2021高中物理-第二章-原子结构-章末总结-学案(教科版选修3-5).docx

章末总结一、对粒子散射试验及核式结构模型的理解例1关于粒子散射试验现象的分析，下列说法正确的是()A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是粒子受力平衡的结果B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大解析在粒子散射试验中，绝大多数粒子沿原方向运动，说明粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，B对；极少数粒子发生大角度偏转，说明受到原子核明显的力的作用的空间在原子内很小，粒子偏转而原子核未动，说明原子核的质量和电荷量远大于粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于粒子的质量，粒子打在电子上，不会有明显偏转，故C对，D错答案BC二、对玻尔的原子结构模型的理解1玻尔的原子结构模型可概括为三个要点(1)能量的量子化En(En为动能、电势能之和)(2)轨道的量子化rnn2r1.(3)能级跃迁量子化hEnEm(吸取或辐射确定频率的光子)2留意三个不同(1)一个氢原子与一群氢原子的不同：一个氢原子在一次跃迁时只能辐射一个光子，故一个氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射的光谱条数为n1.而一群氢原子处于量子数为n的激发态时，由于向各个能级跃迁的可能性都存在，故可能辐射的光谱条数为NC.(2)跃迁与电离的不同跃迁时只能吸取等于两个能级差的光子；电离时只要原子吸取的能量EEEn，就可以使处于定态n上的氢原子电离，当EEEn时，电离后电子还具有确定的动能(3)吸取光子跃迁与电子碰撞跃迁的不同电子碰撞原子核时，只要电子的动能大于或等于某两个能级能量差就可引起原子的激发跃迁但由于电子的动能不是一份一份的，因此撞击时可把部分动能传给原子，剩余的部分自身保留例2有一群氢原子处于量子数n4的激发态中，其能发出几种频率的光子？其中最高频率、最低频率各为多少？若有一个氢原子处于量子数n4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？解析一群氢原子向低能级跃迁时，各种跃迁方式都会发生，即可以从n4的激光态跃迁到n3、n2、n1的各能级；再从n3的激发态跃迁到n2、n1的各能级；再从n2的激发态跃迁到n1的基态故有N6种频率的光子产生如图所示为跃迁示意图最高频率的光子满足h10.85 eV(13.6 eV)12.75 eV2.041018 J13.11015 Hz.最低频率的光子满足h20.85 eV(1.51 eV)0.66 eV1.0561019 J，21.61014 Hz.一个氢原子从n4的激发态时最多能发出413种频率的光子答案6种3.11015 Hz1.61014 Hz3种例3当用具有1.87 eV能量的光子照射n3激发态的氢原子时，氢原子()A不会吸取这个光子B吸取该光子后被电离，电离后的动能为0.36 eVC吸取该光子后被电离，电离后电子的动能为零D吸取该光子后不会被电离解析E31.51 eV，即处于n3激发态的氢原子吸取大于或等于1.51 eV能量的光子后即会发生电离，所以具有1.87 eV能量的光子能被吸取，且电离后电子动能Ek(1.871.51) eV0.36 eV.可见选项B正确答案B例4用大量具有确定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子，观测到了确定数目的光谱线调高电子的能量再次进行观测，发觉光谱线的数目比原来增加了5条用n表示两次观测中最高激发态的量子数之差，E表示调高后电子的能量依据氢原子的能级图(如图1所示)可以推断，n和E的可能值为()图1An1,13.22 eVE13.32 eVBn2,13.22 eVE13.32 eVCn1,12.75 eVE13.06 eVDn2,12.75 eVE13.06 eV解析由于原子发光时间谱线的数目为C，调高电子的能量后光谱线的数目为C，由CC5得n4，m2和n6，m5，故存在两种可能性又由于是电子轰击，故电子的能量必需大于或等于某两个能级间的能量差，当n2时应满足13.6 eV0.85 eVE13.6 eV0.54 eV，即D对；当n1时应满足13.6 eV0.38 eVErb，则在此过程中()A原子要辐射一系列频率的光子B原子要吸取一系列频率的光子C原子要吸取某一频率的光子D原子要辐射某一频率的光子答案D解析由于电子是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，因此B、C错误“直接”从一能级跃迁至另一能级，只对应某一能级差，故只能辐射某一频率的光子3已知氢原子的基态能量为13.6 eV，当一群处于量子数为n3的激发态的氢原子发生跃迁时，可能辐射的光子能量是()A1.5 eVB12.09 eVC1.89 eV、12.09 eVD1.89 eV、10.2 eV、12.09 eV答案D4关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是()A用能量为20.75 eV的X射线照射，可使处于基态的氢原子电离出自由电子B用能量为10.2 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态C用能量为11.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态D用能量为12.5 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态答案AB解析氢原子的电离能E0(13.6) eV13.6 eV20.75 eV所以可使氢原子电离，A正确由hEnE1得En1hE110.2 eV(13.6) eV3.4 eVEn211.0 eV(13.6) eV2.6 eVEn312.5 eV(13.6) eV1.1 eV由E得，只有En13.4 eV对应于n2能级的状态由于电子绕核运动时吸取光子只能吸取恰好为两能级之差的能量的光子，所以只有B可使氢原子从基态跃迁到激发态5汞原子的能级图如图2所示，现让一束单色光照射到大量处于基态的汞原子上，汞原子只发出三种不同频率的单色光那么，关于入射光的能量，下列说法正确的是()图2A可能大于或等于7.7 eVB可能大于或等于8.8 eVC确定等于7.7 eVD包含2.8 eV、4.9 eV、7.7 eV三种答案C解析汞原子发出三种不同频率的单色光说明汞原子确定吸取能量从基态跃迁到n3的激发态上，其能级差为EE3E17.7 eV，故C正确6(2022山东39(1)氢原子能级如图3所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下推断正确的是_(双选，填正确答案标号)图3a氢原子从n2跃迁到n1的能级时，辐射光的波长大于656 nmb用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n1跃迁到n2的能级c一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线d用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n2跃迁到n3的能级答案cd解析能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差，能级差越大，辐射的光子频率越大，波长越小，a错误；由EmEnh可知，b错误，d正确；依据C3可知，辐射的光子频率最多3种，c正确7处于n3的氢原子能够自发地向低能级跃迁，问：(1)跃迁过程中电子动能和原子能量如何变化？(2)可能辐射的光子波长是多少？(普朗克常量h6.631034 Js)答案(1)电子动能增大，原子能量削减(2)6.58107 m1.03107 m1.22107 m解析(1)电子从高能级向低能级跃迁时，半径变小，由于则Ekmv2，由此可知动能增大；在此过程中，原子向外辐射光子，因此原子能量削减(2)原子的可能跃迁及相应波长：从n3到n2跃迁时E31.51 eV，E23.4 eV由hhEnEm得1 m6.58107 m从n3到n1跃迁时E113.60 eV2 m1.03107 m从n2到n1跃迁时3 m1.22107 m.