高中物理第三章原子結(jié)構(gòu)之謎章末總結(jié)同步備課教學(xué)案粵教版選修

1、第三章原子結(jié)構(gòu)之謎章末總結(jié)一、對 粒子散射實(shí)驗(yàn)及核式結(jié)構(gòu)模型的理解1實(shí)驗(yàn)結(jié)果：粒子穿過金箔后，絕大多數(shù) 粒子仍沿原來的方向前進(jìn)；少數(shù) 粒子有較大的偏轉(zhuǎn)；極少數(shù) 粒子的偏轉(zhuǎn)角度超過90°，有的甚至被彈回，偏轉(zhuǎn)角達(dá)到180°.2核式結(jié)構(gòu)學(xué)說： 在原子的中心有一個(gè)很小的原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都1 / 5集中在原子核內(nèi)，電子繞核運(yùn)轉(zhuǎn)3原子核的組成與尺度(1) 原子核的組成：由質(zhì)子和中子組成，原子核的電荷數(shù)等于原子核中的質(zhì)子數(shù)(2) 原子核的大?。簩?shí)驗(yàn)確定的原子核半徑的數(shù)量級為10 15 m，而原子的半徑的數(shù)量級是10 10 m因而原子內(nèi)部十分“空曠”例 1( 多選

2、) 關(guān)于 粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析，下列說法正確的是()A絕大多數(shù) 粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)， 說明正電荷在原子內(nèi)均勻分布，使 粒子受力平衡的結(jié)果B絕大多數(shù) 粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)， 說明這些 粒子未受到明顯的力的作用，說明原子內(nèi)大部分空間是空的C極少數(shù) 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)， 說明原子內(nèi)質(zhì)量和電荷量比 粒子大得多的粒子在原子內(nèi)分布空間很小D極少數(shù) 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，說明原子內(nèi)的電子對 粒子的吸引力很大答案BC解析在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中， 絕大多數(shù) 粒子沿原方向運(yùn)動(dòng)， 說明這些 粒子未受到原子核明顯的力的作用， 也說明原子核相對原子來講很小，原子內(nèi)大部分空間是空的， 故 A 錯(cuò)，B對；極少數(shù) 粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，

3、 說明會受到原子核明顯的力的作用的空間在原子內(nèi)很小， 粒子偏轉(zhuǎn)而原子核未動(dòng)，說明原子核的質(zhì)量和電荷量遠(yuǎn)大于 粒子的質(zhì)量和電荷量，電子的質(zhì)量遠(yuǎn)小于 粒子的質(zhì)量， 粒子打在電子上，不會有明顯偏轉(zhuǎn)，故C對，D錯(cuò)二、玻爾氫原子理論1氫原子的半徑公式r n n2r 1( n1,2,3 ， ) ，其中 r 1 為基態(tài)半徑，又稱玻爾半徑，r 10.53 ×10 10 m.2氫原子的能級公式氫原子的能級公式：1， ) ，其中 E 為基態(tài)能量， E 13.6 eV.E n E( n 1,2,3n21113氫原子的能級圖 ( 如圖 1所示 )圖 1(1) 能級圖中的橫線表示氫原子可能的能量狀態(tài)定態(tài)2 /

4、 5(2) 橫線左端的數(shù)字“ 1,2,3 ， ”表示量子數(shù)， 右端的數(shù)字“ 13.6 ， 3.4 ，”表示氫原子的能級(3) 相鄰橫線間的距離，表示相鄰的能級差，量子數(shù)越大，相鄰的能級差越小(4) 帶箭頭的豎線表示原子由較高能級向較低能級躍遷，原子躍遷條件為h EmEn.例 2如圖 2 為氫原子能級示意圖的一部分，則氫原子()圖 2A從 n 4 能級躍遷到 n 3 能級比從 n 3 能級躍遷到 n 2 能級輻射出電磁波的波長長B從 n 5 能級躍遷到 n 1 能級比從 n 5 能級躍遷到 n 4 能級輻射出電磁波的速度大C處于不同能級時(shí)，核外電子在各處出現(xiàn)的概率是一樣的D從高能級向低能級躍遷時(shí)

5、，氫原子核一定向外放出能量答案A解析氫原子從高能級躍遷到低能級輻射一定頻率的光子EmEn h ，能級差值越大，輻射光子的頻率越大，波長越短， E4 E3 E3 E2，所以 A 項(xiàng)正確； 輻射出的電磁波速度一樣大，B 項(xiàng)錯(cuò)誤；處在不同能級時(shí)，核外電子出現(xiàn)的概率不一樣，能級越低，概率越大，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；氫原子由高能級向低能級躍遷時(shí)氫原子一定放出能量，而不是氫原子核，故D 錯(cuò)誤例 3( 多選 ) 如圖 3 所示是氫原子能級示意圖的一部分，則下列說法正確的是()圖 3A用波長為600 nm 的 X 射線照射，可以使穩(wěn)定的氫原子電離B用能量是10.2 eV 的光子可以激發(fā)處于基態(tài)的氫原子C用能量是2.5

6、eV 的光子入射，可以使基態(tài)的氫原子激發(fā)D用能量是11.0 eV的外來電子，可以使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)答案BD解析“穩(wěn)定的氫原子”指處于基態(tài)的氫原子，要使其電離，光子的能量必須大于或等于3 / 5c8 343×1013.6 eV ，而波長為 600 nm 的 X 射線的能量為 E h 6.63 ×10×600×10 9×1.6 ×10 19eV2.07 eV<13.6 eV ， A 錯(cuò)誤因 2 1 ( 3.4 eV) ( 13.6 eV) 10.2 eV ，故E E E10.2 eV 的光子可以使氫原子從基態(tài)躍遷到n 2 的激發(fā)

7、態(tài)， B 正確； 2.5 eV 的光子能量不等于任何其他能級與基態(tài)的能級差，因此不能使氫原子發(fā)生躍遷， C 錯(cuò)誤；外來電子可以將 10.2eV 的能量傳遞給氫原子，使它激發(fā)，外來電子還剩余11.0 eV 10.2 eV 0.8 eV 的能量， D正確使原子能級躍遷的兩種粒子光子與實(shí)物粒子：(1) 原子若是吸收光子的能量而被激發(fā)，則光子的能量必須等于兩能級的能量差，否則不被吸收不存在激發(fā)到n 能級時(shí)能量有余， 而激發(fā)到 n 1 時(shí)能量不足， 則可激發(fā)到n 能級的情形；(2) 原子還可吸收外來實(shí)物粒子 ( 例如：自由電子 ) 的能量而被激發(fā)， 由于實(shí)物粒子的動(dòng)能可部分地被原子吸收，所以只要入射粒子

8、的能量大于兩能級的能量差( E EmEn) ，就可使原子發(fā)生能級躍遷 .1在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中，當(dāng) 粒子最接近金原子核時(shí)，下列說法正確的是()A動(dòng)能最小B電勢能最小C 粒子和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D加速度最小答案A解析在 粒子散射實(shí)驗(yàn)中， 當(dāng) 粒子接近金原子核時(shí)，金原子核對 粒子的作用力是斥力，對 粒子做負(fù)功，電勢能增加，動(dòng)能減小，當(dāng) 粒子離金原子核最近時(shí)，它們之間的庫侖力最大， 粒子的動(dòng)能最小由于受到的金原子核外電子的作用相對較小，與金原子核對 粒子的庫侖力相比，可以忽略， 因此只有庫侖力做功，所以機(jī)械能和電勢能整體上是守恒的，故系統(tǒng)的能量可以認(rèn)為不變綜上所述，正確選項(xiàng)應(yīng)為A.2盧瑟福和

9、他的助手做 粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn)，獲得了重要發(fā)現(xiàn)， 關(guān)于 粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果，下列說法正確的是 ()A說明了質(zhì)子的存在B說明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D說明了正電荷均勻分布4 / 5答案C解析 粒子散射實(shí)驗(yàn)否定了湯姆生的葡萄干布丁模型，即否定了正電荷均勻分布，D 項(xiàng)錯(cuò)誤； 粒子的大角度散射， 說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核里3 ( 多選 ) 欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)或電離，下列措施可行的是()A用 10.2 eV 的光子照射B用 11 eV 的光子照射C用 14 eV 的光子照射D用 10 eV 的光子照射答案A

10、C解析由氫原子能級圖可求得E E 3.4 eV ( 13.6 eV) 10.2 eV ，即 10.2 eV是 n21 2能級與基態(tài)之間的能量差，處于基態(tài)的氫原子吸收10.2 eV的光子后將躍遷到第一激發(fā)態(tài)，可使處于基態(tài)的氫原子激發(fā)，A 項(xiàng)正確； Em E111 eV、 Em E110 eV，即不滿足玻爾理論關(guān)于躍遷的條件， B、D 項(xiàng)錯(cuò)誤；要使處于基態(tài)的氫原子電離，照射光的能量須不小于13.6eV，而 14 eV>13.6 eV ，故用 14 eV 的光子照射可使基態(tài)的氫原子電離，C 項(xiàng)正確4如圖 4 所示為氫原子能級的示意圖現(xiàn)有大量處于n 4 激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時(shí)將輻射出若干不同頻率的光關(guān)于這些光，下列說法正確的是()圖 4A最容易發(fā)生衍射現(xiàn)象的光是由n 4 能級躍遷到 1 能級產(chǎn)生的nB頻率最小的光是由n 2 能級躍遷到 n 1 能級產(chǎn)生的C這些氫原子總共可輻射出3 種不同頻率的光D用 2 能級躍遷到 1 能級輻射出的光照射逸出功為6.34eV 的金屬箔能發(fā)生光電效應(yīng)nn答案D解析從 n 4 的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的能級差最大，即輻射出的光子能量最大，頻率最大， 對應(yīng)波長最小