高中物理 第二章 原子结构单元复习教案 教科版选修3-5

1、原子结构学习目标 1. 巩固理解本章知识点2. 会利用本章知识及方法解决实际问题重点难点重点：掌握本章所涉及的物理方法难点：利用本章知识及方法解决实际问题教学设计【课堂学习】学习活动一：基本概念和基本规律问题1：电子的发现问题2：原子的核式结构模型。问题3：光谱与光谱分析问题4：玻尔关于原子结构的理论学习活动二：有关a粒子散射实验的题型分析例1：对粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有（ ）A实验器材有放射源、金箔、荧光屏、显微镜B金箔的厚度对实验无影响C如果不用金箔改用铝箔，就不会发生散射现象；D实验装置放在空气中和真空中都可以正确答案为A。金的延展性好，可以做的很薄，金的原子核的质量远远大

2、于粒子的质量，根据动量守恒定律可知，这样当粒子与金核相碰撞时才能发生大角度散射，甚至被反向弹回，所以粒子散射实验中选用的材料是金箔。例2：卢瑟福的粒子散射实验中，有极少数粒子发生大角度偏转，其原因是（ ）A原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上B正电荷在原子中是均匀分布的C原子中存在着带负电的电子D原子只能处于一系列不连续的能量状态中正确答案为A。粒子散射实验中，粒子的大角度偏转是由于受到原子核内集中的正电荷的作用。例3：在粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个粒子（ ）A更接近原子核B更远离原子核C受到一个以上的原子核作用D受到原子核

3、较大的冲量作用正确答案为A、D。例4：图中的圆点代表粒子散射实验中的原子核，带箭头的曲线代表粒子的径迹，其中不可能发生的是：（ ）正确答案为C。根据粒子散射实验可知，粒子不可能与原子核相吸引，因为它们是同种电荷。例5：根据粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个粒子的运动轨迹。在粒子从a运动到b、再运动到c的过程中，下列说法正确的是( )A动能先增大，后减小B电势能先减小，后增大C电场力先做负功，后做正功，总功等于零D加速度先变小，后变大正确答案为C。粒子带正电荷，所以原子核对 粒子的电场力先做负功后正功，电势能先增大后减小，电场力先变

4、大后变小，所以加速度先变大后变小。学习活动三：有关波尔理论的题型分析123v3v2v1例6：用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的一群氢原子。停止照射后，发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子，它们的频率由低到高依次为1、2、3，由此可知，开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为：h1；h3；h(1+2)；h(1+2+3) 以上表示式中 A只有正确 B只有正确 C只有正确 D只有正确正确答案为C.1200400600n=4n=3n=2n=1400400400200200600例7:现有1200个氢原子被激发到量子数为4的能级上，若这些受激氢原子最后都回到基态，则在此过程中发出的光

5、子总数是多少？假设处在量子数为n的激发态的氢原子跃迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的。A2200 B2000 C1200 D2400正确答案为A.例8:氢原子处于基态时，原子的能量为，问：（1）氢原子在n =4的定态时，可放出几种频率的光？其中最小频率等于多少Hz？（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射此原子？解答：（1）根据玻尔理论，氢原子n =4的能级跃迁时有6种可能性：由可知能级之间的能量差减小，辐射光子的频率就越低，由下图可知，从n =4跃迁到n =3，辐射的能量最少-0.85-1.51-3.4n=4n=3n=2n=1-13.6E/eVn=

6、 = 1.6（2）欲使氢原子电离，即将电子移到离核无穷远处，此时，由能量守恒有：而这份能量对应光子的最小频率应为：故要使基态的氢原子电离，照射光的频率至少应为3.28 ，若照射光频率高于这一值，使原子电离后多余的能量为电子的动能。例9:对于基态氢原子，下列说法正确的是（ ）A、它能吸收10.2eV的光子B、它能吸收11eV的光子C、它能吸收14eV的光子D、它能吸收具有11eV动能的电子的部分动能正确答案为ACD。光子能量只能全部被吸收，而电子能量则可以部分被吸收。例10:设氢原子的基态能量为E1。某激发态的能量为E，则当氢原子从这一激发态跃迁到基态时，所_（填“辐射”或“吸收”）的光子在真空

7、中的波长为_。正确答案为： 辐射，【板书设计】高考题赏析：【2015天津-1】1下列能揭示原子具有核式结构的实验是A光电效应实验 B伦琴射线的发现C粒子散射实验 D氢原子光谱的发现【答案】C【解析】光电效应实验说明光具有粒子性；伦琴射线的发现说明原子核内也有结构；氢原子光谱的发现说明原子中的电子轨道量子化和定态，不同元素的原子具有不同的特征谱线。粒子散射实验揭示原子具有核式结构。选项C正确。【考点】氢原子光谱；光电效应；原子的核式结构碰撞与动量守恒复习一、电子的发现二、原子的核式结构模型。三、光谱与光谱分析四、玻尔关于原子结构的理论例题：有关a粒子散射实验的题型分析例题：有关波尔理论的题型分析

8、课堂反馈1.卢瑟福提出原子核式结构学说的根据是在用粒子轰击金箔的实验中,发现粒子()。(A)全部穿过或发生很小的偏转(B)全部发生很大的偏转(C)绝大多数穿过,只有少数发生很大偏转,甚至极少数被弹回(D)绝大多数发生偏转,甚至被掸回2.在玻尔的原子模型中,比较氢原子所处的量子数n=1及n=2的两个状态,若用E表示氢原子的能量,r表示氢原子核外电子的轨道半径,则()。(A)E2E1,r2r1(B)E2E1,r2r1(C)E2r1(D)E2E1,r2r13.氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数n=3的激发态,它们向较低能级跃迁时,放出光子的能量可以是()。(A)1.51eV(B)1

9、.89eV(C)10,2eV(D)12.09eV4.在粒子穿过金箔发生大角度散射的过程中,下列说法中正确的是()。(A)粒子-直受到金原子核的斥力作用(B)粒子的动能不断减小(C)粒子的电势能不断增加(D)粒子发生散射,是与电子碰撞的结果5.一群处于n=4的激发态的氢原子向低能级跃迁时,可能发射的光线为( )。(A)3条(B)4条(C)5条(D)6条6.在玻尔的氢原子模型中,电子的第1条(即离核最近的那条)可能轨道的半径为r1,则第2条可能轨道的半径r2=_。电子在这第2条可能轨道上运动时的动能Ek=_。已知基本电荷为e,静电力恒量为k.7.粒子质量为6.6810-27kg,以速度v=2.01

10、07ms轰击金箔后,速度方向偏转了180.试求粒子与金原子核最接近时,所具有的电势能(以粒子远离金原子核时的电势能为零)。 参考答案：1.C 2.A 3.BCD 4.A 5.D 6. 7. J课后测评：1.氢原子的核外电子,在由离核较远的可能轨道跃迁到离核较近的可能轨道的过程中( )。(A)辐射光子,获得能量(B)吸收光子,获得能量(C)吸收光了,放出能量(D)辐射光子,放出能量2.如图所示,氢原子在下列各能级间跃迁：(1)从n=1到n=2；(2)从n=5到n=3；(3)从n=4到n=2；在跃迁过程中辐射的电磁波的波长分别用1、2、3表示.波长1、2、3大小的顺序是( )。(A)123(B)1

11、32 (C)321(D)3123.当粒子被重核散射时,如图所示的运动轨迹中不可能存在的是()。4.如图为氢原子的能级图,A、B、C分别表示电子在三种不同能级跃迁时放出的光子,其中( )(A)频率最大的是B(B)波长最长的是C (C)频率最大的是A (D)波长最长的是B 5.按照玻尔理论,下列关于氢原子的论述中正确的是( )。(A)第m个定态和第n个定态的轨道半径rm和rn之比为rm：rn=m2：n2(B)第m个定态和第n个定态的能量Em和En之比为Em：En=n2：m2(C)电子沿某一轨道绕核运动,若其圆周运动的频率是,则其发光频率也是(D)若氢原子处于能量为E的定态,则其发光频率为v=E/h6.玻尔的原子模型在解释原子的下列问题时,与卢瑟福的核式结构学说观点不同的是( )。(A)电子绕核运动的向心力,就是电子与核之间的静电引力(B)电子只能在一些不连续的轨道上运动(C)电子在不同轨道上运动时的能量不同(D)电子在不同轨道上运动时的静电引力不同7.用某一频率的电磁波照射氢原子,使它从基态跃到量子数n=3的激发态,该电磁波在真空中波长等于多少微米(已知基态能级E1=-13.6eV)8.卢瑟福的实验证明,两个原子核之间的斥力,在它们之间距离小到1014m时,还遵守库仑定律。试求两质子在相距10-14m时的加速度.已知质子的质量是1.6710-27kg.9.氢原子核外电