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第一節　原子的結構
［分值：60分］
1~7題每題4分，共28分
考點一　原子的核式結構
1.關于原子結構的認識歷程，下列說法正確的有 (　　)
A.J.J.湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內
B.J.J.湯姆孫通過著名的“油滴實驗”精確測定了電子電荷量
C.盧瑟福的原子核式結構模型能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積、質量占比都很小
D.α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據
2.α粒子散射實驗裝置如圖所示，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，打到金箔上，最后在環形熒光屏上產生閃爍的光點。下列說法正確的是 (　　)
A.α粒子發生偏轉是由于它跟金箔中的電子發生了碰撞
B.當α粒子接近金箔中的電子時， 電子對α粒子的吸引力使之發生明顯偏轉
C.通過α粒子散射實驗可以估算原子核半徑的數量級約為 10-10 m
D.α粒子散射實驗說明了原子中有一個帶正電的核，幾乎集中了原子全部的質量
3.(多選)如圖為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗的裝置示意圖，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，關于觀察到的現象，下列說法中正確的是 (　　)
A.相同時間內放在A位置時觀察到屏上的閃光次數最多
B.相同時間內放在B位置時觀察到屏上的閃光次數只比放在A位置時稍少些
C.放在C、D位置時屏上觀察不到閃光
D.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數極少
考點二　原子的能級結構
4.(多選)下列說法正確的是 (　　)
A.原子從基態躍遷到激發態要放出光子，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
5.關于玻爾原子理論，下列說法中不正確的是 (　　)
A繼承了盧瑟福的核式結構模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設
B.氫原子核外電子的軌道半徑越大，核外電子動能越大
C.能級躍遷吸收(輻射)光子的頻率由兩個能級的能量差決定
D.原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量
6.氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光光子能量在1.64~3.11 eV之間。處在n=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射的光子屬于電磁波譜中的 (　　)
A.紅外線 B.紅光
C.紫外線 D.紫光
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的能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發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
8~11題每題6分，共24分
8.(2024·汕頭市模擬)掃描隧道顯微鏡讓人類對原子有了直觀的感受，下列關于原子結構的說法正確的是 (　　)
A.玻爾的原子結構理論認為核外電子可在任意軌道上運動
B.α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發生了大角度散射
C.原子光譜是分立的，不同原子的光譜可能相同
D.氫原子在激發態自發躍遷時，氫原子能量減少
9.如圖為氫原子6種可能的躍遷，對它們發出的光，下列說法正確的是 (　　)
A.a光的波長最長
B.c光的頻率最低
C.f光的光子能量最大
D.b、d光的光子能量之和大于e光的光子能量
10.(2023·梅州市高二期末)氫原子能級示意圖如圖所示，光子能量在1.63~3.10 eV的光為可見光，要使處于基態(n=1)的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為 (　　)
A.12.09 eV B.10.20 eV
C.1.89 eV D.1.51 eV
11.(2022·重慶卷)如圖為氫原子的能級示意圖。已知藍光光子的能量范圍為2.53~2.76 eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10 eV。若使處于基態的氫原子被激發后，可輻射藍光，不輻射紫光，則激發氫原子的光子能量為 (　　)
A.10.20 eV B.12.09 eV
C.12.75 eV D.13.06 eV
(8分)
12.氫原子能級如圖所示，用光子能量為2.55 eV的光照射大量處于n=2能級的氫原子，氫原子向低能級躍遷時輻射出的光照射到逸出功為9 eV的金屬板時，射出光電子最大初動能為 (　　)
A.4.6 eV B.3.75 eV
C.3.09 eV D.1.2 eV
答案精析
1.D?。跩.J.湯姆孫發現電子后猜想出原子核內的正電荷是均勻分布的，故A錯誤；密立根通過著名的“油滴實驗”精確測定了電子電荷量，故B錯誤；盧瑟福提出的原子核式結構模型，能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積占比很小，質量占比很大，故C錯誤；α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據，故D正確。］
2.D?。郐亮Ｗ影l生偏轉主要是占原子質量絕大部分的帶正電的原子核的斥力造成的，電子的質量很小，α粒子與電子碰撞后對α粒子運動軌跡的影響可忽略不計，A、B錯誤；α粒子散射實驗可以用來估算核半徑，對于一般的原子核，實驗確定的原子核半徑的數量級為10-15 m，C錯誤；占原子質量絕大部分的帶正電的物質集中在很小的空間范圍，這樣才會使α粒子在經過時受到很強的斥力，使其發生大角度的偏轉，D正確。］
3.AD　［盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗時，在A位置能觀察到大部分α粒子，在B位置能觀察到少數α粒子，在C、D位置能觀察到極少數α粒子，故選項A、D正確。］
4.CD?。墼訌幕鶓B躍遷到激發態要吸收光子，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。］
5.B　［玻爾原子理論繼承了盧瑟福的原子核式結構模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設，A正確；按照玻爾理論，電子在一系列定態軌道上運動的時候，并不向外輻射能量，當電子從外軌道向內軌道躍遷時才會向外輻射能量，所以氫原子核外電子軌道半徑越大，氫原子的能量越大，但核外電子動能越小，B錯誤；能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量由兩個能級的能量差決定，即hν=|Em-En|，C正確；按照玻爾理論，原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量，D正確。］
6.C?。厶幵趎=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射光子能量為E=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV，大于可見光光子能量，所以處在n=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射的光子屬于電磁波譜中的紫外線。］
7.C　［一群處在n=4的能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠發出=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.D　［玻爾的原子結構理論認為核外電子的軌道是量子化的，電子只能在特定的軌道上運動，故A錯誤；α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿著原來的方向前進，少數α粒子穿過金箔后發生了大角度的偏轉，極少數α粒子甚至被反彈回來，故B錯誤；原子光譜是分立的，不同原子的光譜不同，故C錯誤；氫原子在激發態自發躍遷時，輻射光子釋放能量，氫原子能量減少，故D正確。］
9.A?。墼釉趦蓚€定態之間躍遷時，將輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量為hν=Em-En(m>n)，又依據能級公式En=，波長公式λ=，得到a光的光子能量最小、頻率最低、波長最長，c光的光子能量最大，故B、C錯誤，A正確；b、d光的光子能量之和為E'=(-)+(-)=-，e光的光子能量為E″=(-E1)=-，由于E1<0，可知E″>E'，故D錯誤。］
10.A?。塾深}意可知，基態(n=1)氫原子被激發后，至少被激發到n=3能級后，躍遷時才可能產生能量在1.63~3.10 eV的可見光，故ΔE=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，故選A。］
11.C　［由題知使處于基態的氫原子被激發后，可輻射藍光，不輻射紫光，則由藍光光子能量范圍可知氫原子從n=4能級向低能級躍遷可輻射藍光(即從n=4躍遷到n=2輻射藍光)，不輻射紫光，則需激發氫原子到n=4能級，則激發氫原子的光子能量為ΔE=E4-E1=12.75 eV，故選C。］
12.B　［用光子能量為2.55 eV的光照射大量處于n=2能級的氫原子，2.55 eV-3.40 eV=-0.85 eV，氫原子躍遷到n=4能級，氫原子向低能級躍遷時輻射出的光子最大能量Em=(-0.85) eV-(-13.6) eV=12.75 eV，照射到逸出功為9 eV的金屬板時，射出光電子最大初動能為Ek=12.75 eV-9 eV=3.75 eV，故B正確。］第一節　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(重點)。2.了解氫原子的光譜的實驗規律，知道氫原子光譜分立的特點。3.知道玻爾原子理論的主要內容，了解能級躍遷、軌道和能量量子化以及基態、激發態等概念(重難點)。
一、原子核式結構的提出
1.電子的發現：　　　　　　　　在氣體電離和光電效應實驗現象中發現了電子。
2.J.J.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)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.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。
1.按照J.J.湯姆孫的原子模型，正電荷均勻分布在整個原子球體內。α粒子穿過金箔，受到電荷的作用力后，沿哪些方向前進的可能性較大？最不可能沿哪些方向前進？
2.α粒子在飛行過程中碰到電子，其運動情況會發生什么變化？少數α粒子發生大角度偏轉的原因是什么？
例1　關于盧瑟福α粒子散射實驗現象及分析，下列說法正確的是 (　　)
A.原子的質量幾乎全部集中在原子核內
B.絕大多數α粒子在實驗中幾乎不偏轉，是因為原子核質量很大
C.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是電子對α粒子的庫侖斥力
D.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是原子核對α粒子的萬有引力
二、氫原子光譜
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？
1.原子光譜：某種　　　　的氣體通電后可以發光并產生　　　　　　　　的光譜。
2.不同的原子發光產生的光譜不同，每一種原子都有自己的特征譜線。
3.經典理論的困難：經典物理學無法解釋原子的　　　　，也無法解釋氫原子光譜是　　　　的。
例2　關于原子光譜，下列說法不正確的是 (　　)
A.原子光譜是分立的
B.由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的光譜是相同的
C.由于不同原子的結構不同，所以不同原子的光譜也不相同
D.分析物質發光的光譜，可以鑒別物質含有哪些元素
三、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，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。
處于激發態的原子是不穩定的，它會自發地向較低能級躍遷，躍遷時釋放出來的能量以　　　　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=　　　　　　　　。
氫原子能級圖(如圖所示)
4.基態與激發態：
(1)基態：氫原子處于　　　　的能級E1(n=1)，這個最低能級對應的狀態稱為基態。選取電子處于無窮遠處時氫原子的能量為零，則氫原子各能級的能量為負值，其中，氫原子在基態時的能量為　　　　 eV。
(2)激發態：當電子受到外界激發時，可從外界　　　　能量，并從基態躍遷到　　　　的能級E2，E3，…上，這些能級對應的狀態稱為激發態。氫原子各能級的關系為：En=E1(E1=-13.6 eV，n=1，2，3，…)。
5.玻爾理論的局限性
玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律，但對于稍微復雜一點的原子例如氦原子，就無法解釋它的光譜現象。玻爾理論的局限性在于保留了　　　　　　　　的觀念，把電子的運動仍然看做為經典理論下的　　　　運動。
(1)電子吸收某種頻率條件的光子時會從較低的能量狀態躍遷到較高的能量狀態。 (　　)
(2)原子從高能級向低能級躍遷時輻射任意頻率的光子。 (　　)
(3)原子吸收光子后從低能級向高能級躍遷，從較高能級躍遷到較低能級會放出光子。 (　　)
(4)核外電子運動軌道半徑可取任意值。 (　　)
例3　(2023·潮州市高二期末)如圖所示，處于n=4的激發態的氫原子躍遷到基態，釋放出的光子能量為　　　　 eV，若用它照射鋁片(鋁的逸出功為4.2 eV)，逸出的光電子最大初動能Ek=　　　　 eV。
例4　氫原子輻射出一個光子后，根據玻爾理論，下述說法中正確的是 (　　)
A.電子繞核旋轉的半徑增大
B.氫原子的能量增大
C.氫原子的電勢能增大
D.氫原子核外電子的速率增大
原子的能量及變化規律
1.原子的能量En=Ekn+Epn。
2.電子繞原子核運動時：k=m，
故Ekn=m=
電子軌道半徑越大，電子繞核運動的動能越小。
3.當電子的軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，原子的電勢能增大，反之，電勢能減小。
4.電子的軌道半徑增大時，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，原子的能量越大。
答案精析
一、
1.J.J.湯姆孫　2.均勻
3.（1）盧瑟?！。?）金箔　真空　（3）絕大多數　極少數
5.10-10
討論與交流
1.α粒子受到的各方向正電荷的斥力基本會相互平衡，因此α粒子沿直線運動的可能性最大，最不可能發生大角度偏轉。
2.α粒子He）是氦原子核，質量是電子質量的7 300倍，其質量比電子大得多，在飛行過程中碰到電子其運動方向基本不發生變化，還是沿直線運動。α粒子帶正電，α粒子受原子中帶正電的占原子質量絕大部分的原子核的排斥力發生了大角度偏轉。
例1　A?。郾R瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，原子核幾乎集中了全部的質量，A正確；絕大多數α粒子不偏轉，是因為原子核占據空間很小，B錯誤；α粒子帶正電，原子核質量很大，且也帶正電，它們接近時就表現出很大的庫侖斥力作用，使α粒子產生大角度偏轉，C、D錯誤。］
二、
從右至左，相鄰譜線間的距離越來越小。
梳理與總結
1.原子　固定不變
3.穩定性　分立
例2　B?。墼庸庾V是分立的，A正確；各種原子都有自己的特征譜線，故B錯誤，C正確；根據不同原子的特征譜線進行光譜分析可鑒別物質組成，D正確。］
三、
1.（1）分立　特定
2.能量值
3.另一個　光子　Em-En
4.（1）最低　-13.6?。?）吸收　較高
5.經典粒子　軌道
易錯辨析
(1)√　(2)×　(3)√　(4)×
例3　12.75　8.55
解析　處于n=4的激發態的氫原子躍遷到基態，釋放出的光子能量為hν=E4-E0=12.75 eV
用它照射鋁片(鋁的逸出功為4.2 eV)，逸出的光電子最大初動能為Ek=hν-W0=8.55 eV。
例4　D?。垭娮佑赏鈱榆壍儡S遷到內層軌道時，放出光子，原子總能量減少，根據k=m，Ek=mv2，解得Ek=k，可知半徑越小，電子動能越大，電子的速率越大，原子的電勢能越小，故A、B、C錯誤，D正確。］(共49張PPT)
DIWUZHANG
第五章
第一節　原子的結構
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(重點)。
2.了解氫原子的光譜的實驗規律，知道氫原子光譜分立的特點。
3.知道玻爾原子理論的主要內容，了解能級躍遷、軌道和能量量子化以及基態、激發態等概念(重難點)。
學習目標
一、原子核式結構的提出
二、氫原子光譜
課時對點練
三、原子的能級結構
內容索引
原子核式結構的提出
一
1.電子的發現： 在氣體電離和光電效應實驗現象中發現了電子。
2.J.J.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)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.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。
絕大多數
極少數
10-10
1.按照J.J.湯姆孫的原子模型，正電荷均勻分布在整個原子球體內。α粒子穿過金箔，受到電荷的作用力后，沿哪些方向前進的可能性較大？最不可能沿哪些方向前進？
討論與交流
答案　α粒子受到的各方向正電荷的斥力基本會相互平衡，因此α粒子沿直線運動的可能性最大，最不可能發生大角度偏轉。
2.α粒子在飛行過程中碰到電子，其運動情況會發生什么變化？少數α粒子發生大角度偏轉的原因是什么？
答案　 α粒子He)是氦原子核，質量是電子質量的7 300倍，其質量比電子大得多，在飛行過程中碰到電子其運動方向基本不發生變化，還是沿直線運動。α粒子帶正電，α粒子受原子中帶正電的占原子質量絕大部分的原子核的排斥力發生了大角度偏轉。
　關于盧瑟福α粒子散射實驗現象及分析，下列說法正確的是
A.原子的質量幾乎全部集中在原子核內
B.絕大多數α粒子在實驗中幾乎不偏轉，是因為原子核質量很大
C.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是電子對α粒子的庫侖斥力
D.使α粒子產生大角度偏轉的作用力，是原子核對α粒子的萬有引力
例1
√
返回
盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子的核式結構模型，原子核幾乎集中了全部的質量，A正確；
絕大多數α粒子不偏轉，是因為原子核占據空間很小，B錯誤；
α粒子帶正電，原子核質量很大，且也帶正電，它們接近時就表現出很大的庫侖斥力作用，使α粒子產生大角度偏轉，C、D錯誤。
氫原子光譜
二
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？
答案　從右至左，相鄰譜線間的距離越來越小。
1.原子光譜：某種 的氣體通電后可以發光并產生 的光譜。
2.不同的原子發光產生的光譜不同，每一種原子都有自己的特征譜線。
3.經典理論的困難：經典物理學無法解釋原子的 ，也無法解釋氫原子光譜是 的。
梳理與總結
原子
固定不變
穩定性
分立
　關于原子光譜，下列說法不正確的是
A.原子光譜是分立的
B.由于原子都是由原子核和電子組成的，所以各種原子的光譜是相同的
C.由于不同原子的結構不同，所以不同原子的光譜也不相同
D.分析物質發光的光譜，可以鑒別物質含有哪些元素
例2
√
原子光譜是分立的，A正確；
各種原子都有自己的特征譜線，故B錯誤，C正確；
根據不同原子的特征譜線進行光譜分析可鑒別物質組成，D正確。
返回
原子的能級結構
三
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，具有不同的能量。這些分立的 被稱為原子的能級。
分立
特定
能量值
3.躍遷：原子從一個能級變化到 能級的過程叫作躍遷。
處于激發態的原子是不穩定的，它會自發地向較低能級躍遷，躍遷時釋放出來的能量以 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= 。
氫原子能級圖(如圖所示)
另一個
光子
Em-En
4.基態與激發態：
(1)基態：氫原子處于 的能級E1(n=1)，這個最低能級對應的狀態稱為基態。選取電子處于無窮遠處時氫原子的能量為零，則氫原子各能級的能量為負值，其中，氫原子在基態時的能量為 eV。
(2)激發態：當電子受到外界激發時，可從外界 能量，并從基態躍遷到 的能級E2，E3，…上，這些能級對應的狀態稱為激發態。氫原子各能級的關系為：En=E1(E1=-13.6 eV，n=1，2，3，…)。
最低
-13.6
吸收
較高
5.玻爾理論的局限性
玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規律，但對于稍微復雜一點的原子例如氦原子，就無法解釋它的光譜現象。玻爾理論的局限性在于保留了 的觀念，把電子的運動仍然看做為經典理論下的______運動。
經典粒子
軌道
(1)電子吸收某種頻率條件的光子時會從較低的能量狀態躍遷到較高的能量狀態。 (　　)
(2)原子從高能級向低能級躍遷時輻射任意頻率的光子。 (　　)
(3)原子吸收光子后從低能級向高能級躍遷，從較高能級躍遷到較低能級會放出光子。 (　　)
(4)核外電子運動軌道半徑可取任意值。 (　　)
×
√
√
×
　(2023·潮州市高二期末)如圖所示，處于n=4的激發態的氫原子躍遷到基態，釋放出的光子能量為_____eV，若用它照射鋁片(鋁的逸出功為4.2 eV)，逸出的光電子最大初動能Ek=　　　 eV。
例3
12.75
8.55
處于n=4的激發態的氫原子躍遷到基態，釋放出的光子能量為hν=E4-E0=12.75 eV
用它照射鋁片(鋁的逸出功為4.2 eV)，逸出的光電子最大初動能為Ek=hν-W0=8.55 eV。
　氫原子輻射出一個光子后，根據玻爾理論，下述說法中正確的是
A.電子繞核旋轉的半徑增大
B.氫原子的能量增大
C.氫原子的電勢能增大
D.氫原子核外電子的速率增大
例4
電子由外層軌道躍遷到內層軌道時，放出光子，原子總能量減少，根據k，Ek=mv2，解得Ek=k，可知半徑越小，電子動能越大，電子的速率越大，原子的電勢能越小，故A、B、C錯誤，D正確。
√
總結提升
原子的能量及變化規律
1.原子的能量En=Ekn+Epn。
2.電子繞原子核運動時：k，
故Ekn=
電子軌道半徑越大，電子繞核運動的動能越小。
3.當電子的軌道半徑增大時，庫侖引力做負功，原子的電勢能增大，反之，電勢能減小。
4.電子的軌道半徑增大時，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，原子的能量越大。
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課時對點練
四
考點一　原子的核式結構
1.關于原子結構的認識歷程，下列說法正確的有
A.J.J.湯姆孫發現電子后猜想出原子內的正電荷集中在很小的核內
B.J.J.湯姆孫通過著名的“油滴實驗”精確測定了電子電荷量
C.盧瑟福的原子核式結構模型能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積、
質量占比都很小
D.α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式
結構模型的主要依據
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基礎對點練
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J.J.湯姆孫發現電子后猜想出原子核內的正電荷是均勻分布的，故A錯誤；
密立根通過著名的“油滴實驗”精確測定了電子電荷量，故B錯誤；
盧瑟福提出的原子核式結構模型，能夠很好地解釋原子中帶正電部分的體積占比很小，質量占比很大，故C錯誤；
α粒子散射實驗中少數α粒子發生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子的核式結構模型的主要依據，故D正確。
2.α粒子散射實驗裝置如圖所示，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發出的α粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細的一束射線，打到金箔上，最后在環形熒光屏上產生閃爍的光點。下列說法正確的是
A.α粒子發生偏轉是由于它跟金箔中的電子發
生了碰撞
B.當α粒子接近金箔中的電子時， 電子對α粒子
的吸引力使之發生明顯偏轉
C.通過α粒子散射實驗可以估算原子核半徑的數量級約為 10-10 m
D.α粒子散射實驗說明了原子中有一個帶正電的核，幾乎集中了原子全部
的質量
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α粒子發生偏轉主要是占原子質量絕大部分的
帶正電的原子核的斥力造成的，電子的質量
很小，α粒子與電子碰撞后對α粒子運動軌跡
的影響可忽略不計，A、B錯誤；
α粒子散射實驗可以用來估算核半徑，對于一般的原子核，實驗確定的原子核半徑的數量級為10-15 m，C錯誤；
占原子質量絕大部分的帶正電的物質集中在很小的空間范圍，這樣才會使α粒子在經過時受到很強的斥力，使其發生大角度的偏轉，D正確。
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3.(多選)如圖為盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗的裝置示意圖，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，關于觀察到的現象，下列說法中正確的是
A.相同時間內放在A位置時觀察到屏上的閃光
次數最多
B.相同時間內放在B位置時觀察到屏上的閃光次
數只比放在A位置時稍少些
C.放在C、D位置時屏上觀察不到閃光
D.放在D位置時屏上仍能觀察到一些閃光，但次數極少
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盧瑟福和他的同事們做α粒子散射實驗時，在A位置能觀察到大部分α粒子，在B位置能觀察到少數α粒子，在C、D位置能觀察到極少數α粒子，故選項A、D正確。
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考點二　原子的能級結構
4.(多選)下列說法正確的是
A.原子從基態躍遷到激發態要放出光子，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
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原子從基態躍遷到激發態要吸收光子，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。
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5.關于玻爾原子理論，下列說法中不正確的是
A繼承了盧瑟福的核式結構模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子
化假設
B.氫原子核外電子的軌道半徑越大，核外電子動能越大
C.能級躍遷吸收(輻射)光子的頻率由兩個能級的能量差決定
D.原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量
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玻爾原子理論繼承了盧瑟福的原子核式結構模型，但對原子能量和電子軌道引入了量子化假設，A正確；
按照玻爾理論，電子在一系列定態軌道上運動的時候，并不向外輻射能量，當電子從外軌道向內軌道躍遷時才會向外輻射能量，所以氫原子核外電子軌道半徑越大，氫原子的能量越大，但核外電子動能越小，B錯誤；
能級躍遷時，輻射或吸收光子的能量由兩個能級的能量差決定，即hν=|Em-En|，C正確；
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按照玻爾理論，原子只能處于一系列不連續的狀態中，每個狀態都對應一定的能量，D正確。
6.氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光光子能量在1.64~3.11 eV之間。處在n=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射的光子屬于電磁波譜中的
A.紅外線 B.紅光
C.紫外線 D.紫光
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處在n=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射光子能量為E=-3.4 eV-(-13.6) eV=10.2 eV，大于可見光光子能量，所以處在n=2能級的氫原子向基態躍遷時，輻射的光子屬于電磁波譜中的紫外線。
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的能級的一群氫原子向低能級躍遷時，能夠發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
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一群處在n=4的能級的氫原子向低能級躍遷時，能夠發出=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.(2024·汕頭市模擬)掃描隧道顯微鏡讓人類對原子有了直觀的感受，下列關于原子結構的說法正確的是
A.玻爾的原子結構理論認為核外電子可在任意軌道上運動
B.α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子發生了大角度散射
C.原子光譜是分立的，不同原子的光譜可能相同
D.氫原子在激發態自發躍遷時，氫原子能量減少
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玻爾的原子結構理論認為核外電子的軌道是量子化的，電子只能在特定的軌道上運動，故A錯誤；
α粒子散射實驗中，絕大多數α粒子穿過金箔后基本上仍沿著原來的方向前進，少數α粒子穿過金箔后發生了大角度的偏轉，極少數α粒子甚至被反彈回來，故B錯誤；
原子光譜是分立的，不同原子的光譜不同，故C錯誤；
氫原子在激發態自發躍遷時，輻射光子釋放能量，氫原子能量減少，故D正確。
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9.如圖為氫原子6種可能的躍遷，對它們發出的光，下列說法正確的是
A.a光的波長最長
B.c光的頻率最低
C.f光的光子能量最大
D.b、d光的光子能量之和大于e光的光子能量
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b、d光的光子能量之和為E'=()+()=-，e光的光子能量為E″=(-E1)=-，由于E1<0，可知E″>E'，故D錯誤。
原子在兩個定態之間躍遷時，將輻射或吸收一定頻率的光子，光子的能量為hν=Em-En(m>n)，又依據能級公式En=，波長公式λ=，得到a光的光子能量最小、頻率最低、波長最長，c光的光子能量最大，故B、C錯誤，A正確；
10.(2023·梅州市高二期末)氫原子能級示意圖如圖所示，光子能量在1.63~3.10 eV的光為可見光，要使處于基態(n=1)的氫原子被激發后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供
的能量為
A.12.09 eV B.10.20 eV
C.1.89 eV D.1.51 eV
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由題意可知，基態(n=1)氫原子被激發后，至少被激發到n=3能級后，躍遷時才可能產生能量在1.63~3.10 eV的可見光，故ΔE=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，故選A。
11.(2022·重慶卷)如圖為氫原子的能級示意圖。已知藍光光子的能量范圍為2.53~2.76 eV，紫光光子的能量范圍為2.76~3.10 eV。若使處于基態的氫原子被激發后，可輻射藍光，不輻射紫光，
則激發氫原子的光子能量為
A.10.20 eV B.12.09 eV
C.12.75 eV D.13.06 eV
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由題知使處于基態的氫原子被激發后，可輻射藍光，不輻射紫光，則由藍光光子能量范圍可知氫原子從n=4能級向低能級躍遷可輻射藍光(即從n=4躍遷到n=2輻射藍光)，不輻射紫光，則需激發氫原子到n=4能級，則激發氫原子的光子能量為ΔE=E4-E1=12.75 eV，故選C。
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12.氫原子能級如圖所示，用光子能量為2.55 eV的光照射大量處于n=2能級的氫原子，氫原子向低能級躍遷時輻射出的光照射到逸出功為9 eV的金屬板時，射出光電子最大初動能為
A.4.6 eV B.3.75 eV
C.3.09 eV D.1.2 eV
尖子生選練
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用光子能量為2.55 eV的光照射大量處于n=2能級的氫原子，2.55 eV-3.40 eV=-0.85 eV，氫原子躍遷到n=4能級，氫原子向低能級躍遷時輻射出的光子最大能量Em=(-0.85) eV-
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(-13.6) eV=12.75 eV，照射到逸出功為9 eV的金屬板時，射出光電子最大初動能為Ek=12.75 eV-9 eV=3.75 eV，故B正確。

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