第2讲 原子结构 氢原子光谱
考点一 原子核式结构模型
α粒子散射实验
【典例1】
(2024·济南模拟)如图所示为α粒子散射实验装置的俯视图，带荧光屏的显微镜可沿图中圆形轨道转动，对图中P、Q、M三处位置观察到的实验现象，下列描述正确的是 导学号( )
世纪金榜
A.在M、Q位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数一样多 B.在P位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 C.在Q位置时，屏上观察不到闪光 D.在M位置时，屏上观察不到闪光
【解析】选B。根据实验的现象，大多数α粒子射到金箔上时运动方向基本不变，仍沿直线运动，只有少数粒子方向发生改变，有的偏转超过90°，甚至有的被反向弹回，则放在P位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多；放到Q位置和M位置看到闪光次数很少，且放到Q位置时观察到屏上的闪光次数比放到M位置时观察到的闪光次数多，B正确，A、C、D错误。
原子核式结构模型
【典例2】如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点。下列说法正确的是
世纪金榜导学号( )
A.该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B.该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性
C.α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转 D.绝大多数的α粒子发生大角度偏转
【解析】选A。卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确；卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，选项B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，选项D错误。
1.α粒子散射实验： (1)α粒子散射实验装置。
(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”。 2.原子的核式结构模型： (1)α粒子散射实验结果分析。
①绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；
②少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷； ③极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用。
(2)原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转。 【加固训练】
1.人类研究原子的结构经历了漫长的过程，其间有一些最具代表性的人和事，以下叙述符合历史事实的是
( )
A.汤姆孙使用气体放电管进行实验，断定阴极射线是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷
B.卢瑟福以自己的核式结构模型为依据，利用爱因斯坦相对论观点和量子理论知识，成功地解释了α粒子散射实验现象
C.玻尔受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子的概念启发，他否定了卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原子结构模型
D.玻尔成功解释了氢原子光谱的实验规律，弗兰克-赫兹实验又证实了玻尔理论是正确的，玻尔理论完全揭示了微观粒子运动的规律
【解析】选A。A项说法符合客观实际，A符合题意。卢瑟福以自己的核式结构模型为依据，利用经典的电磁理论，成功地解释了α粒子散射实验现象，B不符合题意。玻尔受普朗克的量子论和爱因斯坦的光子的概念启发，他发展了卢瑟福的原子核式结构模型，提出了自己的原子结构模型，C不符合题意。玻尔成功解释了氢原子光谱的实验规律，弗兰克-赫兹实验又证实了玻尔理论是正确的，玻尔理论仍有时代的局限性，没有完全揭示微观粒子运动的规律，D不符合题意。
2.(多选)如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是
( )
A.α粒子在A处的速度比在B处的速度小 B.α粒子在B处的速度最大 C.α粒子在A、C处的速度大小相同 D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小
【解析】选C、D。根据α粒子的运动轨迹曲线，可判定α粒子受到的是斥力，由A到B库仑力做负功，速度减小；由B到C库仑力做正功，速度增大，故选项A、B错误，D正确；由于A、C两点位于同一等势面上，从A到C电场力做功为零，所以α粒子在A、C处的速度大小相同，选项C正确。
考点二 氢原子能级图及原子跃迁
氢原子能量问题
【典例3】 (多选)(2024·六盘水模拟)如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于
n=3能级的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子,用这些光子照射逸出功为
2.49 eV的金属钠。下列说法正确的是 ( )
2024高考物理一轮复习专题12第2讲原子结构氢原子光谱题型突破练含解析
