2019年高中物理第2章章末小结与测评学案鲁科版.docx

章末小结与测评 卢瑟福原子核式结构粒子散射实验结果及由此建立的学说1实验结果：粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进，少数粒子有较大的偏转，极少数粒子的偏转角超过90，有的甚至被原路弹回，偏转角达到180。2核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转。3该部分主要考查核式结构理论的建立过程，电子绕原子核转动中有关能量、加速度等问题。1多选关于粒子散射实验现象的分析，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：选BC在粒子散射实验中，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。玻尔理论与能级跃迁1.轨道半径与能级公式rnn2r1，En，其中n1,2,3，为轨道量子数，r10.531010 m，E113.6 eV。2原子的能级跃迁和电离(1)跃迁：跃迁是原子的电子从一个轨道跃迁到另一个轨道，即不能脱离原子核的束缚，所以在跃迁的过程中，原子放出或吸收的能量必须是量子化的。如当电子从m轨道跃迁到n轨道时，其能量变化必须是E，当mn 时，E0，原子要放出能量；当mn时，E0，原子要吸收能量 。(2)电离：电离是将原子的电子变成自由电子，只要电离能大于一定值就可以，没有量子化要求，若有多余的能量，则以电子动能的形式存在。如将在m轨道的电子电离出来，原子吸收的能量E0就可以了。3辐射光子的种类或光谱线条数NCn24氢原子的能量及其变化(1)EnEknEpn，其中En、Ekn、Epn分别为原子能量(级)、电子动能、原子势能。(2)Epn。(3)Ekn。(4)EnEkn。当原子由低能级向高能级跃迁时，En增大，Ep增大，Ek减小。反之，则亦反之。2处于n3的氢原子能够自发地向低能级跃迁，(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)解析：(1)由于电子从外轨道进入内轨道，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，因此原子能量减少。(2)原子的可能跃迁及相应波长从n3到n2而E31.51 eV E23.4 eV由h hEmEn得1 m6.58107 m。从n3到n1 而E113.60 eV2 m1.03107 m。从n2到n1 则3 m1.22107 m。答案：(1)电子动能增大，原子能量减少(2)6.58107 m1.03107 m1.22107 m(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，每小题6分，共48分)1卢瑟福通过对粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在()A电子B中子C质子 D原子核解析：选D卢瑟福在粒子散射实验中观察到绝大多数粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，只有极少数的粒子发生了大角度的偏转，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。2在卢瑟福粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看做静止不动；下列各图画出的是其中两个粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是()解析：选C金箔中的原子核与粒子都带正电，粒子接近原子核过程中受到斥力而不是引力作用，A、D错误；由原子核对粒子的斥力作用，及物体做曲线运动的条件，知曲线轨迹的凹侧应指向受力一方，选项B错、C对。3氢原子从n4的激发态直接跃迁到n2的激发态时，发出蓝色光，则当氢原子从n5的激发态直接跃迁到n2的激发态时，可能发出的光是()A红外线 B红光C紫光 D射线解析：选C氢原子从n4、5的能级向n2的能级跃迁时辐射的光为可见光，且辐射光子的能量满足hEmEn，能级差越大，光频率越高，而紫色光的频率高于蓝色光的频率，综上所述，选项C正确。4一个氢原子中的电子从一半径为ra的轨道自发地直接跃迁至另一半径为rb的轨道，已知rarb，则在此过程中()A原子发出一系列频率的光子B原子要吸收一系列频率的光子C原子要吸收某一频率的光子D原子要辐射某一频率的光子解析：选D电子的轨道半径减小，电子从高能级直接跃迁到低能级，只能放出具有对应该能量差的频率的光子，故D正确。5.如图所示为氢原子的能级图，用光子能量为13.06 eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有()A15种 B10种C4种 D1种解析：选B处于基态的氢原子吸收入射光子的能量后由低能级向高能级跃迁，处于不稳定状态，然后由高能级向低能级跃迁，根据题意，hE5E113.06 eV，故可能发射C5210种光。6多选玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有()A原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率解析：选ABCA、B、C三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合。电子跃迁辐射的能量为hEmEn，与电子绕核做的圆周运动无关。故D错。7.多选设氢原子由n3的状态向n2的状态跃迁时放出能量为E、频率为的光子。则氢原子()A跃迁时可以放出或吸收能量为任意值的光子B由n2的状态向n1的状态跃迁时放出光子的能量大于EC由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于ED由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的频率大于解析：选BC原子跃迁时可以放出或吸收能量为特定值的光子，A错；由n2的状态向n1的状态跃迁时，放出的能量比由n3的状态向n2的状态跃迁时要大，所以放出光子的能量大于E，B项正确；由n2的状态向n3的状态跃迁时吸收光子的能量等于由n3的状态向n2的状态跃迁时放出的能量E，C项正确；由n4的状态向n3的状态跃迁时放出光子的能量较小，所以频率小于，D项错。8.多选氢原子能级如图所示，当氢原子从n3跃迁到n2的能级时，辐射光的波长为656 nm。以下判断正确的是()A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的能级解析：选CD根据氢原子的能级图和能级跃迁规律，当氢原子从n2能级跃迁到n1的能级时，辐射光的波长一定小于656 nm，因此A选项错误；根据发生跃迁只能吸收和辐射一定频率的光子，可知B选项错误，D选项正确；一群处于n3能级上的氢原子向低能级跃迁时可以产生3种频率的光子，所以C选项正确。二、非选择题(共4小题，共52分)9(12分)氢原子第n能级的能量为En，其中E1为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时，发出光子的频率为1；若氢原子由第2能级跃迁到基态，发出光子的频率为2，求的值。解析：根据En及hEmEn可得h1，h2E1，两式联立解得。答案：10(12分)已知氢原子量子数为n的能级值为En eV，试计算处于基态的氢原子吸收频率为多少的光子，电子可以跃迁到n2轨道上？解析：氢原子基态时的能量E1 eV13.6 eV，氢原子在n2能级的能量E2 eV3.4 eV。氢原子由基态跃迁到n2能级需要的能量EE2E13.4(13.6) eV10.2 eV1.6321018 J根据玻尔理论hE得 Hz2.461015 Hz。答案：2.461015 Hz11.(14分)原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)。一个具有13.60 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰，问是否可以使基态氢原子发生能级跃迁？(氢原子能级如图所示)解析：设运动氢原子的速度为v0，发生完全非弹性碰撞后两者的合速度为v，损失的动能E被基态氢原子吸收。若E10.2 eV，则基态氢原子可由n1能级跃迁到n2能级，由动量守恒和能量守恒得mv02mvmv02mv22Emv0213.60 eV由得E6.8 eV10.2 eV，所以不能使基态氢原子发生跃迁。答案：不能12.(14分)已知基态氢原子的电子的轨道半径r10.5281010 m，根据玻尔假设，电子绕核的可能轨道半径是rnn2r1(n1,2,3，)。电子在不同轨道上对应的能级如图所示。(1)有一群氢原子处于量子数n3的激发态，在图上用箭头标出这些氢原子能发出哪几条