2019-2020年高中物理 第十八章 原子結構章末總結 新人教版選修3-5.doc

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2019-2020年高中物理 第十八章 原子結構章末總結 新人教版選修3-5 　 氫原子的能級圖如圖所示，已知可見光光子的能量范圍約為1.62 eV～3.11 eV，下列說法中不正確的是(　　) A．一個處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的可見光 B．大量氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時，產(chǎn)生的光具有顯著的熱效應 C．處于n＝3能級的氫原子吸收任意頻率的紫外線，一定能夠發(fā)生電離 D．處于n＝2能級的氫原子向n＝4能級躍遷時，核外電子的動能增大 【思路點撥】(1)根據(jù)計算出不同頻率光的種數(shù)． (2)紫外線的能量大于3.11 eV，判斷n＝3能級的氫原子吸收紫外線后，能量是否大于0，即可知是否電離． (3)紅外線有顯著的熱效應，根據(jù)氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時發(fā)出的光子能量判斷是否小于1.62 eV. 解析：根據(jù)＝6知，大量處于n＝4能級的氫原子向低能級躍遷時，可能發(fā)出6種不同頻率的光子．因為可見光的光子能量范圍約為1.62 eV～3.11 eV，滿足此范圍的有：n＝4到n＝2，n＝3到n＝2.所以可將有2種不同頻率的可見光．故A正確；氫原子從高能級向n＝3能級躍遷時發(fā)出的光子能量小于1.51 eV，小于可見光的頻率，有可能是紅外線，紅外線有顯著的熱效應．故B正確；紫外線的能量大于3.11 eV，n＝3能級的氫原子吸收紫外線后，能量大于0，所以氫原子發(fā)生電離．故C正確；氫原子的電子由n＝2能級的氫原子向n＝4能級躍遷時，軌道半徑增大，原子能量增大，吸收光子．根據(jù)知軌道半徑越大，動能越小，知電子的動能減小．故D錯誤． 答案：D 【小結】本題考查能級躍遷公式，不可見光與可見光的光子能量的大小關系，以及紅外線的熱效應特征，必須熟悉玻爾理論和電磁波的相關知識才能解決問題． ?針對訓練 1．氫原子能級的示意圖如圖所示，已知可見光的光子能量范圍1.62 eV～3.11 eV，則(C) A．氫原子從高能級向低能級躍遷時會吸收能量 B．氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷時會輻射出紫外線 C．處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝1的基態(tài)躍遷時，輻射出的光子頻率最大 D．大量氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝1的基態(tài)躍遷時，能發(fā)出三種頻率的光子 解析：氫原子從高能級躍遷到低能級，根據(jù)能量守恒，多余的能量將以光子的形式輻射出來，選項A錯．氫原子從高能級到低能級躍遷時輻射的光子能量等于能級差，所以氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷時會輻射光子能量E＝E4－E3＝0.66eV，根據(jù)光子能量E＝hν可判斷輻射的光子能量小于可見光，頻率比可見光低，所以輻射的光子為紅外線而不是紫外線，選項B錯．處于n＝4的激發(fā)態(tài)的氫原子從n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝1的基態(tài)躍遷時，輻射出的光子頻率數(shù)為C24＝6，選項D錯．其中頻率最大的是能級差最大的兩個能級之間躍遷而輻射出的即n＝4的激發(fā)態(tài)向n＝1的基態(tài)躍遷，選項C對． 題型二　光電效應、α粒子散射實驗、玻爾理論 (多選)下列說法正確的有(　　) A．如果用紫光照射某種金屬發(fā)生光電效應，改用綠光照射這種金屬一定發(fā)生光電效應 B．α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，這是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據(jù)之一 C．由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能減小，電勢能增大 D．玻爾理論的假設之一是原子能量的量子化 【思路點撥】(1)當入射光的頻率大于金屬的極限頻率，則可發(fā)生光電效應； (2)α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，這是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據(jù)之一； (3)由高能級向低能級躍遷，輻射光子，根據(jù)軌道半徑的變化判斷動能的變化，根據(jù)能量和動能的變化判斷電勢能的變化． 解析：如果用紫光照射某種金屬發(fā)生光電效應，知紫光的頻率大于金屬的極限頻率，由于綠光的頻率小于紫光的頻率，所以綠光照射不一定發(fā)生光電效應，故A不正確；α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉，這是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據(jù)之一，故B正確；由玻爾理論可知，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，能量減小，軌道半徑減小，根據(jù)k＝m知，電子的動能增大，由于能量等于電子動能和電勢能的總和，則電勢能減小，故C錯誤；玻爾理論的假設之一是原子能量的量子化，故D正確． 答案：BD 【小結】本題考查光電效應、α粒子散射實驗、能級的躍遷等基礎知識點，必須掌握光電效應產(chǎn)生條件與各種色光頻率的大小比較，熟悉α粒子散射實驗內(nèi)容，理解玻爾理論的內(nèi)涵． ?針對訓練 2．下列說法正確的是(C) A．湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子后猜想出原子內(nèi)的正電荷集中在很小的核內(nèi) B．用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大 C．根據(jù)玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，原子的電勢能減小 D．玻爾原子理論無法解釋較復雜原子的光譜現(xiàn)象，說明玻爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的 解析：湯姆孫在發(fā)現(xiàn)電子后提出了棗糕式原子模型．A錯；光電子的初動能與入射光的頻率有關，隨著入射光頻率增大而增大，用不可見光照射金屬不一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能大，比如紅外線照射金屬比用紅光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動能?。蔅錯誤；玻爾理論，氫原子的核外電子由較高能級躍遷到較低能級時，要釋放一定頻率的光子，同時電子的動能增大，原子的電勢能減小，且總能量減小，故C正確；玻爾原子理論無法解釋較復雜原子的光譜現(xiàn)象，只能解釋氫原子光譜，說明玻爾提出的原子定態(tài)概念仍有局限性．D錯． 題型三　波粒二象性、原子結構、玻爾理論，光電效應 (多選)下列說法正確的是(　　) A．光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性 B．湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子核有自身的結構 C. 一個氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，最多可放出2種不同頻率的光子 D．要使金屬發(fā)生光電效應，所照射光的頻率一定得到達到某一值 【思路點撥】(1)光電效應和康普頓效應都說明光具有粒子性； (2)湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子有復雜結構； (3)當入射光的頻率大于或等于極限頻率時，才能發(fā)生光電效應；根據(jù)數(shù)學組合C24可知，放出多少種頻率的光子，從而即可各項求解． 解析：光電效應說明光具有能量，康普頓效應說明光不僅有能量還有動量，能量和動量都是粒子的特征，因此光電效應和康普頓效應都證實了光具有粒子性．故A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，說明原子有自身的結構，故B錯誤；一個氫原子從n＝3的激發(fā)態(tài)向基態(tài)躍遷時，最多可放出3種不同頻率的光子，故C錯；要使金屬發(fā)生光電效應，所照射光的頻率一定達到某一值，故D正確． 答案：AD 【小結】本題考查波粒二象性；原子結構；玻爾理論、光電效應．知識跨度從第二章到第四章，綜合性較強，需熟悉課本中相關知識點才能解決本題． ?針對訓練 3．(多選)下列說法正確的是(BD) A．若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n＝3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應，則從激發(fā)態(tài)n＝2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子一定能使該金屬發(fā)生光電效應 B．盧瑟福用α粒子打擊金箔得出了原子的核式結構模型 C．玻爾的能級不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點，成功地解釋了原子光譜的實驗規(guī)律，和現(xiàn)代量子理論是一致的 D．光子除了具有能量外還具有動量 解析：因為從激發(fā)態(tài)n＝3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子的能量大于從激發(fā)態(tài)n＝2躍遷到基態(tài)放出的光子的能量，所以若氫原子核外電子從激發(fā)態(tài)n＝3躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子剛好能使某金屬發(fā)生光電效應，則從激發(fā)態(tài)n＝2躍遷到基態(tài)發(fā)出的光子不能使該金屬發(fā)生光電效應，選項A 錯誤；盧瑟福用α粒子打擊金箔得出了原子的核式結構模型，選項B 正確；玻爾的能級不連續(xù)和電子軌道不連續(xù)的觀點，成功地解釋了原子光譜的實驗規(guī)律，但和現(xiàn)代量子理論是不一致的，在現(xiàn)代量子力學中，玻爾理論中的電子軌道，只不過是電子出現(xiàn)機會最多的地方，選項C 錯；光子除了具有能量外還具有動量，選項D 正確．