2019物理同步新一线教科选修3-5（课件+讲义+精练）：第二章原子结构 (共15份打包)

原子结构 专题一 三种原子模型的对比 实验基础 结构差异 成功和局限 “枣糕”模型 电子的发现 带正电物质均匀分布在原子内，电子镶嵌其中 解释了一些实验事实，无法解释α粒子散射实验 核式结构模型 α粒子散射实验 全部正电荷和几乎全部质量集中在核里，电子绕核旋转 成功解释了α粒子散射实验，无法解释原子的稳定性与原子光谱的分立特征 玻尔的原子模型 氢原子光谱的研究 在核式结构模型基础上，引入量子化观点 成功解释了氢原子光谱，无法解释较复杂的原子光谱 [例1]　α粒子的质量大约是电子质量的7 300倍，如果α粒子以速度v跟电子发生弹性正碰(假设电子原来是静止的)，则碰撞后α粒子的速度变化了多少？ [解析]　设电子质量为m，碰后α粒子速度为v1，电子速度为v2，由弹性正碰中动量和能量守恒有 mv22， ×7 300mv12＋×7 300mv2＝ 7 300mv＝7 300mv1＋mv2， 解得v1＝v。 v＝ 因此碰撞后α粒子速度减少了Δv＝v－v1＝v。 [答案]　v 专题二 氢原子能级跃迁的有关计算 [例2]　原子可以从原子间的碰撞中获得能量，从而发生能级跃迁(在碰撞中，动能损失最大的是完全非弹性碰撞)。一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰。 (1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)? (2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离，则氢原子的初动能至少为多少？ [解析]　(1)设运动氢原子的速度为v0，完全非弹性碰撞后两者的速度为v，损失的动能ΔE被基态氢原子吸收。 若ΔE＝10.2 eV，则基态氢原子可由n＝1跃迁到n＝2。 由动量守恒和能量守恒有： mv0＝2mv① mv2＋ΔE②mv2＋mv02＝ mv02＝Ek③ Ek＝13.6 eV④ 解①②③④得， ΔE＝mv02＝6.8 eV。 × 因为ΔE＝6.8 eV<10.2 eV，所以不能使基态氢原子发生跃迁。 (2)若使基态氢原子电离，则 ΔE＝13.6 eV 代入①②③得Ek＝27.2 eV。 [答案]　(1)不能　(2)27.2 eV (时间：90分钟　满分：100分) 一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～7小题只有一个选项正确，第8～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分) 1．原子的核式结构学说，是卢瑟福根据以下哪个实验现象提出来的(　　) A．光的衍射实验　　　　 B．氢原子光谱实验 C．α粒子散射实验 D．阴极射线实验 解析：选C　卢瑟福根据α粒子散射实验的现象分析出原子内部是十分空旷的，并提出了原子的核式结构模型。选项C正确。 2．关于α粒子的散射实验解释有下列几种说法，其中错误的是(　　) A．从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小 B．极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在 C．原子核带的正电荷数等于它的原子序数 D．绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中正电荷是均匀分布的 解析：选D　从α粒子的散射实验数据，可以估计出原子核的大小，A正确。极少数α粒子发生大角度的散射的事实，表明原子中有一个质量很大而体积很小的带正电的核存在，B正确。由实验数据可知原子核带的正电荷数等于它的原子序数，C正确。绝大多数α粒子穿过金箔后仍沿原方向前进，表明原子中是比较空旷的，D错误。 3．根据玻尔的原子模型，氢原子核外电子在n＝1和n＝3的轨道上运动时，其运动的(　　) A．速度大小之比为3∶1 B．轨道半径之比为1∶4 C．周期之比为1∶8 D．动能之比为8∶1 解析：选A　玻尔的原子理论表明：氢原子核外电子绕核做圆周运动，其向心力由原子核对它的库仑引力提供。由rn＝n2r1，得r1∶r3＝1∶9，B错误。由，得T1∶T3＝1∶27，C错误。 ＝，得v1∶v3＝3∶1，A正确。由电子绕核做圆周运动的周期Tn＝，Ek1∶Ek3＝9∶1，D错误。由电子运动的速度大小vn＝e ，得电子在某条轨道上运动时，电子运动的动能为Ekn＝＝ 4．如图甲所示为氢原子的能级，图乙为氢原子的光谱。已知谱线a是氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光，则谱线b是氢原子(　　) A．从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光 B．从n＝5的能级跃迁到n＝2的能级时的辐射光 C．从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时的辐射光 D．从n＝2的能级跃迁到n＝1的能级时的辐射光 解析：选B　从氢原子光谱上可以看出谱线a、b相邻且波长λb<λa，则谱线b光子的频率大于谱线a光子的频率，产生谱线b的能级差仅大于产生谱线a的能级差，