2015_2016高中物理第3章第34节氢原子光谱原子的能级结构学案粤教版选修3_5+2015_2016高中物理第3章第4节热力学第二定律学案粤教版选修3_3.docx

2015_2016高中物理第3章第34节氢原子光谱原子的能级结构学案粤教版选修3_5第三节氢原子光谱 第四节原子的能级结构1原子的气体通电后可以发光并产生固定不变的光谱，这种光谱被称为原子光谱2每种原子都有自己特定的原子光谱，不同的原子，其原子光谱不同，因而原子光谱被称为原子的指纹3人们把一系列符合巴耳末公式的光谱线称为巴耳末系，其公式为，n3，4，5，4由于氢原子光谱是分立的，因此我们猜想原子内部的能量也是不连续的，并把此能量称为原子的能级5氢原子的能级公式为En，n1，2，3，其中E113.6_eV，这个最低能级对应的状态称为基态，其他状态称为激发态6处于激发态的氢原子是不稳定的，它会向较低的能级跃迁，跃迁时释放出来的能量以光子的形式向外辐射，辐射出来的能量等于两能级间的能量差1(多选)关于玻尔原子理论的基本假设，下列说法中正确的是(AB)A原子中的电子绕原子核做圆周运动，库仑力提供向心力B电子绕核运动的轨道半径只能取某些特定的值，而不是任意的C原子的能量包括电子的动能和势能，电子动能可取任意值，势能只能取某些分立值D电子由一条轨道跃迁到另一条轨道上时，辐射(或吸收)的光子频率等于电子绕核运动的频率解析：由玻尔理论知，A、B正确；因电子轨道是量子化的，所以原子的能量也是量子化的，C错误；电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量，原子辐射的能量与电子绕核运动无关，D错误2大量氢原子从n5的激发态，向低能级跃迁时，产生的光谱线条数是(D)A4条 B6条 C8条 D10条解析：由题意可知，当大量氢原子从n5能级跃迁时，有C2510条光谱线产生3下列物质产生的光谱是线状谱的是(D)A炽热的钢水B发亮的白炽灯C炽热的高压气体D固体或液体汽化成稀薄气体后发光解析：炽热的固体、液体和高压气体产生的光谱是连续谱4(多选)关于玻尔的原子模型，下述说法中正确的有(BD)A它彻底否定了卢瑟福的核式结构学说B它发展了卢瑟福的核式结构学说C它完全抛弃了经典的电磁理论D它引入了普朗克的量子理论解析：玻尔的原子模型在核式结构模型的前提下提出轨道量子化、能量量子化及能级跃迁，故A错误、B正确，它的成功就在于引入了量子化理论，缺点是被过多引入的经典力学所困，故C错误、D正确5一群氢原子处于同一较高的激发态，它们向较低激发态或基态跃迁的过程中(B)A可能吸收一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条暗线B可能发出一系列频率不同的光子，形成光谱中的若干条亮线C只吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线D只发出频率一定的光子，形成光谱中的一条亮线解析：当原子由高能级向低能级跃迁时，原子将发出光子，由于不只是两个特定能级之间的跃迁，所以它可以发出一系列频率的光子，形成光谱中的若干条亮线6(多选)有关原子光谱，下列说法正确的是(BD)A原子光谱不能反映原子结构特征B氢原子光谱跟氧原子光谱是不同的C太阳光谱是连续谱D鉴别物质的成分可以采用光谱分析解析：不同的原子发出的谱线不相同，每一种原子都有自己的特征谱线，利用光谱分析可以用来确定元素，原子光谱可以间接反映原子结构的特征，故B、D正确，A错误太阳光谱是不连续的，故C不正确7氢原子的能级图如图所示欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，则该氢原子需要吸收的能量至少是(A)A13.60 eV B10.20 eVC0.54 eV D27.20 eV解析：要使氢原子变成氢离子，是使氢原子由低能级向高能级跃迁，需要吸收的能量大于等于EEnE10(13.60) eV13.60 eV，选项A满足题意8根据玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是(C)A若氢原子由能量为En的定态向低能级跃迁，则氢原子要辐射的光子能量为hEnB电子沿某一轨道绕核运动，若圆周运动的频率为，则其发光的频率也是C一个氢原子中的电子从一个半径为ra的轨道自发地直接跃迁到另一半径为rb的轨道，已知ra>rb，则此过程原子要辐射某一频率的光子D氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁解析：原子由能量为En的定态向低能级跃迁时，辐射的光子能量等于能级差，与En不相等，故A错；电子沿某一轨道绕核运动，处于某一定态，不向外辐射能量，故B错；电子由半径大的轨道跃迁到半径小的轨道，能级降低，因而要辐射某一频率的光子，故C正确；原子吸收光子后能量增加，能级升高，故D错9氢原子部分能级的示意图如图所示，不同色光的光子能量如下表所示：色光红橙黄绿蓝靛紫光子能量范围(eV)1.612002.002072.072142.142532.532762.76310处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为(A)A红、蓝靛 B黄、绿C红、紫 D蓝靛、紫解析：本题意在考查考生对氢原子能级的理解，并能正确结合电磁波谱解决氢原子跃迁的能级问题由七种色光的光子的不同能量可知，可见光光子的能量范围在1.613.10 eV，故可能是由第4能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E10.85 eV(3.40)eV2.55 eV，即蓝靛光；也可能是氢原子由第3能级向第2能级跃迁过程中所辐射的光子，E21.51 eV(3.40)eV1.89 eV，即红光10如图所示为氢原子最低的四个能级，当氢原子在这些能级间跃迁时(1)有可能放出几种不同能量的光子？(2)在哪两个能级间跃迁时，所发出的光子波长最长？波长是多少？解析：(1)由N，可得N6种；(2)氢原子由第四能级向第三能级跃迁时，能级差最小，辐射的光子能量最小，波长最长，根据hE4E30.85(1.51) eV0.66 eV， m1.88×m. 答案：(1)6(2)第四能级向第三能级1.88×m2015_2016高中物理第3章第4节热力学第二定律学案粤教版选修3_3第三章热力学基础第四节热力学第二定律1通过自然界中客观过程的方向性，了解热力学第二定律2了解热力学第二定律的两种不同表述，以及两种表述的物理实质3了解什么是第二类永动机，知道为什么它不能制成4了解热力学第二定律的微观实质5了解熵是反映系统无序程度的物理量1自然界发生的过程一定遵守热力学第一定律，但遵守热力学第一定律的过程不一定能发生，因为它不能说明自然界过程进行的方向，热力学第二定律就是反映自然界过程进行方向和条件的定律2热传导过程中，热量会自发地从高温物体传递给低温物体，但人们从来没有发现热量自发地从低温物体传给高温物体，这说明热传导过程具有方向性，要想使热量从低温物体传给高温物体，必须借助外界的作用3机械能和内能的转化过程具有方向性，机械能转化为内能是可以自发进行的，而相反过程不能自发进行，要将内能全部转化为机械能，必然会引起其他影响4第二类永动机不可能制成，它是指从单一热源吸热全部用来对外做功又不引起其他变化，把得到的内能全部转化为机械能，效率达到100%的热机5热力学第二定律常见的有两种表述，克劳修斯的表述是按照热传导的方向性表述的，开尔文的表述是按照机械能与内能转化过程的方向性表述的，两种表述是等价的6从微观看，热力学第二定律表明：与热现象有关的自发的宏观过程，总是朝着分子热运动状态无序性增加的方向，即熵增大的方向进行的1(多选)关于热传导的方向性，下列说法正确的是(AC)A热量能自发地由高温物体传给低温物体B热量能自发地由低温物体传给高温物体C在一定条件下，热量也可以从低温物体传给高温物体D热量不可能从低温物体传给高温物体解析：在有外力做功的情况下，热量可以从低温物体传给高温物体，但热量只能自发地从高温物体传给低温物体2(多选)下列说法中正确的是(AC)A一切涉及热现象的宏观过程都具有方向性B一切不违反能量守恒与转化定律的物理过程都是可能实现的C由热力学第二定律可以判断物理过程能否自发进行D一切物理过程都不可能自发地进行解析：能量转移和转化的过程都是具有方向性的，A对第二类永动机不违背能量守恒定律，但是不能实现，B错在热传递的过程中，能量可以自发地从高温物体传到低温物体，但其逆过程不可能自发地进行，C对、D错3下列说法正确的是(C)A热力学第二定律否定了以特殊方式利用能量的可能性B电流流过导体转化为内能，反过来，可将内能收集起来，再转化成相同大小的电流C可以做成一种热机，由热源吸取一定的热量而对外做功D冰可以熔化成水，水也可以结成冰，这个现象违背了热力学第二定律解析：热力学第二定律说明了一切与热现象有关的宏观过程都是有方向性的，但并没有否认以特殊方式利用能量的可能性，故A错；功和内能的转化具有方向性，其逆过程是不可能自发实现的，故B错；冰熔化成水，水结成冰，伴随着能量的转移，不是自发进行的，没有违背热力学第二定律4根据热力学第二定律，下列判断不正确的是(A)A电流的能不可能全部变为内能B在火力发电机中，燃气的内能不可能全部变为电能C热机中，燃气内能不可能全部变为机械能D在热传导中，热量不可能自发地从低温物体传递给高温物体解析：根据热力学第二定律可知，凡与热现象有关的宏观过程都具有方向性，电流的能可全部变为内能(由焦耳定律可知)，而内能不可能全部变成电流的能，而不产生其他影响机械能可全部变为内能，而内能不可能全部变成机械能在热传导中，热量只能自发地从高温物体传递给低温物体，而不能自发地从低温物体传递给高温物体5(多选)关于制冷机制冷过程的说法中，正确的是(BD)A此过程违反了热力学第二定律B此过程没有违反热力学第二定律C此过程违反了能量守恒定律D此过程没有违反能量守恒定律解析：制冷机可以从低温物体吸收热量传给高温物体，但必须消耗电能热力学第二定律并不否认热量可从低温物体传给高温物体，关键是“不产生其他影响”，A错误、B正确任何物理过程都不违反能量守恒定律，C错误、D正确6(多选)下列说法正确的是(BD)A第二类永动机和第一类永动机一样，都违背了能量守恒定律B第二类永动机违背了能量转化的方向性C自然界中的能量是守恒的，所以不用节约能源D自然界中的能量尽管是守恒的，但有的能量便于利用，有的不便于利用，故要节约能源解析：第一类永动机违背了能量守恒定律；第二类永动机违背了能量转化的方向性，故B、D选项正确7(多选)下列关于熵的说法中正确的是(AC)A熵是热力学中的一个状态量B熵是热力学中的一个过程量C熵值越大，无序程度越大D熵值越小，无序程度越大解析：熵值越大，无序程度越大，而熵是状态量8关于热力学定律和分子动理论，下列说法中正确的是(B)A我们可以利用高科技手段，将流散到周围环境中的内能重新收集起来加以利用而不引起其他变化B利用浅层海水和深层海水之间的温度差制造一种热机，将海水的一部分内能转化为机械能，这在原理上是可行的C在分子力作用范围内，分子力总是随分子间距离的增大而减小D温度升高时，物体中每个分子的运动速率都将增大解析：由热力学第二定律可知，A错误、B正确；由分子间作用力与分子间距的关系可知，C项错误；温度升高时，物体中分子平均动能增大，但并不是每个分子的动能都增大，即并不是每个分子的运动速率都增大，故D项错误9(多选)如图为电冰箱的工作原理示意图压缩机工作时，强迫制冷剂在冰箱内外的管道中不断循环在蒸发器中制冷剂汽化吸收箱体内的热量，经过冷凝器时制冷剂液化，放出热量到箱体外下列说法正确的是(BC)A热量可以自发地从冰箱内传到冰箱外B电冰箱的制冷系统能够不断地把冰箱内的热量传到外界，是因为其消耗了电能C电冰箱的工作原理不违反热力学第一定律D电冰箱的工作原理违反热力学第一定律解析：热力学第一定律是热现象中内能与其他形式能的转化规律，是能量守恒定律的具体表现，适用于所有的热现象，故C正确、D错误；根据热力学第二定律，热量不能自发地从低温物体传到高温物体，必须借助于其他系统做功，A错误、B正确，故选B、C.10关于空调机，下列说法不正确的是(D)A制冷空调机工作时，热量从低温物体传到高温物体B制暖空调机工作时，热量从高温物体传到低温物体C冷暖空调机工作时，热量既可以从低温物体传到高温物体，也可以从高温物体传到低温物体D冷暖空调机工作时，热量只能从低温物体传到高温物体解析：空调机工作时，热量可以从低温物体传到高温物体，因为这里有外界做功11