(北京专用)2019版高考物理一轮复习 第十六章 原子结构与原子核 第1讲 原子结构
高考物理一轮复习原子结构和原子核全章训练(含解析)新人教版
高考物理一轮复习原子结构和原子核全章训练（含解析）新人教版李仕才考纲要求：原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期；放射性同位素；核力、核反应方程；结合能、质量亏损；裂变反应和聚变反应、裂变反应堆；放射性的防护；氢原子光谱；氢原子的能级结构、能级公式；（全部要求为Ⅰ级）。
一、原子的核式结构模型1.汤姆生的“枣糕”模型（1）1897年汤姆生发觉了电子，使人们认识到原子．．有复杂结构，掀开了研究原子的序幕． (2)“枣糕”模型：原子是一个球体，正电荷平均分布在整个球内，电子像枣糕里的枣子一样镶嵌在原子里．2.卢瑟福的核式结构模型（1）α粒子散射实验的结果：α粒子通过金箔时，绝大多数不发生偏转，仍沿原先的方向前进，但有少数发生大角度偏转，偏转的角度甚至大于900，有的几乎达到1800．（2）核式结构模型：在原子的中心有一个专门小的核，叫做原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．原子核所带的单位正电荷数等于核外的电子数，因此整个原子是呈电中性的．电子绕着核旋转所需的向心力确实是核对它的库伦引力．（3）从α粒子散射实验的数据估算出原子核核半径的数量级为10－15m，而原子半径的数量级为 10—10 m。
【例1】在卢瑟福的α粒子散射实验中，有少数α粒子发生大角度偏转，其缘故是（）A.原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个专门小的核上B.正电荷在原子中是平均分布的C.原子中存在着带负电的电子D.原子只能处于一系列不连续的能量状态中解析：α粒子散射实验中，有少数α粒子发生了较大偏转．这说明了这些α粒子受到专门大的库伦力，施力物体应是体积甚小的带电实体。
依照碰撞知识，我们明白只有质量专门小的轻球与质量专门大的物体发生碰撞时，较小的球才被弹回去，这说明被反弹回去的α粒子碰上了质量比它大得多的物质实体，即集中了全部质量和正电荷的原子核．答案：A【练习1】关于α粒子散射实验，下列说法中正确的是（）A．绝大多数α粒子通过重金属箔后，发生了角度不太大的偏转B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减少，电势能减少C．α粒子离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大D．对α粒子散射实验的数据进行分析，能够估算出原子核的大小解析：“由于原子核专门小，α粒子十分接近它的机会专门少，因此绝大多数α粒子差不多上仍按直线方向前进，只有极少数发生大角度的偏转”。
(北京专用)2020版高考物理总复习第十六章第1讲原子结构课件
解析 根据玻尔理论,氢原子的电子从n=2轨道跃迁到n=1轨道时要放 出一种特定频率的光子,故原子的能量减少,但电子在跃迁过程中,静 电力对其做正功,故电子的动能增加,故A正确。
深化拓展
考点一 原子结构的探究——α粒子散射实验结论分析
1.原子中有电子,但电子质量很小,不及α粒子质量的七千分之一,α粒子 碰到它,就像飞行的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显改 变。α粒子散射现象表明,原子内部非常空旷,带正电的部分体积很小,但 集中了几乎全部质量,当α粒子接近原子核时,就会受到很大的库仑斥力, 发生较大角度的偏转,由于原子核体积小,α粒子穿过金箔时接近原子核 的机会很小,所以只有少数α粒子发生大角度偏转。
解析 根据玻尔理论可知,氢原子辐射光子后,电子应从离核较远的轨
道跃迁到离核较近的轨道。跃迁过程中,电场力对电子做正功,故电势
能减小。根据经典物理理论可知,电子绕核做匀速圆周运动的向心力
由核对电子的库仑力提供,即 kre22
= mv2
r
,则Ek= m2v2
= ke2
2r
,电子的轨道半径
减小,其动能增大。由能量守恒定律可知,氢原子放出光子,辐射能量,
解析 氢原子在量子数较大的能级上时,具有的能量也较大,从n=3能
级跃迁到n=1能级时,放出光子,能量减小,故B对而A、D均错误。原
子处于较低能级时,电子绕核运动的轨道也较低,由k qr1q22 =m vr2 及Ek= 12 mv
2可知在低轨道上运动时电子的动能较大,故C错误。
2-2 已知氦离子(He+)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知 ( )
2.原子的核式结构 卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析,于1911年提出了原子的② 核式结构 学说: 在原子的中心有一个③ 很小的核 ,叫做原子核,原子的④ 全部 正电荷和⑤ 几乎所有 的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核 外空间绕核旋转。
2019届北京专版高考物理一轮复习专题十六原子物理与原子核物理讲义
5.(2017北京理综,23,18分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一
次α衰变。放射出的α粒子
(
4 2
He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分
别表示α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用
A Z
X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
(1
)ZA
X
A4 Z 2
Y
4 2
He
(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m v2 ,T= 2 R ,得
R
v
α粒子在磁场中运动周期T= 2 m
qB
环形电流大小I= q = q2B T 2 m
(3)由qvB=m v2 ,得v= qBR
R
m
设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒
Mv'-mv=0
答案 AD 设X、Y的电荷数分别为Z、Z',质量数分别为A、A',由质量数守恒和电荷数守恒有:
A+A'=4+3,2+3=A+4,Z+Z'=2+1,1+1=2+Z,可得A=1,A'=6,Z=0,Z'=3,故X是中子,Y是
A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外 B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外 C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里 D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里
答案 D 由静止的原子核发生β衰变后产生的新核和电子做匀速圆周运动的方向相反及原子
核衰变前后动量守恒得meve-m核v核=0,粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径r=
答案 B 本题考查核能的计算。聚变反应中的质量亏损为Δm=(2×2.013 6-3.015 0-1.008 7) u= 0.003 5 u,则释放的核能为ΔE=Δmc2=0.003 5×931 MeV≈3.3 MeV,B正确。 方法技巧 由质量亏损计算核能
2019版高考物理北京专用一轮作业：84_第1讲 原子结构
第1讲原子结构基础巩固1.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有( )A.1种B.2种C.3种D.4种2.(2017北京丰台一模,13)根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验,使极少数α粒子发生大角度偏转的作用力是( )A.原子核对α粒子的库仑引力B.原子核对α粒子的库仑斥力C.核外电子对α粒子的库仑引力D.核外电子对α粒子的库仑斥力3.(2017北京朝阳二模,13)根据玻尔的原子模型,一个氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时,该氢原子( )A.吸收光子,能量减小B.放出光子,能量减小C.放出光子,核外电子动能减小D.吸收光子,核外电子动能不变4.关于原子模型,下列说法错误的是( )A.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构B.卢瑟福完成的α粒子散射实验,说明了原子的“枣糕”模型是不正确的C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加5.氢原子能级如图所示。
大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光子,其中a光子是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的,b光子的频率大于a光子的频率,则b光子可能是( )A.从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的B.从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的C.从n=4能级向n=1能级跃迁时发出的D.从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的6.氢原子能级如图所示,一群原处于n=4能级的氢原子回到n=1能级的状态过程中( )A.放出三种频率不同的光子B.放出五种频率不同的光子C.放出的光子的最大能量为12.75 eV,最小能量是0.66 eVD.放出的光子能够使逸出功为13.0 eV 的金属发生光电效应综合提能1.每种原子都有自己的特征谱线,所以运用光谱分析可以鉴别物质和进行深入研究。
(北京专用)2020版高考物理总复习精练：第十六章第1讲原子结构精练(含解析)
第1讲 原子结构A组 基础巩固1.(2017丰台一模)根据卢瑟福提出的原子核式结构模型解释α粒子散射实验,使极少数α粒子发生大角度偏转的作用力是( )A.原子核对α粒子的库仑引力B.原子核对α粒子的库仑斥力C.核外电子对α粒子的库仑引力D.核外电子对α粒子的库仑斥力答案 B α粒子跟电子的碰撞过程动量守恒,因电子的质量远小于α粒子的,所以α粒子的速度变化很小,故电子不可能使α粒子发生大角度偏转。
因为原子核带正电而α粒子也带正电,故它们间的作用力是库仑斥力。
2.一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少答案 B 根据玻尔原子理论知,氢原子从高能级n=3向低能级n=2跃迁时,将以光子形式放出能量,放出光子后原子能量减少,故B选项正确。
3.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有( )A.1种B.2种C.3种D.4种答案 C 处于能级为n的大量氢原子向低能级跃迁能辐射光的种类为,所以处于n=3能级的大量氢原C2n子向低能级跃迁,辐射光的频率有=3种,故C项正确。
C234.关于原子模型,下列说法错误的是( )A.汤姆孙发现电子,表明原子具有核式结构B.卢瑟福完成的α粒子散射实验,说明了原子的“枣糕”模型是不正确的C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子总能量增加答案 A 汤姆孙发现电子,表明原子是有结构的,原子是可再分的,故A不正确;卢瑟福完成的α粒子散射实验,说明原子中有核结构存在,故说明“枣糕”模型是不正确的,B说法正确;氢原子核外电子从高能级向低能级跃迁时,辐射出光子,C说法正确;氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电场力做负功,电子动能减小,跃迁过程需要吸收光子,故总能量增加,D说法正确。
北京专用2019版高考物理一轮复习第十六章原子结构与原子核第2讲原子核检测
第2讲原子核基础巩固1.(2017北京海淀一模,13)核反应方程U n→Ba+Kr+n表示中子轰击U原子核可能发生的一种核反应,该核反应释放出的核能为ΔE。
关于这个核反应,下列说法中正确的是( )A.该反应属于核聚变B Ba中的X为146C Ba中含有56个中子D.该反应的质量亏损为2.(2017北京顺义二模,14)用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是( )A.电子B.质子C.正电子D.α粒子3.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子,同时放出一个γ光子。
已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4,普朗克常量为h,真空中的光速为c。
下列说法正确的是( )A.这个核反应是裂变反应B.这个反应的核反应方程是H H He+n+γC.辐射出的γ光子的能量E=(m3+m4-m1-m2)c2D.辐射出的γ光子在真空中的波长λ=4.下列表述正确的是( )A.He N O+X,X表示HeB H H He n是重核裂变的核反应方程C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关D.β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的5.对下列各原子核变化的方程,表述正确的是( )A.H H He n是核聚变反应B H H He n 是α衰变C Se Kr+e是核裂变反应D U n Xe Sr+n是β衰变6.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。
太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近( )A.1036 kgB.1018kgC.1013 kgD.109 kg综合提能1.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则( )A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里2.(2017北京东城一模,20)宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成,它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息,一直吸引着科学家的关注。
高三物理一轮复习优质课件1：13.3原子结构 原子核
3．原子核的衰变 (1)三种射线的比较：
种类
α射线
ห้องสมุดไป่ตู้组成
高速 氦核 流
带电荷量 质量 符号
_2_e 4mp
_42H__e_
β射线 γ射线
高速 光__子__流(高
电__子__流 频电磁波)
_－__e
0
mp 1 840
静止质量为零
①轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下， 绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道 是不连续的 。
②定态假设： 电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态， 因而具有不同的能量，即原子的能量是不连续的。 这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定 态中，原子是稳定的，不向外辐射能量。
③跃迁假设：
_－_01e_
γ
种类
α射线
β射线
速度
_0_.1__c
_0_._99_c_
在电磁场中 偏转 与α射线反向偏转
贯穿本领
最弱，用 较强，穿透几 纸能挡住 毫米的铝板
对空气的 电离作用
很___强_
较弱
γ射线 c
不偏转 最强，穿透 几厘米铅板
很___弱_
(2)半衰期：
①定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需
典型的裂变方程： 23952U＋10n―→8396Kr＋14546Ba＋310n
②轻核聚变： 定义：某些轻核结合成质量数较大的原子核的反应 过程。 特点： a.聚变过程放出大量的能量，平均每个核子放出的能 量，比裂变反应中每个核子放出的能量大3至4倍； b.聚变反应比裂变反应更剧烈； c.对环境污染较小；d.自然界中聚变反应原料丰富。
2019版高考物理一轮复习(北京卷B版)教师用书：专题十六 原子物理与原子核物理 PDF版含答案
解析㊀ ａ． 电子绕原子核做匀速圆周运动
Ｔ＝
２π 解得 Ｔ ＝ ｅ ｅ Ｉ＝ Ｔ ｅ２ Ｉ＝ ２π ｋ ｍｒ ３ １
ｍｒ ３ １ ｋ
电子绕原子核运动的等效电流
低能级跃迁，由于这种自发跃迁的随机性， 一个原子会有多种可 能的跃迁㊂ 若是一群原子处于激发态， 则各种可能跃迁都会发 生，所以我们会同时得到该原子的全部光谱线， 辐射出的光谱线 ｎ（ ｎ －１） 条数为Ｎ ＝ Ｃ ２ ㊂ ｎ ＝ ２
３． （ ２０１８ 北京房山二模，１４ ） 如图所示为氢原子的能级示意图， 大量氢原子处于 ｎ ＝ ３ 能级的激发态， 在向较低能级跃迁的过 程中向外发出光子， 用这些光照射逸出功为 ２． ２９ ｅＶ 的金属 钠，下列说法中正确的是 （㊀ ㊀ ）
Ａ． 释放光子的波长关系为 λ ｂ ＝ λ ａ ＋ λ ｃ Ｂ． 从 ｎ ＝ ３ 能级跃迁到 ｎ ＝ ２ 能级时，辐射的光子频率最小 能减小，氢原子的能量减小
１ ２ ｋｅ２ ｍｖ１ ＝ ２ ２ｒ １ 取无穷远处电势为零，距氢原子核为 ｒ １ 处的电势 ｅ φ＝ｋ ｒ１ 处于基态的氢原子的电子的电势能 Ｅ ｐ１ ＝ － ｅφ ＝ － ｋｅ２ ｒ１
所以，处于基态的氢原子的能量 Ｅ １ ＝ Ｅ ｋ１ ＋ Ｅ ｐ１ ＝ － 答案㊀ ａ． ｅ２ ２π ｋｅ２ ２ｒ １ ｋ ｋｅ２ ㊀ ｂ．－ ３ ２ｒ １ ｍｒ １
专题十六㊀ 原子物理与原子核物理
１４７ ㊀
专题十六 ㊀ 原子物理与原子核物理
对应学生用书起始页码 Ｐ２５１
考点一㊀ 原子物理
㊀ ㊀ 一 ㊁卢瑟福原子核式结构学说 １． α 粒子散射实验
实验装置 实验现象 绝大 多 数 α 粒 子 但少 数 α 粒 子 发 偏转，并且有极少 数 α 粒子的偏转 超过 了 ９０ʎ ， 有 的 到 １８０ʎ 甚 至 几 乎 达 实验结论
2019高考物理一轮复习专题十六原子物理与原子核物理课件
易错点拨 由干涉图样中条纹的宽度确定波长、折射率、频率的关系,易错点在于认为饱和电 流与光的频率有关而错选C选项。 评析 本题以光的双缝干涉图样为背景材料,综合考查双缝干涉、折射率、临界角、光电效应 规律和氢原子的能级跃迁,试题涉及内容多,知识覆盖面广,虽然难度适中,真正考查了学生的综 合应用能力。
re>r核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D项正 确。
考查点 衰变、动量守恒、匀速圆周运动。 思路点拨 衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力是洛伦兹 力。
4.(2014北京理综,14,6分,0.97)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个 中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( ) A.(m1+m2-m3)c B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 答案 C 此核反应方程为 11H 10 n 12 H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正 确。
2.(2015安徽理综,14,6分)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、 Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点 处的加速度方向正确的是 ( )
A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点 答案 C α粒子与重金属原子核带同种电荷,由于库仑力作用,α粒子在运动过程中发生偏转,由 牛顿第二定律可知,α粒子的加速度方向为其所受库仑力方向,指向轨迹弯曲方向的内侧,故图中 P点所示加速度方向正确,选项C正确。
2019版高考物理一轮复习第十六章原子结构与原子核第2讲原子核课件
验”并提出核式结构的原子模型
答案 C γ射线是高速光子流,A错误。α射线电离作用最强,B错误。 发现质子的核反应方程是 42 He 17 4 N 18O7 H11 ,C正确。卢瑟福最早用α射 线完成著名的“α粒子散射实验”并提出原子核式结构模型,D错误。
2.下列核反应方程的说法中正确的是 ( D )
答案 D 17 5 N 11 H 16C2 H42 e是原子核的人工转变方程,A错误 ; H11 H12 H32 e
+γ是核聚变方程, 92238TUh 92H034e是 α42 衰变方程,B、C均错误 He A; 42 l
27 13
P13 50 n10是原子核的人工转变方程,D正确。
④ 较强 (能穿透几毫米的铝 板)
⑥ 最强 (能穿透几厘米的铅 板)
2.分类
α衰变 : ZA X YZA +42 ⑦
H42 e
β衰变 : ZA X YZA +1 ⑧
e0
1
3.半衰期:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。半衰期由
原子核内部的因素决定,跟原子所处的⑩ 物理 、化学状态无关。
9 4
B e42
H e16 2 C 10
n
(查德威克)。
发现正电子的核反应方程:
③
。
2.重核裂变
重核裂变是重核分裂成④
中等质量
的核的反应过程,如 : 92 23 5U 10n
136 54
Xe 93 S08 r+1 0 10n。
由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为⑤ 链式 反
实质 氦核流 电子流 光子流
2.α衰变和β衰变的比较
【情景素材·教师备用】 三种射线的穿透能力
高考物理一轮复习(新人教版) 第16章 第3课时 原子核
第3课时原子核目标要求 1.了解天然放射现象及三种射线的性质。
2.了解原子核的衰变，掌握半衰期的概念，并会进行有关计算。
3.了解四种核反应类型，能根据质量数、电荷数守恒写出核反应方程。
4.认识原子核的结合能与比结合能，能进行有关核能的计算。
考点一原子核的衰变半衰期1.原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数。
2．天然放射现象放射性元素自发地发出射线的现象，首先由贝克勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构。
原子序数大于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于或等于83的，有的也能发出射线。
3．三种射线的比较名称构成符号电荷量质量电离能力贯穿本领α射线氦核42He＋2e 4 u最强最弱β射线电子0－1e－e11 837u较强较强γ射线光子γ00最弱最强4.原子核的衰变(1)衰变：原子核自发地放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)α衰变、β衰变衰变类型α衰变β衰变衰变方程M Z X→M－4Z－2Y＋42He M Z X→MZ＋1Y＋0－1e衰变实质2个质子和2个中子结合成一个整体射出中子转化为质子和电子211H＋210n→42He10n→11H＋0－1e匀强磁场中轨迹形状衰变规律电荷数守恒、质量数守恒(3)γ射线：γ射线经常是伴随着α衰变或β衰变同时产生的。
5．半衰期(1)公式：N 余＝N 原1()2t T ，m 余＝m 原1()2t T，式中t 为衰变时间，T 为半衰期。
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的外部条件(如温度、压强)和化学状态(如单质、化合物)无关(选填“有关”或“无关”)。
6．放射性同位素的应用与防护(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：放射治疗、培优、保鲜、做示踪原子等。
(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。
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深化拓展
考点一 原子结构的探究——α粒子 散射实验结论分析
考点二 氢原子能级跃迁的确定 考点三 应用玻尔理论综合分析氢原子
的能级、轨道和光谱问题
深化拓展
考点一 原子结构的探究——α粒子散射实验结论分 析
1.原子中有电子,但电子质量很小,不及α粒子质量的七千分之一,α粒子 碰到它,就像飞行的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显改 变。α粒子散射现象表明,原子内部非常空旷,带正电的部分体积很小,但 集中了几乎全部质量,当α粒子接近原子核时,就会受到很大的库仑斥力, 发生较大角度的偏转,由于原子核体积小,α粒子穿过金箔时接近原子核 的机会很小,所以只有少数α粒子发生大角度偏转。
【情景素材·教师备用】
2-1 已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量En=E1/n2,其中n=2,3,…。 用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电
A.对阴极射线的研究 B.天然放射现象的发现 C.α粒子散射实验 D.氢原子光谱的发现
答案 C 卢瑟福提出原子的核式结构模型的基础是α粒子散射实验。
2.如图所示为玻尔理论中氢原子能级图。当氢原子从n=4的激发态向
较低能级跃迁时,放出光子的能量可能是 ( B )
A.13.6 eV B.10.2 eV C.3.4 eV D.1.51 eV 答案 B 原子能级跃迁的时候放出的光子能量只能等于相应两能级 差。
4.根据玻尔理论,氢原子的电子由n=2轨道跃迁到n=1轨道 ( A )
A.原子的能量减少,电子的动能增加 B.原子的能量增加,电子的动能减少 C.原子要放出一系列频率不同的光子 D.原子要吸收某一频率的光子
答案 A 根据玻尔理论,氢原子的电子从n=2轨道跃迁到n=1轨道时要 放出一种特定频率的光子,故原子的能量减少,但电子在跃迁过程中,静 电力对其做正功,故电子的动能增加,故A正确。
3.能级跃迁的规律
(1)定态间的跃迁——满足能级差:hν=Em-En(m>n)。 (2)电离与电离能 电离态:n=∞,E=0。 电离能:使电子电离所需吸收的最小能量,如: 基态→电离态:E吸=0-(-13.6 eV)=13.6 eV n=2→电离态:E吸=0-E2=3.4 eV 如吸收能量足够大,克服电离能后,获得自由的电子还有动能。 (3)跃迁时电子动能、原子电势能与总能量变化:当轨道半径减小时,库 仑引力做正功,原子电势能减小,电子动能增大,原子总能量减小,反之,轨 道半径增大时,原子电势能增大,电子动能减小,原子总能量增大。
2.卢瑟福核式结构内容
原子 原子核带 几正 乎电 集中了原子全部质量
电子带负电,电子绕核运动
1-1 如图所示为卢瑟福和他的同事们做α粒子散射实验的装置示意图, 荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C三个位置时,关于观察到 的现象,
下列说法中正确的是 ( A )
A.相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B.相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数最少 C.相同时间内放在C位置时观察到屏上的闪光次数最少 D.放在C位置时观察不到屏上有闪光 答案 A 由α粒子散射实验的结果可知A正确,B、C、D均错。
较远 的轨道上运动的定态称为激发态。
3.光子的发射与接收
原子从一种定态(能量为E初)跃迁到另一种定态(能量为E终)时,它辐射或 吸收一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的 能级差 决定, 即hν=|E初-E终|。 若E初>E终,则 辐射 光子;若E初<E终,则 吸收 光子。
1.卢瑟福提出了原子的核式结构模型,这一模型建立的基础是 ( C )
第1讲 原子结构
知识梳理
一、卢瑟福核式结构学说
1.α粒子散射现象 绝大多数α粒子穿过金箔后仍能沿原来方向前进,少数α粒子发生了较 大角度的偏转,并且有① 极少数 α粒子偏转角超过了90°,有的甚至 被“撞了回来”,偏转角几乎达到180°。
2.原子的核式结构
卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析,于1911年提出了原子的② 核式结构 学说:
1-2 卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实验结
果的示意图是 ( D )
答案 D α粒子轰击金箔时,越靠近金原子核,偏转的角度越大,所 以A、B、C错误,D正确。
考点二 氢原子能级跃迁的确定
1.氢原子的能级图如图所示
2.氢原子的能级和轨道半径
①氢原子的能级公式:En=n 1 2 E1 (n=1,2,3,…),其中E1为基态能量,其数值为 E1=-13.6 eV。 ②氢原子的轨道半径公式:rn=n2r1 (n=1,2,3,…),其中r1为基态半径,又称玻 尔半径,其数值为r1=0.53×10-10 m。
3.按照玻尔理论,大量氢原子从n=3的激发态向低能级跃迁时,最多能向
外辐射 ( B )
A.2种不同频率的光子 B.3种不同频率的光子 C.4种不同频率的光子 D.5种不同频率的光子
答案 B 由n=3能级向n=2能级跃迁放出一种频率的光子,由n=3能级 向n=1能级跃迁放出一种频率的光子,由n=2能级向n=1能级跃迁放出一 种频率的光子,共三种,B正确。
2.氢原子能级
(1)能级:原子在各个定态时的⑥ 能量值 称为原子的能级。 (2)氢原子的能级公式和轨道半径公式:
1
En=⑦ n 2
E1,E1=-13.6 eV
rn=⑧ n2 r1,r1=0.53 A (3)基态:在正常状态下,原子处于⑨ 最低能的定态称为基态。
(4)激发态:原子吸收能量后从基态跃迁到较高能级,这时电子在离核⑩
在原子的中心有一个③ 很小的核 ,叫做原子核,原子的④ 全部 正电荷和⑤ 几乎所有 的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核 外空间绕核旋转。
1.玻尔假说的内容
(1)轨道量子化:原子核外电子的可能轨道是某些① 分立 的数值。 (2)能量状态量子化:原子只能处于与轨道量子化对应的② 不连续 的能量状态中,在这些状态中,原子是③ 稳定 的,不辐射能量。 (3)跃迁假说:原子从一个能级向另一个能级跃迁时,吸收(或辐射)一定 频率的光子,光子能量E=④ hν =⑤ Em-En 。