2026届高考物理冲刺复习：原子结构

2026届高考物理冲刺复习原子结构情境导思如图为氢原子能级示意图的一部分,已知当氢原子吸收能量大于或等于其所在能级与n=∞能级的能级差时,氢原子将电离,吸收的多余能量将转化为电离的电子的动能。相反,氢原子俘获电子时,可类似看成电离过程的“相反过程”。试分析:情境导思(1)大量氢原子处于n=3的激发态,在向低能级跃迁时可释放几种不同频率的光子?(2)从n=3跃迁到n=4需要吸收的光子能量是多少?用0.85eV的光子照射n=3的氢原子,氢原子能跃迁到n=4的激发态吗?(3)当处于基态的氢原子吸收光子能量发生电离时,光子能量必须满足什么条件?当处于基态的氢原子受到质子撞击时,当质子动能为13.6eV时,氢原子一定会电离吗?知识构建小题试做(2024·广东汕头二模)扫描隧道显微镜让人类对原子有了直观的感受,下列关于原子结构的说法正确的是(

)[A]玻尔的原子结构假说认为核外电子可在任意轨道上运动[B]α粒子散射实验中,绝大多数α粒子发生了大角度散射[C]原子光谱是线状谱,不同原子的光谱可能相同[D]氢原子在激发态自发跃迁时,氢原子能量减少D考点一原子的核式结构1.α粒子散射实验的意义卢瑟福通过α粒子散射实验,否定了汤姆孙的原子模型,建立了核式结构模型。2.原子核的电荷与尺度[例1]【α粒子散射实验的现象分析】

1909年,英国物理学家卢瑟福和他的助手盖革、马斯顿一起进行了著名的“α粒子散射实验”,实验中大量的α粒子穿过金箔前后的运动轨迹如图所示。卢瑟福通过对实验结果的分析和研究,于1911年建立了原子的核式结构模型。下列描述正确的是(

)[A]

绝大多数α粒子穿过金箔后,都发生了大角度偏转[B]

少数α粒子穿过金箔后,基本上沿原来方向前进[C]

该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性[D]

通过α粒子散射实验,估计出原子核半径的数量级为10-15mD【解析】

卢瑟福“α粒子散射实验”结果表明,绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进,但有少数α粒子发生了较大的偏转,并有极少数α粒子的偏转超过90°,有的甚至几乎达到180°而被反弹回来,故A、B错误;通过α粒子散射实验,卢瑟福否定了汤姆孙原子模型,建立了原子的核式结构模型,故C错误;通过α粒子散射实验,卢瑟福估计出了原子核半径的数量级为10-15m,故D正确。[例2]【对原子核式结构模型的理解】

(2024·上海徐汇区模拟)关于卢瑟福的原子核式结构模型,下列说法正确的是(

)[A]

在原子中心有一个很小的带负电的核[B]

原子的全部质量都集中在原子核里[C]

电子在核外不停地绕核运动[D]

电子绕核做圆周运动的向心力由核力提供C【解析】

在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,故A、B错误;带负电的电子在核外空间绕着核旋转,故C正确;电子绕核做圆周运动的向心力由库仑力提供,故D错误。考点二玻尔理论与能级跃迁氢原子光谱1.两类能级跃迁①光照(吸收光子):光子的能量必须恰好等于能级差,hν=Em-En。②碰撞、加热等:只要入射粒子的能量大于或等于能级差即可,E外≥Em-En。③大于电离能的光子被吸收,原子将电离。2.电离电离态:n=∞,E=0。基态→电离态:E吸=0-(-13.6eV)=13.6eV。激发态→电离态:E吸>0-En=|En|。若吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还携带动能。3.原子辐射光谱线数量的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n-1)。[例3]【对玻尔理论的理解】

(2024·江苏南通期中)如图所示为氢原子的电子轨道示意图,根据玻尔原子理论,下列说法正确的是(

)[A]

能级越高,氢原子越稳定[B]

能级越高,电子动能越大[C]

电子的轨道可能是一些连续的数值[D]

从n=2跃迁到n=1比从n=3跃迁到n=2辐射出的光子动量大D[例4]【能级跃迁与光子种类数的确定】

(2024·安徽卷,1)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于3.11eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有(

)[A]1种

[B]2种[C]3种

[D]4种B[变式]在[例4]中一个n=3能级的氢原子向低能级跃迁时最多辐射几种不同频率的电磁波?【答案】

2种[例5]【能级跃迁与光电效应的综合】

(2024·四川眉山开学考试)(多选)一群处于第4能级的氢原子向低能级跃迁过程中能发出6种不同频率的光,将这些不同频率的光分别照射到图甲所示电路中光电管的阴极K上只能测得2条电流随电压变化的图像,如图乙所示。已知氢原子的能级图如图丙所示,则下列推断正确的是(

)[A]

图