高考物理 能力提升知识点优化 12.2原子结构之谜.doc

2013高考物理能力提升知识点优化：12.2原子结构之谜一、单项选择题(本大题共4小题，每小题6分，共24分，每小题只有一个选项符合题意)1.(2011上海高考)卢瑟福利用粒子轰击金箔的实验研究原子结构，正确反映实验结果的示意图是()2.(2012武汉模拟)紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光.这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为e1和e2.下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是()a.先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|e1|e2|c.两次均向高能级跃迁，且|e1|e2|d.两次均向低能级跃迁，且|e1|21，则()a.0|e2|，b正确，a、c、d错.3.【解析】选b.当用频率为0的光照射处于基态的氢原子时，由所发射的光谱中仅能观测到三种频率的谱线可知，这三种频率的光子是氢原子从第3能级向低能级跃迁过程中所辐射的，由能量特点可知，h3h1h2，所以312，选项b正确.4.【解题指南】解答该题应把握以下两点：(1)量子数越大，原子半径越大.(2)库仑力对核外电子提供向心力.【解析】选b.根据玻尔理论知rnn2r1，所以n越大，电子轨道半径越大，故a错误；由ene1/n2，e113.6 ev，可得n越大，原子能级的能量越大，c错误；电子从离核较近的轨道跃迁到离核较远的轨道，克服静电力做功，电势能增加，故d错；氢原子中，核外电子受到核对它的库仑力作为向心力，所以m，得vn，由此可见，n越大，电子运动的速度越小，b正确.5.【解析】选a、d.卢瑟福粒子散射实验的结果是：绝大多数粒子几乎沿原路径运动，少数粒子有较大角度的偏转，极少数粒子几乎沿原路径返回.因此，a项正确.b位置在相同的时间内观察到的闪光次数应远少于a位置，b项错.c、d位置仍可观察到闪光，但次数很少，故c项错误而d项对.6.【解析】选b、c.根据粒子散射实验提出了原子核式结构模型，选项a错；根据特征谱线的特点，可知选项b正确；根据频率条件e2e1h求得，选项c正确；电子从n4能级轨道向低能级轨道跃迁所辐射的光子的频率最多有6种，选项d错.7. 【解析】选a、d.氢原子辐射光子后，电子运动的轨道半径减小，氢原子的能级减小，a正确，c错误；由 ma可知，核外电子运动的加速度增大，d正确；电子变轨时，库仑引力做正功，氢原子的电势能减小，b错误.8.【解析】选b、c.根据氢原子发光的特点：氢原子只能发出一些不连续的光谱，故a错b对.根据玻尔理论的定态假设和能级跃迁假设知c对d错.9.【解析】选a、d.从高能级向n1的能级跃迁的过程中辐射出的最小光子能量为10.20 ev，比可见光的光子能量大，发出的光的波长比可见光的短，a对；从高能级向n2能级跃迁时发出的光的能量小于等于3.40 ev，而可见光能量在1.61 ev到3.10 ev之间，所以b错；从高能级向n3能级跃迁时发出的光子能量小于等于1.51 ev，小于可见光的光子能量的最小值1.61 ev，所以频率比可见光低，c错；从n3能级到n2能级的过程中释放的光子能量等于1.89 ev，介于1.61 ev 到3.10 ev之间，应该是可见光，d对.【变式备选】(双选)氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道上时，下列说法中正确的是()a.氢原子的能量增加b.氢原子的能量减少c.氢原子要吸收一定频率的光子d.氢原子要放出一定频率的光子【解析】选b、d.氢原子的核外电子离原子核越远，氢原子的能量(包括动能和势能)越大.当氢原子的核外电子由离原子核较远的轨道跃迁到离原子核较近的轨道上时，原子的能量减少，氢原子要放出一定频率的光子.选项b、d正确.10.【解析】(1)基态氢原子被高速电子轰击而跃迁时可获得小于12.8 ev的能量，依题意可知基态的氢原子可跃迁到n4能级，氢原子在n4能级向低能级跃迁的过程中可能有：41、42、43、31、32、21等6种不同频率的光子辐射出来，其中从n4跃迁到n3能级时辐射出的光子能量最小，频率最低，波长最长，故a、c对. (8分)(2)光子能量与其频率成正比，与波长成反比.根据发射(吸收)光子的能量等于对应的两个能级间隔.所以能级间隔与光子波长成反比，即：e1e221解得：e20.37 ev. (10分)答案：(1)a、c(2)0.37 ev11.【解析】(1)由en可算出e23.4 ev，e31.51 ev，e40.85 ev，分别计算出处于基态的氢原子跃迁到n2、n3、n4能级过程中吸收的能量，是10.2 ev、12.09 ev、12.75 ev，因此，用光子能量介于11.012.5 ev范围内的光去照射一大群处于基态的氢原子时，照射光中可能被基态氢原子吸收的光子只有1种，即吸收12.09 ev的光子跃迁到n3能级； (4分)当处于n3能级的氢原子向低能级跃迁时，对应有3种频率的光子；(3分)从n3跃迁到n1能级时，辐射的光子能量最大，ee3e112.09 ev.(3分)(2)要使氢原子电离，即将电子移到离核无穷远处，此时e0，则hee30(1.51) ev1.51 ev (4分)最小频率3.641014 hz. (4分)答案：(1)1种3种12.09 ev(2)3.641014 hz【总结提升】氢原子的能级结构及原子跃迁类问题的规律方法(1)原子在各能级间跃迁时，所吸收或辐射的光子的能量只能等于两能级间的能级差.原子电离时所吸收的光子的能量大于或等于原子所处能级的能量绝对值.即eeen.(2)辐射光子的几种可能频率的判定方法. 如果是一个氢原子，由一轨道跃迁到另一轨道的途径只能有一种，