)電的電子流。5.“棗糕模型”湯姆孫的原子模型在J.J.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子之后，對于原子中正負(fù)電荷如何分布的問題，科學(xué)家們提出了許多模型。J.J.湯姆孫本人于1898年提出了一種模型。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。有人形象地把他的這個(gè)模型稱為“西瓜模型”或“棗糕模型”。這個(gè)模型能夠解釋一些實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。但德國物理學(xué)家勒納德1903年做了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，使電子束射到金屬膜上，發(fā)現(xiàn)較高速度的電子很容易穿透原子。這說明原子不是一個(gè)實(shí)心球體，這個(gè)模型可能不正確。之后不久，α粒子散射實(shí)驗(yàn)則完全否定了這個(gè)模型。二、原子的核式結(jié)構(gòu)模型1．α粒子散射實(shí)驗(yàn)(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)，電子鑲嵌在球中。(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)①實(shí)驗(yàn)裝置：α粒子源、金箔、放大鏡和熒光屏。②實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：a.絕大多數(shù)的α粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進(jìn)。b.少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)。c.極少數(shù)α粒子的偏轉(zhuǎn)角大于90°，甚至有極個(gè)別α粒子被反彈回來。eq\o\ac(○,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。2．盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型核式結(jié)構(gòu)模型在原子的中心有一個(gè)很小的核，叫作原子核，原子的幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，帶負(fù)電的電子在核外空間里繞著核高速旋轉(zhuǎn)。三．玻爾氫原子模型1．軌道量子化軌道半徑只能夠是一些不連續(xù)的、某些分立的數(shù)值。氫原子各條可能軌道上的半徑rn＝n2r1(n＝1，2，3…)，其中n是正整數(shù)，r1是離核最近的可能軌道的半徑，r1＝0.53×10－10m。其余可能的軌道半徑還有0.212nm、0.477nm…，不可能出現(xiàn)介于這些軌道半徑之間的其他值。這樣的軌道形式稱為軌道量子化。2．能量量子化(1)電子在可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，盡管是變速運(yùn)動(dòng)，但它并不釋放能量，原子是穩(wěn)定的，這樣的狀態(tài)也稱之為定態(tài)。(2)由于原子的可能狀態(tài)(定態(tài))是不連續(xù)的，具有的能量也是不連續(xù)的。這樣的能量值，稱為能級，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)，對氫原子，以無窮遠(yuǎn)處為勢能零點(diǎn)時(shí)，其能級公式En＝eq\f(1,n2)E1(n＝1，2，3…)其中E1代表氫原子的基態(tài)的能級，即電子在離核最近的可能軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)原子的能量值，E1＝－13.6eV。n是正整數(shù)，稱為量子數(shù)。量子數(shù)n越大，表示能級越高。(3)原子的能量包括：原子的原子核與電子所具有的電勢能和電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。3．躍遷原子從一種定態(tài)(設(shè)能量為E2)躍遷到另一種定態(tài)(設(shè)能量為E1)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，高能級Em低能級En?？梢?，電子如果從一個(gè)軌道到另一個(gè)軌道，不是以螺旋線的形式改變半徑大小的，而是從一個(gè)軌道上“跳躍”到另一個(gè)軌道上。玻爾將這種現(xiàn)象叫作電子的躍遷。四．能級圖的理解1．對能級圖的理解(1)能級圖中n稱為量子數(shù)，E1代表氫原子的基態(tài)能量，即量子數(shù)n＝1時(shí)對應(yīng)的能量，其值為－13.6eV。En代表電子在第n個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的能量。(2)作能級圖時(shí)，能級橫線間的距離和相應(yīng)的能級差相對應(yīng)，能級差越大，間隔越寬，所以量子數(shù)越大，能級越密，豎直線的箭頭表示原子躍遷方向，長度表示輻射光子能量的大小，n＝1是原子的基態(tài)，n→∞是原子電離時(shí)對應(yīng)的狀態(tài)。2．能級躍遷處于激發(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(n(n－1),2)。3．光子的發(fā)射原子由高能級向低能級躍遷時(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)能級且m>n)能級差越大，放出光子的頻率就越高。4．使原子能級躍遷的兩種粒子——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)，其光子的能量必須等于兩能級的能量差，否則不被吸收，不存在激發(fā)到n能級時(shí)能量有余，而激發(fā)到n＋1時(shí)能量不足，則可激發(fā)到n能級的問題。(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兩能級的能量差值(E＝En－Ek)，就可使原子發(fā)生能級躍遷?！灸Ｐ脱菥?】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粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中符合實(shí)驗(yàn)事實(shí)的是()【答案】C【解析】α粒子與原子核相互排斥，運(yùn)動(dòng)軌跡與原子核越近，庫侖斥力越大，運(yùn)動(dòng)方向變化越明顯，故C正確?！疽?guī)律方法】(1)分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)中的現(xiàn)象時(shí)，應(yīng)注意是“絕大多數(shù)”“少數(shù)”還是“極少數(shù)”粒子的行為?！按蠼嵌绕D(zhuǎn)”只是少數(shù)粒子的行為。(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)是得出原子核式結(jié)構(gòu)模型的實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)，對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析是建立盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型的關(guān)鍵。通過對α粒子散射實(shí)驗(yàn)這一宏觀探測，間接地構(gòu)建出原子結(jié)構(gòu)的微觀圖景?！灸Ｐ脱菥?】(多選)關(guān)于原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，下列說法正確的是()A．原子中絕大部分是“空”的，原子核很小B．電子在核外繞核旋轉(zhuǎn)的向心力是原子核對它的庫侖力C．原子的全部正電荷和質(zhì)量都集中在原子核里D．原子核的直徑約是10－10m【思路點(diǎn)撥】：(1)原子中心有很小的原子核集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量。(2)電子在核外繞核運(yùn)動(dòng)?！敬鸢浮緼B【解析】由于原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核內(nèi)，而原子核又很小，所以原子內(nèi)絕大部分區(qū)域是“空”的，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；電子繞原子核的圓周運(yùn)動(dòng)是原子核與電子間的庫侖力提供向心力，選項(xiàng)B正確；原子核半徑的數(shù)量級是10－15m，原子半徑的數(shù)量級是10－10m，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！灸Ｐ脱菥?】氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光光子能量范圍為1.62～3.11eV。下列說法正確的是()A．處于n＝3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線，并發(fā)生電離B．大量氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時(shí)，發(fā)出的光中一定包含可見光C．大量處于n＝2能級的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，發(fā)出的光子能量較大，有明顯的熱效應(yīng)D．大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，只可能發(fā)出3種不同頻率的光【思路點(diǎn)撥】：(1)紫外線光子能量若大于1.51eV則能電離，否則不能。(2)輻射光子能量在1.62～3.11eV內(nèi)則為可見光，紅外線有明顯的熱效應(yīng)?！敬鸢浮緼【解析】紫外線光子的能量一定大于可見光光子的能量，即一定大于3.11eV，而從第3能級電離只需要1.51eV能量，選項(xiàng)A正確；從高能級向第3能級躍遷時(shí)輻射出光子的能量一定小于1.51eV，因此不含可見光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；氫原子從第2能級向基態(tài)躍遷，輻射光子的能量為10.2eV，是紫外線，只有紅外線才有明顯的熱效應(yīng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；大量氫原子從第4能級向低能級躍遷，能產(chǎn)生6種可能的光子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！疽?guī)律方法】能級躍遷規(guī)律大量處于n激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射eq\f(n(n－1),2)種頻率的光子。一個(gè)處于n激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射(n－1)種頻率的光子。1．（2024·云南·一模）“量子化”是二十世紀(jì)以來最重要的物理思想之一，下列選項(xiàng)中與“量子化”思想無關(guān)的是（）A．普朗克為解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出的能量子假說B．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型C．波爾提出原子結(jié)構(gòu)假說成功解釋了氫光譜D．愛因斯坦提出光子說并用于光電效應(yīng)的解釋【答案】B【詳解】A．普朗克為解釋黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律提出的能量子假說，故A不符合題意要求；B．盧瑟福通過α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型，與“量子化”思想無關(guān)，故B符合題意要求；C．波爾提出原子結(jié)構(gòu)假說，認(rèn)為電子軌道量子化，原子能量量子化，成功解釋了氫光譜，故C不符合題意要求；D．愛因斯坦提出光子說，認(rèn)為光的能量是一份一份的，并用于光電效應(yīng)的解釋，故D不符合題意要求。故選B。2．（23-24高三上·安徽·期末）核能的利用離不開人類對微觀世界的不斷探索。下圖表示了科學(xué)家對原子認(rèn)識的演變史，下列說法正確的是（）A．普朗克基于道爾頓的實(shí)心小球模型和電子的發(fā)現(xiàn)事實(shí)建構(gòu)了棗糕模型B．盧瑟福建構(gòu)的行星模型不僅揭示了原子內(nèi)存在原子核而且揭示了原子核的組成結(jié)構(gòu)C．玻爾基于行星模型和氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律建構(gòu)了氫原子模型并做了有限推廣D．基于量子理論建構(gòu)的電子云模型完全否定了玻爾模型的正確性及其科學(xué)研究價(jià)值【答案】C【詳解】A．湯姆孫基于道爾頓的實(shí)心小球模型和電子的發(fā)現(xiàn)事實(shí)建構(gòu)了棗糕模型，也叫西瓜模型，故A錯(cuò)誤；B．盧瑟福建構(gòu)的行星模型揭示了原子內(nèi)存在原子核，但是并沒有揭示原子核內(nèi)部的組成結(jié)構(gòu)，故B錯(cuò)誤；C．玻爾基于行星模型和氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律建構(gòu)了氫原子模型并做了有限推廣，該模型對于氫原子以外的原子不成立，故C正確；D．基于量子理論建構(gòu)的電子云模型并沒有完全否定玻爾模型的正確性及其科學(xué)研究價(jià)值，故D錯(cuò)誤。故選C。3．（2024高二下·四川綿陽·期末）關(guān)于物理學(xué)的重要史實(shí)和結(jié)論，下列說法正確的是（）A．通過分光鏡觀察到的氫原子光譜是連續(xù)譜B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi)C．盧瑟福依據(jù)a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．根據(jù)波爾原子結(jié)構(gòu)理論，氫原子的電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)的半徑可以取任意值【答案】C【詳解】A．氫原子光譜是不連續(xù)的，是線狀譜，因此通過分光鏡觀察到的氫原子光譜是不連續(xù)譜，故A錯(cuò)誤；BC．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后提出了“棗糕式”原子模型，而盧瑟福依據(jù)a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，故B錯(cuò)誤，C正確；D．根據(jù)波爾原子結(jié)構(gòu)理論，電子繞核運(yùn)動(dòng)的軌道半徑是量子化的，是一些不連續(xù)的特定值，且電子繞核旋轉(zhuǎn)是定態(tài)，故D錯(cuò)誤。故選C。4．（2024高三上·天津武清·期中）通過對下列哪個(gè)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型（）A．光電效應(yīng)現(xiàn)象 B．粒子散射實(shí)驗(yàn)C．黑體輻射實(shí)驗(yàn) D．天然放射現(xiàn)象【答案】B【詳解】盧瑟福通過對粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的研究提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故選B。5．（2024高二下·北京海淀·期中）下列說法不正確的是（）A．粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了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B．盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)C．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，并測定了電子電荷量，且提出了“棗糕”式原子模型D．盧瑟福提出了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因【答案】C【詳解】A．粒子散射實(shí)驗(yàn)說明了原子內(nèi)部很空曠，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，故A正確；BD．盧瑟福做粒子散射實(shí)驗(yàn)時(shí)發(fā)現(xiàn)絕大多數(shù)粒子穿過金箔后基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，只有少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，盧瑟福通過粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子“核式結(jié)構(gòu)”模型，并成功解釋了粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因，故B、D正確；C．湯姆孫首先發(fā)現(xiàn)了電子，提出了“棗糕”式原子模型，密立根測定了電子電荷量，故C錯(cuò)誤。本題選擇不正確的，故選C。6．（2024·北京豐臺·一模）如圖所示為氫原子能級示意圖，一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，下列說法正確的是（）A．躍遷過程中最多可輻射出4種頻率的光子B．從n=4能級躍遷到n=2能級的氫原子能量增大C．從n=4能級躍遷到n=1能級輻射出的光子波長最長D．有三種頻率的光子可使逸出功為4.54eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)【答案】D【詳解】A．一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，最多可輻射出種頻率的光子，A錯(cuò)誤；B．從n=4能級躍遷到n=2能級時(shí)向外輻射光子，氫原子能量減小，B錯(cuò)誤；C．從n=4能級躍遷到n=1能級輻射出的光子能量最大，根據(jù)可知，能量越大的光子，波長越短，C錯(cuò)誤；D．根據(jù)躍遷規(guī)律，有一群處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)，可能有要想發(fā)生光電效應(yīng)，應(yīng)滿足所以有三種頻率的光子可使逸出功為4.54eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，D正確。故選D。7．（2024·河北·模擬預(yù)測）如圖為氫原子的能級圖。大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時(shí)放出光子。已知紅光光子能量范圍為1.6~2.0eV；藍(lán)光光子的能量范圍為2.53~2.76eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10eV。處于激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子中包含（

）A．一種頻率的紅光光子 B．兩種頻率的藍(lán)光光子C．一種頻率的紫光光子 D．兩種頻率的紫光光子【答案】A【詳解】大量處于激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子的能量為故處于激發(fā)態(tài)的氫原子，在向低能級躍遷時(shí)發(fā)出的光子中包含一種頻率的紅光光子，一種頻率的藍(lán)光光子，沒有紫光光子。故選A。8．（23-24高三下·黑龍江·階段練習(xí)）紅外測溫儀只能捕獲紅外線，紅外線光子的能量為。如圖為氫原子的能級圖，大量處在能級的氫原子向外輻射的光子中，能被紅外線測溫儀捕獲的不同頻率的光子共有（）A．2種 B．3種 C．4種 D．5種【答案】A【詳解】由氫原子能級示意圖可知，氫原子從激發(fā)態(tài)向低能級躍遷時(shí)，根據(jù)可知，所輻射光子能量為0.31eV、0.97eV、2.86eV、13.06eV、0.66eV、2.55eV、12.75eV、1.89eV、12.09eV、10.2eV，紅外線光子的能量為，則能被紅外線測溫儀捕獲的不同頻率的光子共有2種。故選A。9．（23-24高三下·河北滄州·階段練習(xí)）如圖所示為氫原子的能級示意圖，現(xiàn)有大量處于能級的氫原子，用某種頻率的單色光照射后，這些氫原子能輻射出10種頻率的光，用這些輻射的光子照射逸出功為3.2eV的金屬鈣。下列說法正確的是（）A．氫原子被單色光照射后躍遷到能級B．單色光光子的能量為2.55eVC．照射鈣金屬時(shí)有4種光能使金屬鈣發(fā)生光電效應(yīng)D．從金屬鈣中逃逸出來的光電子的最大初動(dòng)能為7.0eV【答案】C【詳解】A．被照射后的氫原子能輻射10種不同頻率的光子，有解得所以氫原子躍遷到能級，故A錯(cuò)誤；B．單色光光子的能量故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)氫原子從其他能級躍遷到能級時(shí)輻射的光子照射金屬鈣都能發(fā)生光電效應(yīng)，共有4種光，故C正確；D．當(dāng)氫原子從能級躍遷到能級時(shí)輻射的光子能量最大，有此光照射金屬鈣逃逸出來的光電子的最大初動(dòng)能最大，有故D錯(cuò)誤。故選C。10．（23-24高三下·陜西商洛·階段練習(xí)）科學(xué)家已經(jīng)成功檢測定位了納米晶體結(jié)構(gòu)中的氫原子。按玻爾氫原子理論，氫原子的能級圖如圖所示，下列判斷正確的是（）A．用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可觀測到多種不同頻率的光子B．一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可能發(fā)出6條光譜線C．氫原子從第4激發(fā)態(tài)躍遷到第2激發(fā)態(tài)需要吸收光子D．氫原子的核外電子由低能級躍遷到高能級時(shí)，電勢能減小，動(dòng)能增大【答案】A【詳解】A．由圖可知，用光子能量為13.06eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子可以躍遷到的激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時(shí)可以輻射出10種頻率的光子，故A正確；B．一個(gè)處于激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可以輻射出3種頻率的光子，故B錯(cuò)誤；C．氫原子從第4激發(fā)態(tài)躍遷到第2激發(fā)態(tài)是從高能級向低能級躍遷，會(huì)輻射出光子，故C錯(cuò)誤；D．氫原子的核外電子由低能級躍遷到高能級時(shí)，軌道半徑變大，電勢能增大，動(dòng)能減小，故D錯(cuò)誤。故選A。二、多選題11．（2024高二下·北京西城·期中）如圖為盧瑟福所做的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)，下述說法中正確的是（）A．相同時(shí)間內(nèi)在A時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多B．放在C、D位置時(shí)屏上觀察不閃光C．該實(shí)驗(yàn)說明原子中正電荷是均勻分布的D．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【答案】AD【詳解】AB．該實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象是絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進(jìn)，即相同時(shí)間內(nèi)在A時(shí)觀察到屏上的閃光次數(shù)最多，但有少數(shù)α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于，即放在C位置時(shí)屏上觀察到少數(shù)閃光，放在D位置屏上觀察到極少數(shù)閃光，故A正確，B錯(cuò)誤；CD．由上述實(shí)驗(yàn)說明了：原子中正電荷并不是均勻分布的，占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的物質(zhì)集中在很小的空間范圍，故C錯(cuò)誤，D正確。故選AD。12．（2024高二下·河南·期中）如圖所示為粒子散射實(shí)驗(yàn)的示意圖：放射源發(fā)出射線打到金箔上，帶有熒光屏的放大鏡轉(zhuǎn)到不同位置進(jìn)行觀察，圖中①②③為其中的三個(gè)位置，下列對實(shí)驗(yàn)結(jié)果的敘述或依據(jù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果做出的推理錯(cuò)誤的是（）

A．在位置②接收到的粒子最多B．在位置①接收到粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)C．位置②接收到的粒子一定比位置①接收到的粒子所受金原子核斥力的沖量更大D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則①②③三個(gè)位置接收到粒子的比例應(yīng)相差不多【答案】AC【詳解】A．原子的內(nèi)部是很空闊的，原子核非常小，所以絕大多數(shù)α粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡沒有發(fā)生偏轉(zhuǎn)，則在位置③接收到的α粒子最多，所以A錯(cuò)誤，符合題意；B．在位置①接收到α粒子說明正電荷不可能均勻分布在原子內(nèi)，所以B正確，不符合題意；C．位置②接收到的α粒子一定比位置①接收到的α粒子所受金原子核斥力的沖量更小，因?yàn)樵谖恢芒佴亮Ｗ铀俣确聪蜻\(yùn)動(dòng)，則動(dòng)量的變化量更大，所以沖量更大，則C錯(cuò)誤，符合題意；D．若正電荷均勻分布在原子內(nèi)，則α粒子與原子正面撞擊，粒子最后反彈，則①②③三個(gè)位置接收到α粒子的比例應(yīng)相差較多，所以D正確，不符合題意。故選AC。13．（2024高二下·吉林白山·期末）1909年，物理學(xué)家盧瑟福和他的學(xué)生用粒子轟擊金箔，研究粒子被散射的情況，其實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示。關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是（）

A．少數(shù)粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)粒子偏轉(zhuǎn)的角度大于B．粒子大角度散射是由于它跟電子發(fā)生了碰撞C．粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了湯姆孫的棗糕模型是正確的D．粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子中有一個(gè)帶正電的核幾乎占有原子的全部質(zhì)量【答案】AD【詳解】A．當(dāng)α粒子穿過原子時(shí)，電子對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，所以只有少數(shù)α粒子大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子偏轉(zhuǎn)的角度大于90°，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進(jìn)，故A正確；B．α粒子大角度散射是由于它受到原子核庫侖斥力的作用，而不是與電子發(fā)生碰撞，故B錯(cuò)誤；C．α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了湯姆孫的棗糕模型是錯(cuò)誤的，故C錯(cuò)誤；D．從絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，可以推測使粒子受到排斥力的核體積極小，實(shí)驗(yàn)表明原子中心的核帶有原子的全部正電，和幾乎全部質(zhì)量，故D正確。故選AD。14．（2024高二下·遼寧遼陽·期末）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C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少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B位置的亮斑比在A位置的亮斑多D．該實(shí)驗(yàn)說明原子質(zhì)量均勻地分布在原子內(nèi)【答案】AB【詳解】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，選項(xiàng)A正確，C錯(cuò)誤；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)，選項(xiàng)B正確，D錯(cuò)誤；故選AB。15．（2024高二下·四川成都·階段練習(xí)）下列說法正確的是（）A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型是湯姆孫建立起來的B．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，極少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)C．玻爾模型能夠解釋所有原子的光譜現(xiàn)象D．玻爾認(rèn)為，電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的【答案】BD【詳解】A．原子的核式結(jié)構(gòu)模型是盧瑟福建立起來的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，只有少數(shù)粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，選項(xiàng)B正確；C．玻爾模型只能解釋氫原子的光譜現(xiàn)象，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．玻爾認(rèn)為，電子的軌道是量子化的，原子的能量也是量子化的，選項(xiàng)D正確。故選BD。16．（2024高二下·寧夏中衛(wèi)·階段練習(xí)）在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，如果兩個(gè)具有相同能量的α粒子以不同的角度散射出來，則散射角度大的這個(gè)α粒子（）A．更接近原子核B．更遠(yuǎn)離原子核C．不受原子核的作用D．受到原子核較大的沖量作用【答案】AD【詳解】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，使α粒子產(chǎn)生偏轉(zhuǎn)的力主要是庫侖力，受到原子核較大的沖量作用。故選AD。17．（2024高二下·北京海淀·階段練習(xí)）下列敘述符合史實(shí)的是（）A．玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C．盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型D．波爾根據(jù)氫原子的發(fā)光現(xiàn)象，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【答案】AC【詳解】A．波爾理論主要內(nèi)容有軌道是分立的，不同能級具有不同能量，不同能級之間可以發(fā)生躍遷，A正確；BCD．盧瑟福根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象說明原子具有核式結(jié)構(gòu)，BD錯(cuò)誤、C正確。故選AC。18．（2024高二下·四川廣元·階段練習(xí)）下列對原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識中正確的是（）A．原子中絕大部分是空的，原子核很小B．電子在核外運(yùn)動(dòng)，核力提供向心力C．原子的全部質(zhì)量都集中在原子核里D．原子的直徑大約是【答案】AD【詳解】A．原子中絕大部分是空的，原子核很小，A正確；B．電子在核外運(yùn)動(dòng)，庫侖力提供向心力，B錯(cuò)誤；C．原子的幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，C錯(cuò)誤；D．原子的直徑大約是，D正確。故選AD。19．（2023·浙江杭州·二模）與下圖相關(guān)的說法正確的是分（）A．圖甲:湯姆孫的氣體放電管實(shí)驗(yàn)可估測電子的比荷B．圖乙:盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可估測原子核的半徑C．圖丙:康普頓認(rèn)為光子與電子碰撞之后，動(dòng)量減小、波長變短D．圖丁:玻爾理論可以解釋多種物質(zhì)發(fā)出的線狀光譜【答案】AB【詳解】A．湯姆孫通過研究求出了陰極射線的比荷，明確陰極射線是電子，故A正確；B．盧瑟福在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)大多粒子能穿透金箔，只有少量的粒子發(fā)生較大的偏轉(zhuǎn)，提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，并能估測原子核的半徑，故B正確；C．康普頓認(rèn)為光子與電子碰撞之后，動(dòng)量減小、波長變長，故C錯(cuò)誤；D．玻爾理論只可以解釋氫原子的光譜現(xiàn)象，故D錯(cuò)誤。故選AB。20．（2024高三·全國·課時(shí)練習(xí)）根據(jù)原子的核式結(jié)構(gòu)模型，下列說法中正確的是（

）A．原子核的直徑大約是10-10m B．原子的質(zhì)量幾乎全部集中在原子核內(nèi)C．原子的全部正電荷都集中在原子核里 D．電子在核外旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力【答案】BCD【詳解】AB．一個(gè)原子的直徑大約是10-10m，原子核只占據(jù)的原子內(nèi)部極小的空間（大約為原子整個(gè)體積的10-15），卻集中了幾乎所有原子的質(zhì)量，A錯(cuò)誤、B正確；C．α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象說明原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里，C正確；D．原子由位于原子中心的帶正電的原子核和核外帶負(fù)電的電子構(gòu)成，電子在核外繞核高速旋轉(zhuǎn)，庫侖力提供向心力，D正確。故選BCD。21．（2024·甘肅張掖·模擬預(yù)測）如圖所示為氫原子的能級圖。大量處于能級的氫原子向低能級躍遷時(shí)分別輻射出種不同頻率的光子。已知，則（）A．一定等于2B．若，則可能有C．若大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)D．一個(gè)處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射5種頻率的光【答案】BC【詳解】AB．根據(jù)大量氫原子從至能級向基態(tài)躍遷時(shí)分別能發(fā)出1、3、6、10、15、21種不同頻率的光子，則有即，若則有，，故A錯(cuò)誤，B正確；C．大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出3種光，有兩種可使某金屬發(fā)生光電效應(yīng)，則該金屬的逸出功即則大量氫原子從能級躍遷到基態(tài)發(fā)出的光可能有4種可使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故C正確；D．一個(gè)處于能級的氫原子向基態(tài)躍遷，最多可輻射4種頻率的光，故D錯(cuò)誤。故選BC。22．（2024·海南·模擬預(yù)測）如圖所示為氫原子的能級示意圖，氫原子第能級的能量為，其中是基態(tài)能量，而。大量氫原子處于能級，普朗克常量為，下列說法正確的是（）A．可輻射出6種不同頻率的光子B．輻射出的頻率最大的光子對應(yīng)的能量為C．輻射出的光子最大頻率為D．躍遷到低能級后電子動(dòng)能減小【答案】AB【詳解】A．大量氫原子從能級向基態(tài)躍遷時(shí)，最多可輻射種不同頻率的光子，故A正確；BC．由公式可知，由躍遷到時(shí)輻射的光子頻率最大，則輻射