二、 原子核结构问题

1．（上海物理）卢瑟福提出了原子的核式结构模型，这一模型建立的基础是

（A）粒子的散射实验　　 　　　　　　　　　（B）对阴极射线的研究

（C） 天然放射性现象的发现　　　　　　　　　 （D）质子的发现

[答案]A

[解析]卢瑟福根据α粒子的散射实验结果，提出了院子的核式结构模型：原子核聚集了院子的全部正电荷和几乎全部质量，电子在核外绕核运转。

[命题意图与考点定位]本题考查原子的核式结构的建立。

[难度]易。

19.（海南卷）(1)能量为的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子．这一能量称为氢的电离能．现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_______________（用光子频率、电子质量、氢原子的电离能和普朗克常量表示）。

[答案]　

[解析]由能量守恒得 ，解得电子速度为。

[点评]原子由能量较高能级向能量较低能级跃迁时放出光子，跃迁规律为：　。对于光子来说，它的频率与波长间有关系：。应注意一群原子和一个原子跃迁的不同,一群氢原子就是处在n轨道上有若干个氢原子,某个氢原子向低能级跃迁时,可能从n能级直接跃迁到基态,产生一条谱线;另一个氢原子可能从n能级跃迁到某一激发态,产生另一条谱线,该氢原子再从这一激发态跃迁到基态,再产生一条谱……由数学知识得到一群氢原子处于n能级时可能辐射的谱线条数为N=n(n-1)/2。然而原子系统一般处在能量最低的基态 ，要使其放出光子就必须先将原子系统激发到能量较高的激发态 ，这有两种办法，一是吸收光子，根据波尔理论，光子能量必须等于两能级能量之差；二是电子撞击，电子动能应不小于两能级能量之差。

34.（新课标卷）[物理——选修3-5](1)用频率为的光照射大量处于基态的氢原子，在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线，且，则_______.(填入正确选项前的字母)

　　 A、　　 B、　　 C、　　 D、

[答案]B

[解析]大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱，这说明是从n=3能级向低能级跃迁，根据能量守恒有，，解得：，选项B正确。

[命题意图与考点定位]主要考查能级跃迁知识，利用能量守恒解决问题。

38．（山东卷）[物理—物理3-5]（1）大量氢原子处于不同能量激发态，发生跃迁时放出三种不同能量的光子，其能量值分别是：1．89eV,10．2eV,12．09eV。跃迁发生前这些原子分布在_______个激发态能级上，其中最高能级的能量值是______eV（基态能量为-13．6eV）。

[答案]（1）2,0.7

[解析]因为发生跃迁时放出三种光子，所以之前原子分布在两个激发态能级上；由公式得，

一、氢原子能级跃迁问题

19.（重庆卷）氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下所示：

色光光子能量范围（）	红	橙	黄	绿	蓝—靛	紫
1.61---2.00	2.00—2.07	2.07—2.14	2.14—2.53	2.53—2.76	2.76—3.10

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为

A.红、蓝、靛　　 B.黄、绿　　 C.红、紫　　 D.蓝—靛、紫

[答案]A

[解析]如果激发态的氢原子处于第二能级，能够发出10.2 eV的光子，不属于可见光；如果激发态的氢原子处于第三能级，能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子，只有1.89 eV属于可见光；如果激发态的氢原子处于第四能级，能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子，1.89 eV和2.55 eV属于可见光，1.89 eV的光子为红光，2.55 eV的光子为蓝—靛，A正确。

17．模块3-5试题

（1）在光电效应实验中，用同一种单色光，先后照射锌和银的表面，都能发生光电效应。对于这两个过程，下列四个物理过程中，一定不同的是　　　　

A．遏止电压

B．饱和光电流

C．光电子的最大初动能

D．逸出功

（2）一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，α粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆。已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c。求衰变前原子核的质量。

16．模块3-4试题

（1）一列简谐横波沿x轴传播，a、b为x轴上的两质点，平衡位置分别为x=0，x=x_b（x_b＞0）。a点的振动规律如图所示，已知波速为v=10m/s，在t=0.1s时，b点的位移为0.05m，则下列判断可能正确的是　　　　

A．波沿x轴正向传播，x_b=0.5m

B．波沿x轴正向传播，x_b=1.5m

C．波沿x轴负向传播，x_b=2.5m

D．波沿x轴负向传播，x_b=3.5m

（2）如图，矩形ABCD为一水平放置的玻璃砖的截面，在截面所在平面有一细束激光照射玻璃砖，入射点距底面的高度为h，反射光线和折射光线与底面所在平面的交点到AB的距离分别和，在截面所在平面内，改变激光束在AB面上入射点的高度与入射角的大小，当折射光线与底面的交点到AB的距离为时，光线恰好不能从底面射出，求此时入射点距离底面的高度H。

15．模块3-3试题

（1）下列说法正确的是　　　　

A．液体表面张力的方向与液面垂直并指向液体内部

B．单晶体有固定的熔点，多晶体没有固定的熔点

C．单晶体中原子（或分子、离子）的排列具有空间周期性

D．通常金属在各个方向的物理性质都相同，所以金属是非晶体

E．液晶具有液体的流动性，同时具有晶体的各向异性特征

（2）一竖直放置、缸壁光滑且导热的柱形气缸内盛有一定量的氮气，被活塞分隔成Ⅰ、Ⅱ两部分；达到平衡时，这两部分气体的体积相等，上部气体的压强为P_Ⅰ0，如图（a）所示，若将气缸缓慢倒置，再次达到平衡时，上下两部分气体的体积之比为3:1，如图（b）所示。设外界温度不变，已知活塞面积为S，重力加速度大小为g，求活塞的质量。

14．如图，在x轴上方存在匀强磁场，磁感应强度大小为B，方向垂直于纸面向外；在x轴下方存在匀强电场，电场方向与xoy平面平行，且与x轴成45⁰夹角。一质量为m、电荷量为q（q＞0）的粒子以速度v₀从y轴上P点沿y轴正方向射出，一段时间后进入电场，进入电场时的速度方向与电场方向相反；又经过一段时间T₀，磁场方向变为垂直纸面向里，大小不变，不计重力。

（1）求粒子从P点出发至第一次到达x轴时所需的时间；

（2）若要使粒子能够回到P点，求电场强度的最大值。

13．短跑运动员完成100m赛跑的过程可简化为匀加速直线运动和匀速直线运动两个阶段。一次比赛中，某运动用11.00s跑完全程。已知运动员在加速阶段的第2s内通过的距离为7.5m，求该运动员的加速度及在加速阶段通过的距离。