一、知識(shí)體系建構(gòu)——理清物理觀念二、綜合考法融會(huì)——強(qiáng)化科學(xué)思維[典例]下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)模型的說(shuō)法正確的是

(

)A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，并提出了原子結(jié)構(gòu)的“棗糕模型”B．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子C．盧瑟福核式結(jié)構(gòu)模型可以很好地解釋原子的穩(wěn)定性D．玻爾原子模型能很好地解釋所有原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律原子的核式結(jié)構(gòu)[解析]湯姆孫通過(guò)對(duì)陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了原子內(nèi)部存在帶負(fù)電的電子，并提出原子結(jié)構(gòu)的“棗糕模型”，盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)主要是否定了湯姆孫的原子結(jié)構(gòu)的“棗糕模型”，不能解釋原子的穩(wěn)定性，故A正確，B、C錯(cuò)誤；玻爾原子模型能很好地解釋原子的穩(wěn)定性和氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律，但并不能解釋所有原子的光譜規(guī)律，故D錯(cuò)誤。[答案]

A[融會(huì)貫通]1．電子的發(fā)現(xiàn)(1)說(shuō)明了原子是可分的，是有結(jié)構(gòu)的。(2)典型的兩種原子模型：①棗糕模型，②核式結(jié)構(gòu)模型。2．原子的核式結(jié)構(gòu)

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1．如圖所示是α粒子(氦原子核)被重金屬原子核散射的運(yùn)動(dòng)軌跡，M、N、P、Q是軌跡上的四點(diǎn)，在散射過(guò)程中可以認(rèn)為重金屬原子核靜止。圖中所標(biāo)出的α粒子在各點(diǎn)處的加速度方向正確的是

(

)A．M點(diǎn) B．N點(diǎn)C．P點(diǎn) D．Q點(diǎn)解析：α粒子(氦原子核)和重金屬原子核都帶正電，互相排斥，加速度方向與α粒子所受斥力方向相同。α粒子加速度方向沿相應(yīng)點(diǎn)與重金屬原子核連線指向軌跡曲線的凹側(cè)，故只有選項(xiàng)C正確。答案：C

2.1909年，英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福和他的助手蓋革、馬斯頓一起進(jìn)行了著名的“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”，實(shí)驗(yàn)中大量的α粒子穿過(guò)金箔前后的運(yùn)動(dòng)模型如圖所示。盧瑟福通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析和研究，于1911年建立了他自己的原子結(jié)構(gòu)模型。下列關(guān)于“α粒子穿過(guò)金箔后”的描述中，正確的是

(

)A．絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，都發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)B．少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上沿原來(lái)方向前進(jìn)C．通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，確定了原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15mD．通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)，確定了原子半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m解析：絕大多數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，基本上沿原來(lái)方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子穿過(guò)金箔后，發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，A、B錯(cuò)誤；通過(guò)“α粒子散射實(shí)驗(yàn)”盧瑟福確定了原子核半徑的數(shù)量級(jí)為10－15m，C正確；原子半徑的數(shù)量級(jí)為10－10m，不是通過(guò)α粒子散射實(shí)驗(yàn)確定的，D錯(cuò)誤。答案：C

[典例]

(多選)用具有一定動(dòng)能的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，使這些氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為n(n＞2)的激發(fā)態(tài)，此時(shí)出現(xiàn)的氫光譜中有N條譜線，其中波長(zhǎng)的最大值為λ?，F(xiàn)逐漸提高入射電子的動(dòng)能，當(dāng)動(dòng)能達(dá)到某一值時(shí)，氫光譜中譜線數(shù)增加到N′條，其中波長(zhǎng)的最大值變?yōu)棣恕?。下列各式中可能正確的是

(

)A．N′＝N＋n

B．N′＝N＋n－1C．λ′＞λ D．λ′＜λ光譜、能級(jí)和能級(jí)躍遷[答案]

AC[融會(huì)貫通]光譜、能級(jí)、能級(jí)躍遷的對(duì)比分析

[對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練]1.氫原子的能級(jí)圖如圖所示，當(dāng)氫原子從n＝3的能級(jí)躍遷到n＝1的能級(jí)時(shí)，能夠輻射出a、b、c三種頻率的光子，設(shè)a、b、c三種頻率光子的頻率和能量分別是νa、νb、νc和Ea、Eb、Ec，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．Eb＝E1－E3

B．Ea＝Eb－EcC．νa＝νb＋νc D．νa＝νc－νb解析：由玻爾理論可知，Eb＝E3－E1，Ea＝E2－E1，Ec＝E3－E2，則Ea＝Eb－Ec，故A錯(cuò)誤，B正確；由E＝hν可知，hνa＝hνb－h(huán)νc，可得νa＝νb－νc，故C、D錯(cuò)誤。答案：B

2．(多選)如圖所示為氫原子能級(jí)圖，可見(jiàn)光的能量范圍為1.62～3.11eV，用可見(jiàn)光照射大量處于n＝2能級(jí)的氫原子，可觀察到多條譜線，若是用能量為E的實(shí)物粒子轟擊大量處于n＝2能級(jí)的氫原子，至少可觀察到兩條具有顯著熱效應(yīng)的紅外線，已知紅外線的頻率比可見(jiàn)光小，則關(guān)于實(shí)物粒子的能量E，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．一定有4.73eV＞E＞1.62eVB．E的值可能使處于基態(tài)的氫原子電離C．E一定大于2.86eVD．E的值可能使基態(tài)氫原子產(chǎn)生可見(jiàn)光解析：紅外線光子的能量小于可見(jiàn)光光子的能量，用實(shí)物粒子轟擊大量處于第2能級(jí)的氫原子，至少可觀察到兩種紅外線光子，則說(shuō)明處于第2能級(jí)的氫原子受激發(fā)后至少躍遷到第5能級(jí)。所以實(shí)物粒子的最小能量為E＝E5－E2＝－0.54eV－(－3.4eV)＝2.86eV，因?yàn)镋可以取大于或等于2.86eV的任意值，則B、D正確，A、C錯(cuò)誤。答案：BD

三、價(jià)值好題精練——培樹(shù)科學(xué)態(tài)度和責(zé)任1．在α粒子散射實(shí)驗(yàn)中，沒(méi)有考慮α粒子跟電子的碰撞，其原因是(

)A．α粒子不跟電子發(fā)生相互作用B．α粒子跟電子相碰時(shí)，損失的能量極少，可忽略C．電子的體積很小，α粒子不會(huì)跟電子相碰D．由于電子是均勻分布的，α粒子所受電子作用的合力為零答案：B

答案：C

3．(多選)光刻機(jī)是生產(chǎn)芯片的核心設(shè)備，其作用主要是讓光源發(fā)出的光通過(guò)物鏡把設(shè)計(jì)好的電路圖樣打在涂抹了光刻膠的硅晶圓上，將電路雕刻在上面。光的波長(zhǎng)越小，能雕刻的尺寸越小，制造的芯片就越精密。目前世界上生產(chǎn)的光刻機(jī)主要是利用紫外線作為光源，紫外線的光子能量范圍為3～124eV。如圖所示為氫原子的能級(jí)圖?，F(xiàn)有一群處于n＝4能級(jí)的氫原子，下列說(shuō)法正確的是

(

)A．這群氫原子輻射的光中，有四種頻率的光為紫外線B．這群氫原子輻射的光中，波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子能量為0.66eVC．這群氫原子輻射的光中，能使光刻機(jī)雕刻尺寸最小的光子能量為12.75eVD．在光刻機(jī)的物鏡和硅晶圓之間充滿水，打在硅晶圓上的光的波長(zhǎng)將變短解析：根據(jù)能級(jí)躍遷知識(shí)，從n＝4能級(jí)躍遷到n＝3能級(jí)和從n＝4能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)以及從n＝3能級(jí)躍遷到n＝2能級(jí)輻射的光子能量均小于3eV，而從n＝4能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)和從n＝3能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)以及從n＝2能級(jí)躍遷到n＝1能級(jí)輻射的光子能量均大于3eV且小于124eV，所以這群氫原子輻射的光中，有三種頻率的光為紫外線，故A錯(cuò)誤；這群氫原子輻射的光中，當(dāng)氫原子從n＝4能級(jí)向n＝3能級(jí)躍遷時(shí)，波長(zhǎng)最長(zhǎng)，此光子能量為E＝E4－E3＝－0.85eV－(－1.51)eV＝0.66eV，故B正確；在氫原子輻射的光中，從n＝4能級(jí)躍遷到基態(tài)釋放的光子能量最大，其波長(zhǎng)最小，能使光刻機(jī)雕刻尺寸最小，其光子能量為E＝E4－E3＝－0.85eV－(－13.6)eV＝12.75eV，故C正確；在光刻機(jī)的物鏡和硅晶圓之間充滿水，光頻率不變，速度減小，可知光的波長(zhǎng)在水中將變短，打在硅晶圓上的光的波長(zhǎng)將變短，得以刻出更精密的芯片，故D正確。答案：BCD

4．(2023·石家莊高二調(diào)研)用如圖甲所示的裝置做氫氣放電管實(shí)驗(yàn)，觀測(cè)到四種頻率的可見(jiàn)光。已知可見(jiàn)光的光子能量在1.6eV～3.1eV之間，氫原子能級(jí)圖如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是

(

)A．觀測(cè)到的可見(jiàn)光可能是氫原子由高能級(jí)向n＝3的能級(jí)躍遷時(shí)放出的B．n＝2能級(jí)的氫原子吸收上述某可見(jiàn)光后可能會(huì)電離C．大量氫原子從高能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)會(huì)輻射出紫外線D．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子最多能輻射出4種頻率的光解析：因可見(jiàn)光的光子能量在1.6eV～3.1eV之間，所以觀測(cè)到的可見(jiàn)光可能是氫原子由高能級(jí)向n＝2的能級(jí)躍遷時(shí)放出的，故A錯(cuò)誤；n＝2能級(jí)的氫原子要吸收至少3.4eV的能量才可能電離，而可見(jiàn)光的光子能量在1.6eV～3.1eV之間，故B錯(cuò)誤；當(dāng)大量氫原子從n＝2能級(jí)向基態(tài)躍遷時(shí)輻射出的能量為10.