（浙江选考）高考物理第十三章近代物理2第2节原子结构和原子核教学案.docx

第2节原子结构和原子核【基础梳理】提示：卢瑟福线n2r1质子电子质子内N0m0重核轻核,【自我诊断】 判一判(1)原子的能量量子化现象是指原子在不同状态中具有不同的能量()(2)炽热的固体、液体和高压气体发出的光谱是连续光谱()(3)根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，辐射一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小()(4)假如有18个某种放射性元素的原子核，经过一个半衰期，一定有9个原子核发生了衰变()(5)衰变的电子来源于原子核外的电子()(6)高温、高压的情况下，原子核的半衰期将会变短()提示：(1)(2)(3)(4)(5)(6) 做一做在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用下列说法符合历史事实的是()A密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的比荷提示：选ACD.密立根通过油滴实验，验证了物体所带的电荷量都是某一值的整数倍，测出了基本电荷的数值，选项A正确；贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，明确了原子核具有复杂结构，选项B错误；居里夫妇通过对含铀物质的研究发现了钋(Po)和镭(Ra)，选项C正确；汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，说明了阴极射线是带负电的粒子，并测出了粒子的比荷，选项D正确氢原子的能级和光谱分析【知识提炼】1原子跃迁的条件(1)原子跃迁条件hEmEn只适用于光子和原子作用而使原子在各定态之间跃迁的情况(2)当光子能量大于或等于13.6 eV时，也可以被处于基态的氢原子吸收，使氢原子电离；当处于基态的氢原子吸收的光子能量大于13.6 eV时，氢原子电离后，电子具有一定的初动能(3)原子还可吸收外来实物粒子(例如自由电子)的能量而被激发由于实物粒子的动能可全部或部分被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差值(EEmEn)，均可使原子发生能级跃迁2跃迁中两个易混问题(1)一群原子和一个原子：氢原子核外只有一个电子，这个电子在某个时刻只能处在某一个可能的轨道上，在某段时间内，由某一轨道跃迁到另一个轨道时，可能的情况只有一种，但是如果容器中盛有大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会有各种情况出现了(2)直接跃迁与间接跃迁：原子从一种能量状态跃迁到另一种能量状态时有时可能是直接跃迁，有时可能是间接跃迁两种情况下辐射(或吸收)光子的能量是不同的直接跃迁时辐射(或吸收)光子的能量等于间接跃迁时辐射(或吸收)的所有光子的能量和【典题例析】(20194月浙江选考)波长为1和2的两束可见光入射到双缝，在光屏上观察到干涉条纹，其中波长为1的光的条纹间距大于波长为2的条纹间距则(下列表述中，脚标“1”和“2”分别代表波长为1和2的光所对应的物理量)()A这两束光的光子动量p1p2B这两束光从玻璃射向真空时，其临界角C1C2C这两束光都能使某种金属发生光电效应，则遏止电压Uc1Uc2D这两束光由氢原子从不同激发态跃迁到n2能级时产生，则相应激发态的电离能E1E2解析根据干涉条纹间距x可知，12，结合p，故p1p2，A错误；由于波长较长的光，折射率和频率较小，故n1n2，1C2，B正确；根据光电效应知识，eUchW0，故Uc1E2，D正确答案BD【题组过关】 考向1对原子的核式结构的理解1.如图所示是粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹，M、N、P、Q是轨迹上的四点，在散射过程中可以认为重金属原子核静止图中所标出的粒子在各点处的加速度方向正确的是()AM点BN点CP点 DQ点解析：选C.粒子(氦原子核)和重金属原子核都带正电，互相排斥，加速度方向与粒子所受斥力方向相同带电粒子加速度方向沿相应点与重金属原子核连线指向轨迹曲线的凹侧，故只有选项C正确 考向2对能级图的理解和应用2(多选)(20201月浙江选考)由玻尔原子模型求得氢原子能级如图所示，已知可见光的光子能量在 1.62 eV到 3.11 eV之间，则()A氢原子从高能级向低能级跃迁时可能辐射出射线B氢原子从n3的能级向n2的能级跃迁时会辐射出红外线C处于n3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线并发生电离D大量氢原子从n4能级向低能级跃迁时可辐射出2种频率的可见光答案：CD 考向3氢原子光谱分析3(2020丽水检测)处于n3能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的频率有()A1种 B2种 C3种 D4种解析：选C.氢原子能级跃迁辐射光的种类为C3，故C项正确氢原子能级图与原子跃迁问题的解答技巧(1)能级之间跃迁时放出的光子频率是不连续的(2)能级之间发生跃迁时放出(吸收)光子的频率由hEmEn求得若求波长可由公式c求得(3)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n1)(4)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法用数学中的组合知识求解：NC.利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加 氢原子的能量及变化【知识提炼】1原子能量：EnEknEpn，随n(r)增大而增大，其中E113.6 eV.2电子动能：电子绕氢原子核运动时静电力提供向心力，即km，所以Eknk，随n(r)增大而减小3电势能：通过库仑力做功判断电势能的增减当n减小，即轨道半径减小时，库仑力做正功，电势能减小；反之，n增大，即轨道半径增大时，电势能增加【典题例析】(2020宁波检测)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为E1(E1rb，在此过程中()A原子要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原子要发出某一频率的光子解析：选D.因rarb，则能级EaEb，故电子向低能级轨道跃迁而发出光子，又因电子是直接跃迁，故只能发出某一频率的光子13下列说法正确的是()A原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径不是任意的B利用射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太短D根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小解析：选AD.由量子理论可知，原子中的电子绕原子核高速运转时，运行轨道的半径是不连续的、不是任意的，选项A正确；利用射线的贯穿能力可以为金属探伤，但是射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，选项B错误；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的频率小于该金属的极限频率，说明该束光的波长太长，选项C错误；根据玻尔理论，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增大，电势能减小，选项D正确二、非选择题14(2020金华质检)静止的Li核俘获一个速度v17.7104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核已知生成物中He的速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同(1)写出上述反应方