如圖，真空玻璃管中K是金屬板制成的陰極，A是金屬環(huán)制成的陽極；把它們分別連接在感應圈的負極和正極上。管中十字狀物體是一個金屬片。接通電源時，感應圈產(chǎn)生的近萬伏的高電壓加在兩個電極之間，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年德國物理物理學家戈德斯坦認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，對陰極射線的本質(zhì)的認識有兩種觀點。一種觀點認為陰極射線是一種電磁輻射，另一種觀點認為陰極射線是帶電微粒。
1．電子的發(fā)現(xiàn)
英國物理學家湯姆孫認為陰極射線是帶電粒子流。1897年，他根據(jù)陰極射線在電場和磁場中的偏轉(zhuǎn)情況斷定，陰極射線的本質(zhì)是帶負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驗，所得比荷的數(shù)值都是相同的。這說明不同物質(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，湯姆孫又進一步研究了許多新現(xiàn)象，如光電效應、熱離子發(fā)射效應和 SKIPIF 1 < 0 射線等。他發(fā)現(xiàn)，不論陰極射線、 SKIPIF 1 < 0 射線、光電流還是熱離子流，它們都包含電子。由此可見，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，對原子中正負電荷如何分布的問題，科學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”。他認為：原子是一個球體，正電荷彌漫性地均勻分布在整個球體內(nèi)，電子鑲嵌其中。
二、原子的核式結(jié)構(gòu)
1． SKIPIF 1 < 0 粒子散射實驗
1909年，英籍物理學家盧瑟福指導他的學生蓋革和馬斯頓進行了 SKIPIF 1 < 0 粒子散射實驗的研究，下面我們來介紹這個實驗。
⑴ 實驗裝置介紹
被鉛塊包圍的 SKIPIF 1 < 0 粒子源 SKIPIF 1 < 0 形成一束射線打在金箔 SKIPIF 1 < 0 上，由于金原子中帶電粒子對 SKIPIF 1 < 0 粒子的庫侖力作用，使得一些 SKIPIF 1 < 0 粒子的運動方向會發(fā)生改變，即發(fā)生散射。觀測裝置 SKIPIF 1 < 0 是帶有熒光屏的放大鏡，被散射的 SKIPIF 1 < 0 粒子打在熒光屏上會有微弱的閃光產(chǎn)生，我們可在水平面內(nèi)不同的角度對散射的 SKIPIF 1 < 0 粒子進行觀察。從 SKIPIF 1 < 0 粒子源到熒光屏這段路程處于真空中。
⑵ 實驗現(xiàn)象
絕大多數(shù) SKIPIF 1 < 0 粒子穿過金箔后，基本上仍沿原來的方向前進，但有少數(shù) SKIPIF 1 < 0 粒子（約占 SKIPIF 1 < 0 ）發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于 SKIPIF 1 < 0 ，也就是說它們幾乎被“撞了回來”。
⑶ 實驗結(jié)論
大角度的偏轉(zhuǎn)不可能是由電子造成的，因為它只有 SKIPIF 1 < 0 粒子質(zhì)量的 SKIPIF 1 < 0 ，它對 SKIPIF 1 < 0 粒子速度的大小和方向的影響完全可以忽略。因此，造成 SKIPIF 1 < 0 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。
盧瑟福分析了實驗數(shù)據(jù)后發(fā)現(xiàn)，事實應該是：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。這樣才會使 SKIPIF 1 < 0 粒子經(jīng)過時受到很強的斥力，從而發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)。
典例精講
【例1.1】（永清縣校級月考）下列說法不正確的是（ ）
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)表明原子有復雜結(jié)構(gòu)
C．α粒子散射實驗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粒子散射實驗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。
【解答】解：A、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)表明原子有復雜結(jié)構(gòu)。故B正確；
C、α粒子散射實驗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)表明原子核有復雜結(jié)構(gòu)。故D不正確；
本題選不正確的，故選：D。
【例1.2】（天津）在物理學發(fā)展的進程中，人們通過對某些重要物理實驗的深入觀察和研究，獲得正確的理論認識。下列圖示的實驗中導致發(fā)現(xiàn)原子具有核式結(jié)構(gòu)的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【分析】雙縫干涉實驗、光電效應實驗、電磁波的發(fā)射和接收實驗都和原子核式結(jié)構(gòu)無關；英國物理學家盧瑟福和助手們進行了α粒子散射實驗，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。
【解答】解：A、此實驗為雙縫干涉實驗，和原子核式結(jié)構(gòu)無關，故A錯誤。
B、此實驗為光電效應實驗，和原子核式結(jié)構(gòu)無關，故B錯誤。
C、此實驗為電磁波的發(fā)射和接收實驗，和原子核式結(jié)構(gòu)無關，故C錯誤。
D、此實驗為α散射實驗，盧瑟福通過這個實驗提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故D正確。
故選：D。
【點評】本題考查了物理學史。關注常見的物理常識，熟記教材上出現(xiàn)過的物理實驗，是解決本題的關鍵，只要平時多加積累，難度不大。
【例1.3】（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是（ ）
A．質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)B．α粒子的散射實驗
C．對陰極射線的研究D．天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
【分析】盧瑟福在α粒子的散射實驗基礎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。
【解答】解：盧瑟福在α粒子散射實驗的基礎上提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，故B正確，ACD錯誤；
故選：B。
【點評】本題考查物理學史，掌握α粒子散射實驗觀察的結(jié)果，這是盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型的實驗基礎。
【例1.4】（南京月考）下列說法正確的是（ ）
A．物體輻射電磁波的強度按波長分布的情況只與物體的溫度有關
B．半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，與所處的化學狀態(tài)和外部環(huán)境無關
C．大量光子表現(xiàn)出波動性，單個光子只具有粒子性
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度分布只與物體溫度和輻射波的波長有關；半衰期很穩(wěn)定，與所處的化學狀態(tài)和外部環(huán)境無關；不管是大量光子還是單個光子都具有波粒二象性；原子核式結(jié)構(gòu)模型無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度分布只與物體溫度和輻射波的波長有關，故A錯誤。
B、半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，與所處的化學狀態(tài)和外部環(huán)境無關，故B正確。
C、不管是大量光子還是單個光子都具有波粒二象性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，故C錯誤。
D、盧瑟福提出的原子核式結(jié)構(gòu)模型，無法解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征，故D錯誤。
故選：B。
【點評】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。對于原子物理部分知識，大都屬于記憶部分，要注意加強記憶和積累。
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動。
典例精講
【例2.1】（浦東新區(qū)學業(yè)考試）一個鐳Ra的原子核中有（ ）
A．226個核子B．226個質(zhì)子C．138個質(zhì)子D．88個中子
【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：Ra的原子序數(shù)是88，故原子核中有88個質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)是226，故中子數(shù)為226﹣88＝138．故A正確，BCD錯誤。
故選：A。
【例2.2】（寧德期末）有關近代原子物理的若干敘述，下列說法正確的是（ ）
A．盧瑟福通過分析α粒子轟擊氮核實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了中子
B．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應
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】盧瑟福通過分析α粒子轟擊氮核實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子；太陽光的能量來自太陽內(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、盧瑟福通過分析α粒子轟擊氮核實驗結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，中子是查德威克發(fā)現(xiàn)的，故A錯誤；
B、太陽內(nèi)部發(fā)生的核聚變，會產(chǎn)生大量的能量，這些能量以太陽光的形式輻射出來，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錯誤；
故選：B。
【例2.3】（金華期末）下列四幅圖是教材中的幾個實驗裝置圖，科學家提出原子核式結(jié)構(gòu)的實驗裝置是（ ）
A．B．
C．D．
【分析】圖A光電效應實驗；圖B為陰極射線實驗；圖C為α粒子散射實驗，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)象實驗。
【解答】解：A、圖A光電效應實驗，說明光具有粒子性，故A錯誤；
B、圖B為陰極射線實驗，陰極射線是在1858年利用低壓氣體放電管研究氣體放電時發(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和磁場作用下的軌跡確定陰極射線中的粒子帶負電，并測出其荷質(zhì)比，這在一定意義上是歷史上第一次發(fā)現(xiàn)電子，故B錯誤；
C、圖C為α粒子散射實驗，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)象實驗，說明了原子核有更加復雜的結(jié)構(gòu)，故D錯誤。
故選：C。
【例2.4】（龍?zhí)秴^(qū)校級月考）鍶原子核的符號是Sr，那么它的原子（ ）
A．核外有38個電子，核內(nèi)有95個質(zhì)子
B．核外有38個電子，核內(nèi)有57個中子
C．核外有57個電子，核內(nèi)有57個質(zhì)子
D．核外有57個電子，核內(nèi)有38個質(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)。
【解答】解：根據(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 \* GB3 ① 按照經(jīng)典物理學，核外電子受到原子核的庫侖引力的作用，不可能是靜止的，它一定在以一定的速度繞核運動。既然電子在做周期性運動，它的電磁場就在周期性地變化，而周期性變化的電磁場會激發(fā)電磁波。也就是說，它將把自己繞核轉(zhuǎn)動的能量以電磁波的形式輻射出去。因此，電子繞核轉(zhuǎn)動這個系統(tǒng)是不穩(wěn)定的，電子會失去能量，最后一頭栽到原子核上。但事實不是這樣，原子是個很穩(wěn)定的系統(tǒng)。
= 2 \* GB3 ② 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)動的頻率。電子越轉(zhuǎn)能量越小，它離原子核就越來越近，轉(zhuǎn)的也就越來越快。這個變化是連續(xù)的，也就是說，我們應該看到原子輻射的各種頻率的光，即原子的光譜應該總是連續(xù)的，而實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展開，獲得光的波長（頻率）和強度分布的記錄，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電場的作用下會電離，成為自由移動的正負電荷，于是氣體變成導體，導電時會發(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，巴耳末對當時已知的，在可見光區(qū)的四條譜線做了分析，發(fā)現(xiàn)這些譜線的波長能夠用一個公式表示，如果采用波長 SKIPIF 1 < 0 的倒數(shù)，這個公式可以寫做
SKIPIF 1 < 0 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0
式中 SKIPIF 1 < 0 叫做里德伯常量，實驗測得的值為 SKIPIF 1 < 0 。
典例精講
【例1.1】（新課標Ⅰ）氫原子能級示意圖如圖所示。光子能量在1.63eV～3.10eV的光為可見光。要使處于基態(tài)（n＝1）的氫原子被激發(fā)后可輻射出可見光光子，最少應給氫原子提供的能量為（ ）
A．12.09eVB．10.20eVC．1.89eVD．1.51eV
【分析】氫原子由高能級向低能級躍遷時，所輻射的光子能量等于能級差，由氫原子的能級圖可知不可能由高能級向基態(tài)躍遷，所以根據(jù)其他能級間的能級差結(jié)合可見光的光子能量進行排除。
【解答】解：氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時，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)生可見光，氫原子吸收能量后，最起碼要躍遷到n＞2能級；
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)后可輻射出可見光光子，氫原子最起碼應該躍遷到n＝3能級。
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錯誤。
故選：A。
【例1.2】（岳陽二模）關于巴耳末公式：R（）（n＝3，4，5……），理解正確的是（ ）
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，對應的波長λ越短
D．巴耳末線系的4條譜線是氫原子從n＝2的能級向n＝3、4、5、6能級躍遷時輻射產(chǎn)生的
【分析】此公式是巴耳末在可見光的14條譜線分析時發(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，…開始取，只能適用于氫光譜，及紅外與紫外區(qū)。
【解答】解：A、此公式中n不可以取任意值，只能取整數(shù)，且從3，4，…開始取，n為量子數(shù)，故A錯誤；
B、巴耳末線系的4條譜線位于可見光區(qū)。故B錯誤；
C、根據(jù)巴耳末公式：R（），可知n值越大，對應的波長λ越短。故C正確；
D、公式只能適用于氫原子光譜中n≥3的能級向n＝2的能級躍遷時發(fā)出的光譜，故D錯誤。
故選：C。
【例1.3】（西華縣校級月考）下列對于氫原子光譜實驗規(guī)律的認識中，正確的是（ ）
A．因為氫原子核外只有一個電子，所以氫原子只能產(chǎn)生一種波長的光
B．氫原子產(chǎn)生的光譜是一系列波長不連續(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)生的光的波長大小與氫氣放電管放電強弱有關
【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動．②電子在不同的軌道上運動時對應不同的能量值，原子只能處于一系列能量不連續(xù)的狀態(tài)中．③當電子從一個軌道躍遷到另一個軌道時只能吸收或發(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錯誤；B正確；
C、氫原子光譜是氫原子發(fā)射光子時則形成發(fā)射光譜，為明亮彩色條紋。光譜都不是連續(xù)的，與亮度無關，故C錯誤。
D、由于躍遷時吸收或發(fā)射的光子的能量是兩個能級的能量差，所以氫原子光譜的頻率與氫原子能級的能量差有關；故D錯誤；
故選：B。
【例1.4】（順德區(qū)期末）如圖所示，能級間的躍遷產(chǎn)生不連續(xù)的譜線，從不同能級躍遷到某一特定能級就形成一個線系，比如：巴耳末系就是氫原子從n＝3，4，5…能級躍遷到n＝2的能級時輻射出的光譜，其波長λ遵循以下規(guī)律：R（），下列說法正確的是（ ）
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能級躍遷到n＝2能級，該氫原子放出光子，其核外電子的動能增大
C．氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級時輻射出的光子，在巴耳末系中波長最短
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
【分析】根據(jù)玻爾理論，結(jié)合氫原子光譜的特點分析即可。
【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能級躍遷到n＝2能級，該氫原子放出光子，其核外電子的軌道半徑靜止，由：可知，電子動能增大。故B正確；
C、根據(jù)玻爾理論可知氫原子從n＝3能級躍遷到n＝2能級時輻射出的光子，在巴耳末系中光子中能量值最小，則波長最長。故C錯誤；
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，則新的能級為：E＝﹣13.6+13．﹣0.6eV；氫原子沒有該能級，所以氫原子不能吸收該光子。故D錯誤
故選：AB。
2．玻爾的原子模型
⑴ 軌道量子化與定態(tài)
首先，玻爾認為原子中的電子在庫侖引力的作用下繞原子核做圓周運動，服從經(jīng)典力學的規(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
當電子處在不同的軌道上運動時，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。
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原子由一個能量態(tài)變?yōu)榱硪粋€能量態(tài)的過程，稱為躍遷。這里的“躍”字，包含著“不連續(xù)”的意思。
②當原子從高能態(tài)（能量為 SKIPIF 1 < 0 ）躍遷到低能態(tài)（能量為 SKIPIF 1 < 0 ）時，會放出能量為 SKIPIF 1 < 0 的光子。這個光子的能量由前后兩個能級的能量差決定，即 SKIPIF 1 < 0 。這個式子稱為頻率條件，又稱輻射條件。
③當原子吸收光子時，會從低能態(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間能量差的特定光子才能被吸收）
= 3 \* GB2 ⑶ 玻爾理論對氫光譜的解釋
從玻爾的基本假設出發(fā)，運用經(jīng)典電磁學和經(jīng)典力學的理論，可以計算氫原子中電子的可能軌道半徑及相應的能量。
按照玻爾理論可以推導出巴耳末公式，并從理論上算出里德伯常數(shù)，這樣得到的結(jié)果與實驗值符合的很好。同樣，玻爾理論也能很好地解釋甚至預言氫原子的其他譜線系。
SKIPIF 1 < 0 是能量單位，代表一個電子經(jīng)1伏特電場加速后獲得的動能， SKIPIF 1 < 0 。
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域，成功解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律。但對于稍微復雜一點的原子如氦原子，玻爾理論就無法解釋它的光譜現(xiàn)象。這說明玻爾理論還沒有完全揭示微觀粒子運動的規(guī)律。它的不足之處在于保留了經(jīng)典粒子的觀念，仍然把電子的運動看做經(jīng)典力學描述下的軌道運動。
隨堂練習
一．選擇題（共10小題）
1．（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，沒有磁場時打在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，如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏的A點，偏轉(zhuǎn)磁場應該（ ）
A．豎直向下B．豎直向上C．水平向左D．水平向右
2．（湖北期末）如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場中受洛倫茲力的實驗裝置，圖中虛線是電子的運動軌跡，那么下列關于此裝置的說法正確的是（ ）
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．以上說法均不對
3．（浙江學業(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”實驗時的兩幅圖片，忽略地磁場的影響，下列說法正確的是（ ）
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力作用
D．乙圖中的電子受到的洛倫茲力是恒力
4．（?？诙＃╆帢O射線示波管的聚焦電場是由電極Al、A2形成，實線為電場線，虛線為等勢線，Z軸為該電場的中心軸線，P、Q、R為一個從左側(cè)進入聚焦電場的電子運動軌跡上的三點，不計電子的重力，則（ ）
A．電極A1的電勢高于電極A2的電勢
B．電子在P點處的動能大于在Q點處的動能
C．電場中Q點的電場強度小于R點的電場強度
D．電子從P至R的運動過程中，電場力對它一直做正功
5．（洛陽模擬）陰極射線示波管的聚焦電場是由電極A1、A2形成，實線為電場線，虛線為等勢線，Z軸為該電場的中心軸線，P、Q、R為一個從左側(cè)進入聚焦電場的電子運動軌跡上的三點，則（ ）
A．電極A1的電勢高于電極A2的電勢
B．電場中Q點的電場強度小于R點的電場強度
C．電子在P點處的動能大于在Q點處的動能
D．電子從P至R的運動過程中，電場力對它一直做正功
6．（大名縣校級月考）在對α粒子散射實驗的現(xiàn)象分析時，我們并沒有考慮α粒子跟電子碰撞，這是因為（ ）
A．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，損失的能量很小，可以忽略
C．α粒子跟各個電子碰撞的效果相互抵消
D．α粒子跟電子碰撞時，動量幾乎不改變
7．（乃東區(qū)校級一模）在微觀世界，我們常見的粒子有：質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子，下列對四種粒子的符號書寫全都正確的是（ ）
A．H、n、He、e
B．H、n、He、e
C．H、n、He、e
D．H、n、He、e
8．（吉安模擬）下列敘述中正確的是（ ）
A．康普頓效應和光電效應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量
B．氫原子的核外電子，在由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過程中，放出光子，電子的動能減小，電勢能增加
C．處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時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．（蚌埠二模）氫原子的能級公式為EnE1（n＝1，2，3，…），其中基態(tài)能量E1＝﹣13.6eV，能級圖如圖所示。大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(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，則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為（ ）
A．n＝5，0.54eVB．n＝5，0.31leV
C．n＝4，0.85eⅤD．n＝4，0.66eⅤ
10．（宿遷二模）1996年，物理學家利用加速器“制成”反氫原子。反氫原子是由一個反質(zhì)子和一個繞它運動的正電子組成，反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相同，電荷量為﹣e．關于氫原子和反氫原子，下列說法中正確的是（ ）
A．它們的原子能級不同
B．它們的原子光譜相同
C．反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運動具有確定的軌道
D．氫原子和反氫原子以大小相等的速度對心碰撞發(fā)生湮滅，只能放出一個光子
二．多選題（共3小題）
11．（長陽縣校級期中）關于陰極射線的性質(zhì)，下列說法正確的是（ ）
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．（唐山期末）如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場中受洛侖茲力的實驗裝置，圖中虛線是電子的運動軌跡，那么下列關于此裝置的說法正確的有（ ）
A．A端接的是高壓直流電源的負極
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．（船山區(qū)校級月考）當α粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡中不可能存在的是（選填字母）（ ）
A．AB．BC．CD．D
三．計算題（共2小題）
14．（柳州期中）已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑r1＝5.30×10﹣11m，量子數(shù)為n的能級值為EneV，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＝6.63×10﹣34J?s，1eV＝1.60×10﹣19J．問：
（1）求電子在基態(tài)軌道上做勻速圓周運動時的動能Ek1；（計算結(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，畫一能級圖在圖上用帶有箭頭的線表示出來（要求能級圖上要標出量子數(shù)及所對應的能量值，能量單位要用eV）；
（3）求（2）問中頻率最高的光的頻率νm．（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
15．（東湖區(qū)校級月考）有兩個質(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，碰撞過程中部分動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光子，則速度v0至少需要多大？已知氫原子的基態(tài)能量為E1（E1＜0），量子軌道為n的能量為。
四．解答題（共2小題）
16．（湖北期中）陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運動的粒子流，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，陰極射線將 （填“向上”、“向下”、“向里”或“向外”）偏轉(zhuǎn)．
17．（上海二模）如圖所示是英國物理學家盧瑟福和他的合作者們做了用放射性元素放出的α粒子轟擊金箔的實驗裝置。
（1）（多選題）下列關于α粒子轟擊金箔實驗的分析描述中正確的是
（A）α粒子轟擊金箔的實驗需在真空條件下完成；
（B）實驗中所用金箔應適當厚一點；
（C）實驗結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了散射；
（D）α粒子從金原子內(nèi)部出來后攜帶了原子內(nèi)部的信息。
（2）α粒子的散射實驗揭示了
（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）原子核有復雜的結(jié)構(gòu)。
隨堂練習
參考答案與試題解析
一．選擇題（共10小題）
1．（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，沒有磁場時打在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，如果要使電子束在水平方向偏離中心，打在熒光屏的A點，偏轉(zhuǎn)磁場應該（ ）
A．豎直向下B．豎直向上C．水平向左D．水平向右
【分析】粒子在磁場中受到洛倫茲力的作用，根據(jù)左手定則可以判斷磁場的方向。
【解答】解：粒子在磁場中受到洛倫茲力的作用，根據(jù)左手定則可以得知，電子開始上偏，故磁場的方向豎直向上。
故選：B。
2．（湖北期末）如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場中受洛倫茲力的實驗裝置，圖中虛線是電子的運動軌跡，那么下列關于此裝置的說法正確的是（ ）
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．以上說法均不對
【分析】陰極射線管電子從A極射向B極，電子帶負電，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，電子帶負電，則B端應接正極，A端應接負極。故A錯誤。
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錯誤。
故選：B。
3．（浙江學業(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”實驗時的兩幅圖片，忽略地磁場的影響，下列說法正確的是（ ）
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】電子在磁場中受到洛倫茲力作用做勻速圓周運動．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，做勻速圓周運動。故A錯誤。
B、乙圖中的電子束在磁場中，受到洛倫茲力作用，做勻速圓周運動，其徑跡是圓形。故B正確，C錯誤。
D、洛倫茲力方向總是與電子速度方向垂直。故D錯誤。
故選：B。
4．（海口二模）陰極射線示波管的聚焦電場是由電極Al、A2形成，實線為電場線，虛線為等勢線，Z軸為該電場的中心軸線，P、Q、R為一個從左側(cè)進入聚焦電場的電子運動軌跡上的三點，不計電子的重力，則（ ）
A．電極A1的電勢高于電極A2的電勢
B．電子在P點處的動能大于在Q點處的動能
C．電場中Q點的電場強度小于R點的電場強度
D．電子從P至R的運動過程中，電場力對它一直做正功
【分析】沿電場線電勢降低，電場強度的大小與電場線的疏密的關系；明確電子在電場中的受力特點以及電場力做功情況，從而進一步判斷電勢能、動能等變化情況．
【解答】解：A、沿電場線電勢降低，因此電極A1的電勢低于電極A2，故A錯誤；
B、電子從P至R的運動過程中，是由低電勢向高電勢運動時，電場力做正功，動能增加，電勢能減小，故B錯誤D正確；
C、等勢線密的地方電場線也密，因此Q點電場線比R點電場線密，故Q點的電場強度大于R點的電場強度，因此C錯誤，
故選：D。
5．（洛陽模擬）陰極射線示波管的聚焦電場是由電極A1、A2形成，實線為電場線，虛線為等勢線，Z軸為該電場的中心軸線，P、Q、R為一個從左側(cè)進入聚焦電場的電子運動軌跡上的三點，則（ ）
A．電極A1的電勢高于電極A2的電勢
B．電場中Q點的電場強度小于R點的電場強度
C．電子在P點處的動能大于在Q點處的動能
D．電子從P至R的運動過程中，電場力對它一直做正功
【分析】解答本題需要掌握：沿電場線電勢降低，電場強度的大小與電場線的疏密的關系；明確電子在電場中的受力特點以及電場力做功情況，從而進一步判斷電勢能、動能等變化情況。
【解答】解：A、沿電場線電勢降低，因此電極A1的電勢低于電極A2，故A錯誤；
B、等勢線密的地方電場線也密，因此Q點電場線比R點電場線密，故Q點的電場強度大于R點的電場強度，故B錯誤；
C、電子從低電勢向高電勢運動時，電場力做正功，動能增加，電勢能減小，因此C錯誤，D正確。
故選：D。
6．（大名縣校級月考）在對α粒子散射實驗的現(xiàn)象分析時，我們并沒有考慮α粒子跟電子碰撞，這是因為（ ）
A．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，損失的能量很小，可以忽略
C．α粒子跟各個電子碰撞的效果相互抵消
D．α粒子跟電子碰撞時，動量幾乎不改變
【分析】根據(jù)α粒子散射的特點，正確理解α粒子散射實驗現(xiàn)象、結(jié)論及意義即可正確解答。
【解答】解：盧瑟福在分析α粒子散射實驗現(xiàn)象時，認為電子不會對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，動量幾乎不改變，損失的能量也很小，可以忽略，不會引起明顯的偏轉(zhuǎn)；故D正確，ABC錯誤。
故選：D。
7．（乃東區(qū)校級一模）在微觀世界，我們常見的粒子有：質(zhì)子、中子、α粒子、β粒子，下列對四種粒子的符號書寫全都正確的是（ ）
A．H、n、He、e
B．H、n、He、e
C．H、n、He、e
D．H、n、He、e
【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。
【解答】解：質(zhì)子的符號，中子的符號，α粒子的符號；β粒子，即為電子，其的符號為；可知選項C正確，ABD錯誤
故選：C。
8．（吉安模擬）下列敘述中正確的是（ ）
A．康普頓效應和光電效應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量
B．氫原子的核外電子，在由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過程中，放出光子，電子的動能減小，電勢能增加
C．處于基態(tài)的氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時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】康普頓效應和光電效應深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具有動量，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，電子的動能增大，電勢能減??；處于基本的氫原子吸收一個光子躍近到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射子的頻率小于或等于入射光子的頻率；盧瑟福通過α粒子散射實驗，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。
【解答】解：A、康普頓效應和光電效應深入地揭示了光的粒子性的一面，前者表明光子具有動量，后者表明光子除具有能量之外還具有能量。故A錯誤；
B、氫原子的核外電子，在由離核較遠的軌道自發(fā)躍遷到離核較近軌道的過程中，放出光子，電子的動能增大，電勢能減小。故B錯誤；
C、處于基本的氫原子吸收一個光子躍近到激發(fā)態(tài)，再向低能級躍遷時輻射子的頻率小于或等于入射光子的頻率。故C錯誤；
D、盧瑟福通過α粒子散射實驗，觀察到極少數(shù)α粒子發(fā)生大角度散射，由此可見原子中間有一個很小的核，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．（蚌埠二模）氫原子的能級公式為EnE1（n＝1，2，3，…），其中基態(tài)能量E1＝﹣13.6eV，能級圖如圖所示。大量氫原子處于量子數(shù)為n的激發(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，則n和可能發(fā)出的頻率最小的光子能量分別為（ ）
A．n＝5，0.54eVB．n＝5，0.31leV
C．n＝4，0.85eⅤD．n＝4，0.66eⅤ
【分析】能級間躍遷輻射的光子能量等于兩能級間的能級差，根據(jù)能級差的大小求出輻射的最小和最大光子能量，從而判斷哪個能級間躍遷輻射的光子頻率最大。
【解答】解：氫原子基態(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，即躍遷到最高能級能量E＝0.04E1＝﹣0.544eV，即處在n＝5能級；
頻率最小的光子的能量為△E′＝﹣0.544eV﹣（﹣0.85eV）＝0.31eV，故ACD錯誤，B正確。
故選：B。
10．（宿遷二模）1996年，物理學家利用加速器“制成”反氫原子。反氫原子是由一個反質(zhì)子和一個繞它運動的正電子組成，反質(zhì)子與質(zhì)子質(zhì)量相同，電荷量為﹣e．關于氫原子和反氫原子，下列說法中正確的是（ ）
A．它們的原子能級不同
B．它們的原子光譜相同
C．反氫原子中正電子繞反質(zhì)子的運動具有確定的軌道
D．氫原子和反氫原子以大小相等的速度對心碰撞發(fā)生湮滅，只能放出一個光子
【分析】氫原子是由原子核內(nèi)一個質(zhì)子和核外一個電子構(gòu)成的，明確反氫原子和氫原子的不同點。
【解答】解：首先要明確一個氫原子是由一個電子和一個質(zhì)子構(gòu)成的，那么，一個反氫原子就是由一個反電子和一個反質(zhì)子構(gòu)成的。反電子帶正電，反質(zhì)子帶負電。
A、它們的原子能級相同，故A錯誤；
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)子的運動，不具有確定的軌道，故C錯誤；
D、氫原子和反氫原子以大小相等的速度對心碰撞，不會發(fā)生湮滅，故D錯誤；
故選：B。
二．多選題（共3小題）
11．（長陽縣校級期中）關于陰極射線的性質(zhì)，下列說法正確的是（ ）
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】陰極射線的實質(zhì)是電子流，電子的電量與氫離子的電量相等，根據(jù)比較比荷
【解答】解：A、陰極射線是在真空管內(nèi)由負極放出的電子流，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中的偏轉(zhuǎn)表明陰極射線帶負電，故C錯誤；
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．（唐山期末）如圖所示是用陰極射線管演示電子在磁場中受洛侖茲力的實驗裝置，圖中虛線是電子的運動軌跡，那么下列關于此裝置的說法正確的有（ ）
A．A端接的是高壓直流電源的負極
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，電子帶負電，則B端應接正極，A端應接負極。故A正確，B錯誤。
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錯誤，D正確。
故選：AD
13．（船山區(qū)校級月考）當α粒子被重核散射時，如圖所示的運動軌跡中不可能存在的是（選填字母）（ ）
A．AB．BC．CD．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．計算題（共2小題）
14．（柳州期中）已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑r1＝5.30×10﹣11m，量子數(shù)為n的能級值為EneV，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＝6.63×10﹣34J?s，1eV＝1.60×10﹣19J．問：
（1）求電子在基態(tài)軌道上做勻速圓周運動時的動能Ek1；（計算結(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，畫一能級圖在圖上用帶有箭頭的線表示出來（要求能級圖上要標出量子數(shù)及所對應的能量值，能量單位要用eV）；
（3）求（2）問中頻率最高的光的頻率νm．（計算結(jié)果取2位有效數(shù)字）
【分析】1、根據(jù)庫侖引力提供向心力求出電子在基態(tài)軌道上運動的速率，再求出動能；
2、根據(jù)高能級躍遷到低能級畫圖；
3、波長最短，即頻率最大，能級間發(fā)生躍遷時吸收或輻射的光子能量等于兩能級間的能級差。
【解答】解：①根據(jù)庫侖引力提供向心力得
，
2.17×10﹣18J
②能級圖如圖：
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：
代入數(shù)據(jù)可得：γm＝2.9×1015Hz
答：（1）電子在基態(tài)軌道上運動的動能是13.6eV；
（2）如圖；
（3）頻率最高的光的頻率νm為2.9×1015Hz。
15．（東湖區(qū)校級月考）有兩個質(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，碰撞過程中部分動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光子，則速度v0至少需要多大？已知氫原子的基態(tài)能量為E1（E1＜0），量子軌道為n的能量為。
【分析】碰撞過程動能減小最大的是完全非彈性碰撞，假設減小的動能完全轉(zhuǎn)化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量，根據(jù)動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；
兩個氫原子碰撞過程動量守恒，當兩個氫原子發(fā)生完全非彈性碰撞時，損失動能最大，根據(jù)動量守恒定律，有：
mv0＝2mv
解得：v；
減小的動能為：；
根據(jù)題意，減小的動能完全轉(zhuǎn)化為氫原子的激發(fā)態(tài)的能量，故有：
；
解得：v0；
答：速度v0至少需要為。
四．解答題（共2小題）
16．（湖北期中）陰極射線是從陰極射線管的陰極發(fā)出的高速運動的粒子流，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，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，運動的電荷在磁場中會發(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；電子在陽極的作用下高速向陽極運動；因磁場向外，則由左手定則可得帶電粒子向上運動．
故答案為：電子；向上．
17．（上海二模）如圖所示是英國物理學家盧瑟福和他的合作者們做了用放射性元素放出的α粒子轟擊金箔的實驗裝置。
（1）（多選題）下列關于α粒子轟擊金箔實驗的分析描述中正確的是 AD
（A）α粒子轟擊金箔的實驗需在真空條件下完成；
（B）實驗中所用金箔應適當厚一點；
（C）實驗結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了散射；
（D）α粒子從金原子內(nèi)部出來后攜帶了原子內(nèi)部的信息。
（2）α粒子的散射實驗揭示了 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）原子核有復雜的結(jié)構(gòu)。
【分析】α粒子散射實驗的現(xiàn)象為：α粒子穿過原子時，只有當α粒子與核十分接近時，才會受到很大庫侖斥力，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(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進。
【解答】解：（1）當α粒子穿過原子時，電子對α粒子影響很小，影響α粒子運動的主要是原子核，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(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，而絕大多數(shù)基本按直線方向前進，
A、α粒子轟擊金箔的實驗需在真空條件下完成，故A正確；
B、實驗中所用金箔應適當薄一點，故B錯誤；
C、實驗結(jié)果表明絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后不發(fā)生了散射，故C錯誤；
D、從金原子內(nèi)部出來后攜帶了原子內(nèi)部的信息，故D正確。
（2）盧瑟福在用α粒子轟擊金箔的實驗中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，提出原子具有核式結(jié)構(gòu)，故B正確，ACD錯誤；
故選：（1）AD，（2）B。

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高中物理人教版 (2019)選擇性必修 第三冊電子課本

3 原子的核式結(jié)構(gòu)模型

版本： 人教版 (2019)

年級： 選擇性必修 第三冊

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