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1、教育资源 教育资源 章末总结 一、对 粒子散射实验及核式结构模型的理解 1实验结果： 粒子穿过金箔后，绝大多数粒子仍沿原来的方向前进；少数粒子有较大 角度的偏转；极少数粒子的偏转角度超过90 ，有的甚至被弹回，偏转角达到180 . 2核式结构学说： 在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都 集中在原子核内，电子绕核运动 3原子核的组成与尺度 (1)原子核的组成：由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数 (2)原子核的大小：实验确定的原子核半径的数量级为10 15 m，而原子的半径的数量级是 10 10 m，因而原子内部十分“空旷” 例 1(多选 )关于 粒子
2、散射实验现象的分析，下列说法正确的是() A绝大多数粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，使粒子受力平衡 B绝大多数粒子沿原方向运动，说明这些粒子未受到明显的力的作用，说明原子内大 部分空间是空的 C极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比粒子大得多的粒子在原子 内分布空间很小 D极少数粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对粒子的吸引力很大 答案BC 二、玻尔氢原子理论 1氢原子的半径公式 rnn 2r 1(n1,2,3， )，其中 r1为基态半径，又称玻尔半径， r1 0.53 10 10 m. 2氢原子的能级公式 氢原子的能级公式：En 1 n 2E1(n1,2,3， )
3、，其中 E1为基态能量，E1 13.6 eV. 3氢原子的能级图(如图 1 所示 ) 图 1 (1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态 定态 (2)横线左端的数字“1,2,3，”表示量子数，右端的数字“13.6， 3.4，”表示氢原子 的能级 (3)相邻横线间的距离表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小 (4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为h EmEn(mn) 例 2如图 2 为氢原子能级示意图的一部分，则氢原子() 教育资源 教育资源 图 2 A从 n4 能级跃迁到n3 能级比从 n3 能级跃迁到n2 能级辐射出电磁波的波长长 B从 n5 能级跃迁到
4、n1 能级比从 n5 能级跃迁到n4 能级辐射出电磁波的速度大 C处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是一样的 D从高能级向低能级跃迁时，氢原子核一定向外放出能量 答案A 解析氢原子从高能级跃迁到低能级辐射一定频率的光子EmEnh ，能级差值越大，辐 射光子的频率越大，波长越短，E4E3E3 E2，A 项正确；辐射出的电磁波速度一样大，B 项错误；处在不同能级时，核外电子出现的概率不一样，C 项错误；氢原子由高能级向低能 级跃迁时氢原子一定放出能量，而不是氢原子核，D 项错误 例 3(多选 )如图 3 所示是氢原子能级示意图的一部分，则下列说法正确的是() 图 3 A用波长为600 nm
5、的 X 射线照射，可以使稳定的氢原子电离 B用能量是10.2 eV 的光子可以激发处于基态的氢原子 C用能量是2.5 eV 的光子入射，可以使基态的氢原子激发 D用能量是11.0 eV 的外来电子，可以使处于基态的氢原子激发 答案BD 解析“稳定的氢原子”指处于基态的氢原子，要使其电离， 光子的能量必须大于或等于 13.6 eV，而波长为 600 nm 的 X 射线的能量为Ehc 6.6310 34 3.010 8 60010 91.61019 eV 2.07 eV13.6 eV ，A 错误因 EE2E1(3.4 eV)(13.6 eV)10.2 eV，故 10.2 eV 的光子可以使氢原子从
6、基态跃迁到n2 的激发态， B 正确； 2.5 eV 的光子能量不等于任何其 他能级与基态的能级差，因此不能使氢原子发生跃迁，C 错误；外来电子可以将10.2 eV 的 能量传递给氢原子，使它激发，外来电子还剩余11.0 eV10.2 eV0.8 eV 的能量， D 正确 使原子能级跃迁的两种粒子 光子与实物粒子： (1)原子若是吸收光子的能量而被激发，则光子的能量必须等于两能级间的能量差，否则不被 吸收 不存在激发到n 能级时能量有余，而激发到n1 时能量不足， 则可激发到n能级的问 题； (2)原子还可吸收外来实物粒子(例如：自由电子)的能量而被激发，由于实物粒子的动能可部 教育资源 教育
7、资源 分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于两能级间的能量差，就可使原子发生能级跃 迁 1(对核式结构模型的理解)在 粒子散射实验中，当粒子最接近金原子核时，下列说法正 确的是 () A动能最小 B电势能最小 C粒子和金原子核组成的系统的能量最小 D加速度最小 答案A 解析在 粒子散射实验中， 当 粒子接近金原子核时，金原子核对粒子的作用力是斥力， 对 粒子做负功，电势能增加，动能减小，当粒子离金原子核最近时，它们之间的库仑力 最大， 粒子的加速度最大、动能最小由于受到的金原子核外电子的作用相对较小，与金 原子核对粒子的库仑力相比，可以忽略，因此只有库仑力做功，所以机械能和电势能整体 上是
8、守恒的，故系统的能量可以认为不变综上所述，正确选项应为A. 2(对氢原子能级跃迁的理解)如图 4所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照 射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原 子的单色光的光子能量为() 图 4 A13.6 eV B 12.09 eV C10.2 eV D3.4 eV 答案B 解析受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，说明激发的氢原子处于第3 能级， 则照射氢原子的单色光的光子能量为EE3E112.09 eV，故 B 正确 3(原子的能级跃迁和电离问题)(多选 )如图 5 所示为氢原子的能级图，已知可见光的光子能 量范
9、围约为1.623.11 eV，镁板的逸出功为5.9 eV，以下说法正确的是() 图 5 A用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射镁板一定不能产生光电效应现象 教育资源 教育资源 B用能量为11.0 eV 的自由电子轰击处于基态的氢原子，可使其跃迁到激发态 C处于 n2 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 D处于 n4 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 答案BD 解析能让镁板产生光电效应，入射光子的能量要大于或等于镁板的逸出功5.9 eV，由能级 图可知，从n2 跃迁到 n1 所释放光子的能量为10.2 eV，大于 5.9 eV，选项 A 错误；由 于
10、电子的能量11.0 eV 大于 10.2 eV，可使基态的氢原子跃迁到n2 的能级上，选项B 正确； 紫外线光子的能量是大于3.11 eV 的能量，欲让处于n2 能级的氢原子电离，至少需要吸收 3.4 eV 的能量，故不能吸收任意频率的紫外线使氢原子电离，选项C 错误；欲让处于n4 能级的氢原子电离，至少需要吸收0.85 eV 的能量，小于3.11 eV，选项 D 正确 4(氢原子的能级跃迁)(2019 江苏三模 )已知氢原子基态能量为E1，激发态能量为 En E1 n 2(n 2,3， )，普朗克常量为h，光速为c，则氢原子从n4 向 n2 跃迁时发出光的波长 为；若此光恰好使某金属产生光电
11、效应，一群处于n4 能级的氢原子发出的光中， 共有种频率的光能使该金属产生光电效应 答案 16hc 3E1 4 解析氢原子从n4 能级跃迁到n2 能级时，放出的光子的能量为h E4E2，则频率 E4E2 h E1 4 2 E1 2 2 h 3E1 16h ，该光的波长： c 16hc 3E1 ；一群处于n 4 能级的氢原子，当 它们向低能级跃迁时所释放的光子中，还有 n4n1，n3n1，n2n 1的光子能 量大于从n 4向 n2 跃迁时放出的光子的能量，即大于该金属的逸出功，则上述各种频率 的光子中使该金属产生光电效应的光子共有4 种 5(氢原子的能级跃迁)一群氢原子处于量子数n4 的能级状态
12、，氢原子的能级图如图6 所 示，则： 图 6 (1)氢原子可能发射几种频率的光子？ (2)氢原子由n4 能级跃迁到n 2 能级时辐射光子的能量是多少电子伏？ 教育资源 教育资源 (3)用 (2)中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光 电子的最大初动能是多少电子伏？ 金属 铯钙 镁 钛 逸出功 W0/eV 1.92.73.74.1 答案(1)6 种(2)2.55 eV(3)铯0.65 eV 解析(1)可能发射6 种频率的光子 (2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为EE4E2，代入数据得E2.55 eV. (3)E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属时才能发生光电效应根据爱因斯坦的光电 效应方程可得光电子的最大初动能为Ekm EW0 代入数据得， Ekm0.65 eV.
