第4章 原子结构 单元综合提升-【金版新学案】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义教师用书（教科版2019）

单元综合提升 (上海高考真题)卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析，提出了原子内部存在(　　) A．电子　　B．中子　　C．质子　　D．原子核 答案：D 解析：卢瑟福在α粒子散射实验中观察到绝大多数α粒子穿过金箔后几乎不改变运动方向，少数的α粒子发生了较大的偏转，极少数α粒子甚至被“弹”回来，说明在原子的中央存在一个体积很小的带正电的物质，将其称为原子核。故选项D正确。 　教科版P77 1909年，卢瑟福和他的助手盖革(H.W.Geiger)、马斯登(E.Marsder)用α粒子轰击金箔，研究α粒子散射的情况，其实验装置如图所示。α粒子源封装在铅盒中，铅盒壁上有一个小孔，α粒子可以从小孔中射出，打到前方的金箔中心。探测器可以绕着金箔中心点做圆周运动，从α粒子源到探测器之间是真空的。 被金箔向各个方向散射的α粒子打在探测器上时会发出荧光，从而被探测到。沿圆周移动探测器，就可以探测α粒子在各个方向上的散射情况。 　本题是以卢瑟福的α粒子散射实验为情景设计问题，与教材P77卢瑟福的α粒子散射实验为同源情景，考查α粒子散射实验的实验结论。 针对练．如图所示，α粒子散射实验中，移动显微镜M分别在a、b、c、d四个位置观察，则(　　) A．在a处能观察到少量α粒子 B．在b处能观察到大量α粒子 C．在c处不能观察到任何粒子 D．在d处能观察到α粒子 答案：D 解析：α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，得到的结果是绝大多数的α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向继续前进，有少数的α粒子运动轨迹发生了较大角度的偏转，极少数的α粒子偏转的角度甚至大于90°，而在该实验中，用显微镜观察到的实际上是α粒子，在c处可以观察到很少的发生较大角度偏转的α粒子，在d处则能观察到几乎被反弹回来的α粒子，故只有选项D正确。 (2022·重庆高考真题)如图为氢原子的能级示意图。已知蓝光光子的能量范围为2.53 eV～ 2.76 eV，紫光光子的能量范围为2.76 eV～ 3.10 eV。若使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则激发氢原子的光子能量为(　　 ) A．10.20 eV B．12.09 eV C．12.75 eV D．13.06 eV 答案：C 解析：由题知使处于基态的氢原子被激发后，可辐射蓝光，不辐射紫光，则由蓝光光子能量范围可知氢原子从n＝4能级向低能级跃迁可辐射蓝光，不辐射紫光(即从n＝4跃迁到n＝2辐射蓝光)，则需激发氢原子到n＝4能级，则激发氢原子的光子能量为ΔE＝E4－E1＝ 12.75 eV，故选C。 　教科版P90　自我评价T5 如图所示为氢原子最低的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B处于激发态E3，问： (1)原子A、B各自可能辐射出多少种频率的光子？ (2)原子B能够吸收原子A发出的光子并从基态跃迁到能级E4吗？为什么？ 　本题以玻尔氢原子能级为情景设计问题，与教材P90自我评价T5为同源情景，重点考查氢原子能级跃迁问题。 针对练．(多选)(2023·山东青岛期中)如图是氢原子的能级图，一群处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时可辐射出3种频率的光子。下列给出的不同光子能量的入射光，可以让处于该激发态的氢原子电离的是(　　) A．0.66 eV B．0.85 eV C．3.40 eV D．13.6 eV 答案：CD 解析：由题意，一群处于某激发态的氢原子向低能级跃迁时可辐射出3种频率的光子，则可知，这群氢原子处于n＝3能级，而要使处于该能级的氢原子发生电离，则所吸收的光子的能量必须大于或等于该能级能量的绝对值，即必须大于或等于1.51 eV，选项C、D正确。 学生用书↓第94页 1．(2023·四川绵阳三台中学期末)关于α粒子散射实验的下述说法中正确的是(　　) A．实验表明原子的中心有一个很大的核，它占有原子体积的绝大部分 B．实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷 C．实验表明原子核是由质子和中子组成的 D．该实验证实了J.J.汤姆孙原子模型的正确性 答案：B 解析：α粒子散射实验表明原子的中心有个很小的核，集中了原子的全部正电荷，占有原子体积的极小部分，否定了J.J.汤姆孙的原子模型，但是该实验不能表明原子核是由质子和中子组成的，故只有选项B正确。 [易错分析]　不能很好区分原子的核式结构模型与原子的枣糕模型 核式结构模型 枣糕模型 原子内部是非常空旷的，全部正电荷及几乎全部质量集中在一个很小的核里 原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内 电子绕核高速旋转 电子镶嵌在原子球体内，并分布在一些特定的同心圆环或球壳上 2.关于光谱和光谱分析，下列说法错误的是(　　) A．发射光谱包括连续光谱和明线光谱 B．太阳光谱是连续光谱，氢光谱是线状谱 C．明线光谱和吸收光谱都可用作光谱分析 D．光谱分析可以帮助人们发现新元素 答案：B 解析：光谱分为发射光谱和吸收光谱，发射光谱分为连续光谱和明线光谱，选项A正确；太阳光谱中有暗线，是吸收光谱，氢光谱是线状谱，选项B错误；明线光谱和吸收光谱都可用作光谱分析，选项C正确；光谱分析可以精确分析物质中所含元素，可以帮助人们发现新元素，选项D正确。 [易错分析]　不能区分线状谱和连续谱 线状谱 连续谱 形状特征 一条条分立的谱线 连在一起的光带 组成 某些特定频率的谱线，不同的元素线状谱线不同 一切波长的光都有 应用 可用于光谱分析 不能用于光谱分析 3.(2023·吉林长春外国语学校月考)如图所示为氢原子能级的示意图，根据玻尔理论，下列说法正确的是(　　) A．处于基态的氢原子，吸收14 eV能量后不能发生电离 B．处于n＝4能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，辐射光的波长最长的是n＝4能级到n＝1能级 C．一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁最多可以放出2种光子 D．用动能为12.3 eV的电子射向一群处于基态的氢原子，原子不能跃迁到n＝2的能级 答案：C 解析：处于基态的氢原子，吸收14 eV能量后可以发生电离，选项A错误；处于n＝4能级的大量氢原子，向低能级跃迁时，能辐射出C＝6种不同频率的光子，由ε＝hν＝h可知，从n＝4到n＝1能级跃迁产生的光子能量最大，光的波长最短，选项B错误；一个处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁最多可以放出3－1＝2种光子，选项C正确；由题意，E2－E1＝10.20 eV<12.3 eV，用动能为12.3 eV的电子去碰撞处于基态的氢原子，能使部分氢原子跃迁到n＝2能级，选项D错误。 [易错分析]　不明确跃迁与电离两种情况下吸收能量的差异导致出错。解答此类问题需掌握两条规律：(1)氢原子吸收光子的能量大于或等于所处能级的能量的绝对值就能发生电离。(2)不发生电离情况下，氢原子跃迁时，吸收(或放出)光子的能量必须等于两能级的能量差。 4.(2023·河南商丘联考)我国“北斗三号”采用的是星载氢原子钟，该钟数百万年甚至一千万年才有1 s误差。其精度比“北斗二号”的星载铷原子钟提高了一个数量级。如图所示为氢原子能级图，则下列说法正确的是(　　) A．氢原子可以自发地从低能级向高能级跃迁 B．基态氢原子处于能量最高的稳定状态 C．一个氢原子处于n＝3能级的激发态，跃迁到基态最多能发出2种不同频率的光 D．从n＝4能级向n＝3能级跃迁，向外辐射光子的能量为2.36 eV 答案：C 解析：根据玻尔理论可知，氢原子吸收光子的能量后可以从低能级向高能级跃迁，氢原子不能够自发地从低能级向高能级跃迁，选项A错误；基态氢原子处于能量最低的稳定状态，选项B错误；一个氢原子处于n＝3能级的激发态，跃迁到基态最多能发出3－1＝2种不同频率的光，选项C正确；从n＝4能级向n＝3能级跃迁，向外辐射光子的能量为－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，选项D错误。 [易错分析]　不能区分“一群氢原子”与“一个氢原子”辐射光频率的种类不同。一群氢原子处于量子数为n的激发态，可能辐射出的光谱线条数为N＝C＝。一个氢原子处于量子数为n的激发态，最多能发出(n－1)种不同频率的光。 学科网（北京）股份有限公司 $$