2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 原子結(jié)構(gòu)、能級教案

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1、2022年高中物理二輪總復(fù)習(xí) 原子結(jié)構(gòu)、能級教案 xx年命題特點 對本部分內(nèi)容的考查呈現(xiàn)以下特點： 1．考查范圍相對穩(wěn)定，主要集中在原予核式結(jié)構(gòu)、玻爾的氫原子理論和能級躍遷等 2．考題往往是課本知識再現(xiàn)． 3．聯(lián)系生活：關(guān)注科技前沿知識，如“俄歇效應(yīng)”等． 4．以選擇題形式出現(xiàn)，出題頻率高． 應(yīng)試高分瓶頸 在這部分試題中，考生容易出現(xiàn)的問題是課本知識記憶不夠深刻，模糊不清甚至出現(xiàn)混亂，導(dǎo)致丟分． 由于復(fù)習(xí)本專題力度和重視程度不夠，所以對玻爾氫原子理論和能級躍遷問題理解不到位，也是出現(xiàn)錯誤而丟分的主要原因之一．思想上重視并加大復(fù)習(xí)力度，在理解

2、的基礎(chǔ)上熟記相關(guān)知識內(nèi)容是正確解決問題保證得分的有效方法． 命題點1 原子的核式結(jié)構(gòu)、能級 本類考題解答錦囊 解答“原子的核子式結(jié)構(gòu) 能級”一類試題主要了解以下幾點： 1．原子結(jié)構(gòu)是建立在實驗結(jié)果和假設(shè)的基礎(chǔ)上的，所以解題關(guān)鍵是記住實驗事實或現(xiàn)象和由現(xiàn)象推出的結(jié)論，及由此建立的理論． 2．理解玻爾理論，即原予處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)，稱為能級，原子從高能級向低能級躍遷時發(fā)射光子，從低能級向高能級躍遷時吸收光子，發(fā)射或吸收的光子能量等于兩個能級差，即 hv=E2-E1 3．了解氫原子的電子云． Ⅰ 高考最熱門題 1

3、(04·全國)現(xiàn)有1200個氫原子被激發(fā)到量子數(shù)為4的能級上，若這些受激氫原子最后都回到基態(tài)，則在此過程中發(fā)出的光子總數(shù)是多少?假定處在量子數(shù)為n的激發(fā)態(tài)的氫原子躍遷到各較低能級的原子數(shù)都是處在該激發(fā)態(tài)能級上的原子總數(shù)的 . A. 2200 B. xx C. 1200 D.2400 命題目的與解題技巧：本題考查躍遷規(guī)律，審清題目“假定”的含義是關(guān)鍵． 【解析】 由題意由4→3、4-2、4-1各發(fā)光子400個，共 1200個，由3→2、3→1各發(fā)光子200個，共400個，此時n=2上有光子600個，由2→1發(fā)光子600個，以上累計2200個光子． 【答案】

4、A 2 (典型例題)下列說法中正確的是 A.質(zhì)子與中子的質(zhì)量不等，但質(zhì)量數(shù)相等 B.兩個質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫侖力 C.同一種元素的原子核有相同的質(zhì)量數(shù)，但中子數(shù)可以不同 D.除萬有引力外，兩個中子之間不存在其他相互作用力 答案： 3 (典型例題)如圖29-1 -1所示為氫原子的能級圖．用光子能量為13．07 eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測到氫原子發(fā)射不同波長的光有多少種 A. 15 B.10 C. 4 D. 1 答案： 4 (典型例題)氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子．已知

5、基態(tài)的氦離子能量為E1= -54．4 eV，氦離子能級的示意圖如29 - 1 - 3所示，在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是 A.40．8 eV B. 43．2 eV C.51．0 eV D.54．4 eV 答案： 5 (典型例題)原子從一個能級躍遷到一個較低的能級時，有可能不發(fā)射光子，例如在某種條件下，鉻原子的n=2能級上的電子躍遷到n=1能級上時并不發(fā)射光子，而是將相應(yīng)的能量轉(zhuǎn)交給n=4能級上的電子，使之能脫離原子，這一現(xiàn)象叫做俄歇效應(yīng)，以這種方式脫離了原子的電子叫做俄歇電子，已知鉻原子的能級公式可簡化表示為 En=- A／

6、n2，式中n=1，2，3，……表示不同能級，A是正的已知常數(shù)，上述俄歇電子的動能是 A. 3／16 A B.7／16 A C. 11／16 A D.13／16 A 答案： 6 (典型例題)盧瑟福通過 實驗，發(fā)現(xiàn)了原子中間有一個很小的核，并由此提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，如圖 29 -1 -2所示的平面示意圖中的四條線表示α粒子運動的可能軌跡，在圖中完成中間兩條α粒子的運動軌跡． Ⅱ 題點經(jīng)典類型題 1 (典型例題)在a粒子散射實驗中，有少數(shù)a粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)，其原因是 A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個很小的

7、核上 B.正電荷在原子中是均勻分布的 C.原子中存在著帶負電的電子 D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中 命題目的與解題技巧：α粒子散射實驗現(xiàn)象解釋原子核式結(jié)構(gòu)，熟記α粒子散射實驗現(xiàn)象． 【解析】 在α粒子散射實驗中出現(xiàn)少數(shù)大角度的偏轉(zhuǎn)，按湯姆生的棗糕式模型是難以解釋的．若正電荷在原于中是均勻分布的，α粒子在穿過原子的過程中由于其路徑兩側(cè)正電荷作用相互抵消，a粒子不可能出現(xiàn)明顯偏轉(zhuǎn)．按碰撞理論，a粒子大角度偏轉(zhuǎn)甚至反向彈回，說明α粒子受到強大的作用力且與α粒子碰撞的質(zhì)量很大，即原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量應(yīng)集中在一個很小的核上． 【答案】 A 2 (典型例題

8、)氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠的軌道過程中 A.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大，原子的能量增大 B.原子要發(fā)出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減 小，原子的能量也減小 C.原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小，原子的能量增大 D.原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大，原子的能量增加 答案： 3 (典型例題)利用氫氣光譜管發(fā)光，可以產(chǎn)生氫的明線光譜，這些譜線產(chǎn)生是由于 A.大量氫原子處于不同的激發(fā)態(tài)，從而輻射不同頻率的光子 B.大量氫原子從較高的激發(fā)態(tài)向較低的激發(fā)態(tài)或基態(tài)躍遷從而輻射不同頻率

9、的光子 C.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激態(tài)躍遷從而輻射不同頻率的光子 D.大量氫原子從基態(tài)或較低的激發(fā)態(tài)向較高的激發(fā)態(tài)躍遷從而吸收不同頻率的光子 4 (典型例題)關(guān)于原子和原子核的說法正確的是 A.盧瑟福的α粒子散射實驗結(jié)果說明了原子具有核式結(jié)構(gòu) B.加高溫可使放射性元素的衰變加快 C.氕、氘、氚核中具有相同的中子數(shù)和不同的質(zhì)量數(shù)，所以是氫的同位素 D.氫原子輻射一個光子后，氫原子的電勢能減小 答案： Ⅲ 新高考命題方向預(yù)測 1 關(guān)于 α粒子被重原子核散射的情況，如圖29 -1 - 4所示的是哪些路徑是不可能存在的 A.a

10、 B.b C. c D. d 答案： 2 下列診斷中，正確的是 A.組成 U核的核子中任何兩個核子之間都存在不可忽略的核力作用 B.組成 U核的中子中任何兩個核子之間都存在不可忽略的核力作用 C.組成 U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫侖力作用 D.組成 U核的質(zhì)子中任何兩個質(zhì)子之間，除庫侖斥力之外還都存在不可忽略的核力作用 3 處于基態(tài)的一群氫原子受某種單色光的照射只發(fā)射波長為λ1、λ2、λ3，的三種單色光，且λ1>λ2>λ3.則射光的波長為 A. λ1 B. λ1+λ2+λ3

11、 C. D. 4 如圖29 -1-5所示為氫原子的能級，已知可見光的光子能量范圍為1．62eV～3．11eV，那么對氫原子在能級躍遷過程中發(fā)射或吸收光子的特征認識正確的是 A.用氫原子從高能級向基態(tài)躍遷時發(fā)射的光照射鋅板一定不能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象 B.氫原子從高能級向n=3的能級躍遷時發(fā)出的光，不具有熱作用 C.處于n=2能級的氫原子能吸收任意頻率的紫外線 D.處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線， 并且使氫原子電離 探究性命題綜合測試 1原子的核式結(jié)構(gòu)理論的實驗基礎(chǔ)是 A.湯姆生對電子荷質(zhì)比的測定 B.盧瑟福a粒子散射實驗

12、 C.居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性元素 D.查德威克發(fā)現(xiàn)中子 2氫原子基態(tài)能量值為E1= -13．6eV，一群處于n=3的氫原子可能發(fā)出的氫光譜線有幾條 A.3條 B.2條 C.1條 D.4條 3 如圖Z29 -1所示為口粒子散射實驗中a粒子穿過某一金原子核附近時的示意圖，A、B、C.三點分別位于兩個等勢面上，則以下說法中正確的是 A.α粒子在A處的速率比在B處的速率小 B.α粒子在B處的速率最大 C.α粒子在A、C.處的速度相同 D.α粒子在B處的速率比在C處的速度小 答案： 4 若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位，其他層的電子躍遷到該

13、空位上時，會將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來，此電磁輻射就是原子的特征 X射線．內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機制，其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換，即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回基態(tài)時，將躍遷時釋放的能量交給某一內(nèi)層電子，使此內(nèi)層電子電離而形成空位(被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子)．214po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時，可將能量E0=1．416MeV交給內(nèi)層電子(如K、L、M層電子，K、L、M標(biāo)記原子中最近核的三個電子層)使其電離．實驗測得從214Po，原子的 K、L、M層電離出的電子的動能分別為E1=1．323MeV E1=1．399 MeV、EM=1．412 MeV，則可能發(fā)射的特征X射線的能量為

14、A. 0．013 MeV B. 0．017 MeV C. 0．076 MeV D.0．093 MeV 答案： 5 電子的質(zhì)量m=0．91× 10-30kg，電子的電荷量e=1．6×10-19C，已知氫原子的核外電子繞核運動的田軌道半徑r=0．53×10-10m，則電子所受向心力等于；電子繞核運動的周期等于 答案： 6如圖Z29-2所示是盧瑟福發(fā)現(xiàn)原子核式結(jié)構(gòu)的實驗裝置簡圖．請回答下列問題： (1)實驗中用了什么射線? (2)實驗為什么要在真空中進行? (3)當(dāng)放射線擊中靶子時會發(fā)生什么情況? 答：絕大多數(shù)射線粒子 ，少數(shù)射線粒子 ，極少數(shù)射線粒子 . 7 已知鈉的極限頻率為6．00×1014Hz，今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子的發(fā)射光譜照射鈉，試通過計算說明，氫光譜中有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)?