2019-2020学年高中物理第18章原子结构学案新人教版选修3-5【共5套35页】.pdf

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1、本套资源目录 2019_2020学年高中物理第18章1电子的发现学案新人教版选修3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章 2 原子的核式结构模型学案新人教版选修 3_5 2019_2020学年高中物理第18章3氢原子光谱学案新人教版选修3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章 4 玻尔的原子模型学案新人教版选修 3_5 2019_2020 学年高中物理第 18 章章末复习课学案新人教版选修 3_5 1 电子的发现 学习目标 1.知道阴极射线的概念，了解电子的发现过程(重点)2.知道电子是原子的组成部分(重点)3.知道电子的电荷量及其他电荷与电子电荷量的关系(重点、难点)

2、一、阴极射线 1实验装置 真空玻璃管、阴极、阳极和感应圈 2实验现象 感应圈产生的高电压加在两极之间，玻璃管壁上发出 B(A.阴极射线 B荧光)3阴极射线 荧光是由于玻璃受到阴极发出的某种射线的撞击而引起的，这种射线命名为阴极射线 二、电子的发现 1汤姆孙的探究方法及结论(1)根据阴极射线在电场和磁场中的偏转情况断定，它的本质是带负电的粒子流，并求出了这种粒子的比荷(2)换用不同材料的阴极做实验，所得比荷的数值都相同，是氢离子比荷的近两千倍(3)结论：阴极射线粒子带负电，其电荷量的大小与氢离子大致相同，而质量比氢离子小得多，后来组成阴极射线的粒子被称为电子 2汤姆孙的进一步研究 汤姆孙又进一步

3、研究了许多新现象，证明了电子是原子的组成部分，是比原子更基本的物质单元 3电子的电荷量及电荷量子化(1)电子电荷量：1910 年前后由密立根通过著名的 油滴实验 得出，电子电荷的现代值为e1.6021019 C.(2)电荷是量子化的，即任何带电体的电荷只能是e的整数倍(3)电子的质量：me9.109 389 71031 kg，质子质量与电子质量的比mpme1 836.1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)阴极射线是由真空玻璃管中的感应圈发出的()(2)阴极射线撞击玻璃管壁会发出荧光()(3)阴极射线实际上是高速运动的电子流()(4)电子的电荷量是汤姆孙首先精确测定的()2阴极射线管中加

4、高电压的作用是()A使管内的气体电离 B使阴极发出阴极射线 C使管内障碍物的电势升高 D使管内产生强电场，电场力做功使电子加速 解析 在阴极射线管中，阴极射线是由阴极处于炽热状态而发射出的电子流，B 错误；阴极发射出的电子流通过高电压加速后，获得较高的能量，与玻璃壁发生撞击而产生荧光，故 A、C 错，D 正确 答案 D 3(多选)关于电荷的电荷量下列说法正确的是()A电子的电荷量是由密立根油滴实验测得的 B物体所带电荷量可以是任意值 C物体所带电荷量最小值为 1.61019 C D物体所带的电荷量都是元电荷的整数倍 解析 密立根的油滴实验测出了电子的电荷量为 1.61019 C，并提出了电荷量

5、子化的观点，因而 A 对，B 错，C 对；任何物体的电荷量都是e的整数倍，故 D 对 答案 ACD 对阴极射线的理解 1对阴极射线本质的认识两种观点(1)电磁波说，代表人物赫兹，他认为这种射线是一种电磁辐射(2)粒子说，代表人物汤姆孙，他认为这种射线是一种带电粒子流 2阴极射线带电性质的判断方法(1)方法一：在阴极射线所经区域加上电场，通过打在荧光屏上的亮点的变化和电场的情况确定带电的性质(2)方法二：在阴极射线所经区域加一磁场，根据亮点位置的变化和左手定则确定带电的性质 3实验结果 根据阴极射线在电场中和磁场中的偏转情况，判断出阴极射线是粒子流，并且带负电 【例 1】(多选)英国物理学家汤姆

6、孙通过对阴极射线的实验研究发现()A阴极射线在电场中偏向正极板一侧 B阴极射线在磁场中受力情况跟正电荷受力情况相同 C不同材料所产生的阴极射线的比荷不同 D汤姆孙并未得出阴极射线粒子的电荷量 解析 阴极射线实质上就是高速电子流，所以在电场中偏向正极板一侧，选项 A 正确；由于电子带负电，所以其受力情况与正电荷不同，选项 B 错误；不同材料所产生的阴极射线都是电子流，所以它们的比荷是相同的，选项 C 错误；在汤姆孙实验证实阴极射线就是带负电的电子流时并未得出电子的电荷量，最早测量电子电荷量的是美国科学家密立根，选项 D正确 答案 AD 1关于阴极射线，下列说法正确的是()A阴极射线就是稀薄气体导

7、电时的辉光放电现象 B阴极射线是在真空管内由正极放出的电子流 C阴极射线是由德国物理学家戈德斯坦命名的 D阴极射线的比荷比氢原子的比荷小 解析 阴极射线是在真空管中由负极发出的电子流，故 AB 错误；最早由德国物理学家戈德斯坦在 1876 年提出并命名为阴极射线，故 C 正确；阴极射线本质是电子流，故其比荷比氢原子的比荷大得多，故 D 错误 答案 C 电子的发现及比荷的测定 1电子比荷(或电荷量)的测定方法 根据电场、磁场对电子的偏转测量比荷(或电荷量)，可按以下方法：(1)让电子通过正交的电磁场，如图(甲)所示，让其做匀速直线运动，根据二力平衡，即F洛F电(BqvqE)得到电子的运动速度vE

8、B.甲(2)在其他条件不变的情况下，撤去电场，如图(乙)所示，保留磁场让电子在磁场中运动，由洛伦兹力提供向心力，即Bqvmv2r，根据轨迹偏转情况，由几何知识求出其半径r，则由qvBmv2r得qmvBrEB2r.乙 2密立根油滴实验(1)装置 密立根实验的装置如图所示 两块水平放置的平行金属板A、B与电源相接，使上板带正电，下板带负电油滴从喷雾器喷出后，经上面金属板中间的小孔，落到两板之间的匀强电场中 大多数油滴在经过喷雾器喷嘴时，因摩擦而带负电，油滴在电场力、重力和空气阻力的作用下下降观察者可在强光照射下，借助显微镜进行观察(2)方法 两板间的电势差、两板间的距离都可以直接测得，从而确定极板

9、间的电场强度E.但是由于油滴太小，其质量很难直接测出 密立根通过测量油滴在空气中下落的终极速度来测量油滴的质量没加电场时，由于空气的黏性，油滴所受的重力大小很快就等于空气给油滴的摩擦力而使油滴匀速下落，可测得速度v1.再加一足够强的电场，使油滴做竖直向上的运动，在油滴以速度v2匀速运动时，油滴所受的静电力与重力、阻力平衡 根据空气阻力遵循的规律，即可求得油滴所带的电荷量(3)结论 带电油滴的电荷量都等于某个最小电荷量的整数倍，从而证实了电荷是量子化的，并求得了其最小值即电子所带的电荷量e.【例 2】如图所示为汤姆孙用来测定电子比荷的装置当极板P和P间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O点处

10、，形成一个亮点；加上偏转电压U后，亮点偏离到O点，O点到O点的竖直距离为d，水平距离可忽略不计；此时在P与P之间的区域里再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场，调节磁感应强度，当其大小为B时，亮点重新回到O点已知极板水平方向长度为L1，极板间距为b，极板右端到荧光屏的距离为L2.(1)求打在荧光屏O点的电子速度的大小；(2)推导出电子比荷的表达式 解析(1)电子在正交的匀强电场和匀强磁场中做匀速直线运动，有BevEeUbe，得vUBb 即打到荧光屏O点的电子速度的大小为UBb.(2)由d12UebmL1v2UebmL1vL2v可得 em2dbv2UL1L12L22dUB2bL1L12L2.答案

11、(1)UBb(2)2dUB2bL1L12L2 巧妙运用电磁场测定电子比荷(1)当电子在复合场中做匀速直线运动时，qEqvB，可以测出电子速度的大小(2)电子在荧光屏上的落点到屏中心的距离等于电子在电场中的偏转位移与电子出电场到屏之间的倾斜直线运动偏转位移的和 2密立根油滴实验进一步证实了电子的存在，揭示了电荷的非连续性如图所示是密立根油滴实验的原理示意图，设小油滴的质量为m，调节两极板间的电势差U，当小油滴悬浮不动时，测出两极板间的距离为d.则可求出小油滴的电荷量q_.解析 由平衡条件得mgqUd，解得qmgdU.答案 mgdU 课 堂 小 结 知 识 脉 络 1.英国物理学家汤姆孙发现了电子

12、.2.组成阴极射线的粒子电子.3.密立根通过“油滴实验”精确测定了电子电荷量.1(多选)已知 X 射线的“光子”不带电，假设阴极射线像 X 射线一样，则下列说法正确的是()A阴极射线管内的高电压不能够对其加速而增加能量 B阴极射线通过偏转电场不会发生偏转 C阴极射线通过磁场方向一定不会发生改变 D阴极射线通过偏转电场能够改变方向 解析 因为 X 射线的“光子”不带电，故电场、磁场对 X 射线不产生作用力，故选项A、B、C 对 答案 ABC 2(多选)汤姆孙通过对阴极射线的探究，最终发现了电子，由此被称为“电子之父”，关于电子的说法正确的是()A任何物质中均有电子 B不同的物质中具有不同的电子

13、C不同物质中的电子是相同的 D电子质量是质子质量的 1 836 倍 解析 汤姆孙对不同材料的阴极发出的射线进行研究，发现均为同一种相同的粒子即电子，它的质量远小于质子的质量；由此可知 A、C 正确，B、D 错误 答案 AC 3(多选)关于电子的发现，下列叙述中正确的是()A电子的发现，说明原子是由电子和原子核组成的 B电子的发现，说明原子具有一定的结构 C电子是第一种被人类发现的微观粒子 D电子的发现，比较好地解释了物体的带电现象 解析 发现电子之前，人们认为原子是不可再分的最小粒子，电子的发现，说明原子有一定的结构，B 正确；电子是人类发现的第一种微观粒子，C 正确；物体带电的过程，就是电子

14、的得失和转移的过程，D 正确 答案 BCD 4(多选)如图所示，一只阴极射线管，左侧不断有电子射出，若在管的正下方放一通电直导线AB时，发现射线径迹向下偏转，则()A导线中的电流由A流向B B导线中的电流由B流向A C若要使电子束的径迹往上偏转，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D电子束的径迹与AB中的电流方向无关 解析 阴极射线的粒子是电子带负电，由左手定则判断管内磁场方向为垂直于纸面向里由安培定则判断AB中电流的方向由B流向A.A 项错误，B 项正确；电流方向改变，管内的磁场方向改变，电子的受力方向也改变，C 正确，D 错误 答案 BC 2 原子的核式结构模型 学习目标 1.了解 粒子散

15、射实验器材、实验原理和实验现象(重点)2.知道卢瑟福的原子核式结构模型的主要内容(重点、难点)3.了解卢瑟福的实验和科学方法，培养抽象思维能力(重点)一、粒子散射实验 1汤姆孙原子模型 汤姆孙于 1898 年提出了原子模型，他认为原子是一个球体，正电荷弥漫性地均匀分布在整个球体内，电子镶嵌在球中 2 粒子散射实验(1)实验装置：粒子源、金箔、放大镜和荧光屏(2)实验现象：绝大多数的 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进 少数 粒子发生了大角度的偏转 极少数 粒子的偏转角大于 90，甚至有极个别 粒子被反弹回来(3)实验意义：卢瑟福通过 粒子散射实验，否定了汤姆孙的原子模型，建立了核式结构模型 二、

16、卢瑟福的核式结构模型 1核式结构模型 1911 年由卢瑟福提出，在原子中心有一个很小的核，叫原子核它集中了原子全部的正电荷和几乎全部的质量，电子在核外空间运动 2原子核的电荷与尺度 1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)粒子散射实验中大多数 粒子发生了大角度偏转或反弹()(2)卢瑟福否定了汤姆孙模型，建立了原子核式结构模型()(3)原子的质量几乎全部集中在原子核上()(4)原子中所有正电荷都集中在原子核内()(5)核电荷数等于质子数，也等于中子数()2(多选)如图所示为卢瑟福和他的同事们做 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A、B、C、D四个位置时观察到的现象，下

17、述说法中正确的是()A放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数最多 B放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数只比A位置稍少些 C放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数要比A位置少很多 D放在C、D位置时，屏上观察不到闪光 解析 在卢瑟福 粒子散射实验中，粒子穿过金箔后，绝大多数 粒子仍沿原来的方向前进，故 A 正确；少数 粒子发生较大偏转，极少数 粒子偏转角度超过 90，极个别 粒子被反射回来，故 B、D 错误，C 正确 答案 AC 3卢瑟福 粒子散射实验的结果()A证实了质子的存在 B证实了原子核是由质子和中子组成的 C证实了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核

18、里 D说明了原子的正电荷均匀分布在整个原子中 解析 粒子散射实验说明原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子 答案 C 对 散射实验的理解 1装置 放射源、金箔、荧光屏等，如图所示 2现象及解释(1)绝大多数的 粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进大多数 粒子离金原子核较远(2)少数 粒子发生较大的偏转发生较大偏转的 粒子是由于离金原子核较近，库仑斥力较大(3)极少数 粒子偏转角度超过 90，有的几乎达到 180.正对或基本正对着金原子核入射的 粒子在库仑斥力作用下先减速至较小速度然后加速远离金原子核 3实验的注意事项(1)整个实验过程在真空中进

19、行(2)金箔需要做得很薄，粒子才能穿过(3)使用金箔的原因是金的延展性好，可以做得很薄另外一点就是金的原子序数大，粒子与金核间的库仑斥力大，偏转明显【例 1】在卢瑟福 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出的是其中两个 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中符合实验事实的是()解析 粒子与原子核相互排斥，运动轨迹与原子核越近，力越大，运动方向变化越明显，故只有 C 正确 答案 C 1分析 粒子散射实验中的现象时，应注意是“绝大多数”“少数”还是“极少数”粒子的行为.“大角度偏转”只是少数粒子的行为.2 粒子散射实验是得出原子核式结构模型的实验基础，对实验现象的分析是建立卢瑟福核

20、式结构模型的关键.通过对 粒子散射实验这一宏观探测，间接地构建出原子结构的微观图景.1(多选)关于 粒子散射实验，下列说法正确的是()A该实验在真空环境中进行 B带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动 C荧光屏上的闪光是散射的 粒子打在荧光屏上形成的 D荧光屏只有正对 粒子源发出的射线方向上才有闪光 解析 由于 粒子有很强的电离作用，其穿透能力很弱，所以该实验要在真空中进行，选项 A 正确；粒子打在荧光屏上会有闪光，为了观察大角度散射，带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动，选项 B、C 正确，选项 D 错误 答案 ABC 原子的核式结构模型与原子核的组成 1原子的核式结构

21、与原子的枣糕模型的根本区别 核式结构 枣糕模型 原子内部是非常空旷的，正电荷集中在一个很小的核里 原子是充满了正电荷的球体 电子绕核高速旋转 电子均匀嵌在原子球体内 2原子内的电荷关系：原子核的电荷数即核内质子数，与核外的电子数相等 3原子核的组成：原子核由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核的质子数 4 原子半径的数量级是 1010m，原子核半径的数量级是 1015m，两者相差 10 万倍之多【例 2】(多选)关于原子的核式结构学说，下列说法正确的是()A原子中绝大部分是“空”的，原子核很小 B电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力 C原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里 D原

22、子核的直径约是 1010 m 解析 由于原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，而原子核又很小，所以原子内绝大部分区域是“空”的，选项 A 正确，选项 C 错误；电子绕原子核的圆周运动是原子核与电子间的库仑力提供向心力，选项 B 正确；原子核半径的数量级是 1015 m，原子半径的数量级是 1010 m，选项 D 错误 答案 AB 2(多选)卢瑟福对 粒子散射实验的解释是()A使 粒子产生偏转的主要原因是原子中电子对 粒子的作用力 B使 粒子产生偏转的力是库仑力 C原子核很小，粒子接近它的机会很小，所以绝大多数的 粒子仍沿原来的方向前进 D能产生大角度偏转的 粒子是穿过原子时离原子核近

23、的 粒子 解析 原子核带正电，与 粒子之间存在库仑力，当 粒子靠近原子核时受库仑力而偏转，电子对它的影响可忽略，故 A 错，B 对；由于原子核非常小，绝大多数粒子经过时离核较远，因而运动方向几乎不变，只有离核很近的 粒子受到的库仑力较大，方向改变较多，故 C、D 对 答案 BCD 课 堂 小 结 1.粒子散射实验结果：绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数 粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于 90.2.原子结构模型：在原子的中心有一个很小的核叫原子核，原子的所有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核旋转.3.原子核由质子和中子组成，原子核

24、的电荷数等于原子核中的质子数.知 识 脉 络 1(多选)对 粒子散射实验装置的描述，你认为正确的有()A实验器材有放射源、金箔、带有荧光屏的放大镜 B金箔的厚度对实验无影响 C如果不用金箔改用铝箔，仍会发生散射现象 D实验装置放在空气中和真空中都可以 解析 若金箔的厚度过大，粒子穿过金箔时必然受较大的阻碍而影响实验效果，B错；若改用铝箔，铝核的质量仍远大于 粒子的质量，散射现象仍能发生，C 对；若放置在空气中，空气中的尘埃对 粒子的运动会产生影响，故 D 错 答案 AC 2当 粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是()A 粒子先受到原子核的斥力作用，后受原子核的引力的作用 B 粒

25、子一直受到原子核的斥力作用 C 粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用 D 粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小 解析 粒子与金原子核带同种电荷，两者相互排斥，故 A、C 错误，B 正确；粒子在靠近金原子核时斥力做负功，速度减小，远离时斥力做正功，速度增大，故 D 错误 答案 B 3在 粒子散射实验中，当在 粒子最接近原子核时，关于描述 粒子的有关物理量情况正确的是()A动能最大 B势能最小 C势能最大 D 粒子与金原子核组成的系统能量最小 解析 粒子和金原子核都带正电，库仑力表现为斥力，两者距离减小时，库仑力做负功，故 粒子动能减小，电势能增加，故 A、B 错误，C 正确；系统的能

26、量守恒，选项D 错误 答案 C 4.在卢瑟福的 粒子散射实验中，某一 粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图中实线所示图中P、Q为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨迹相切的直线，两虚线和轨迹将平面分为四个区域不考虑其他原子核对该 粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法中正确的是()A可能在区域 B可能在区域 C可能在区域 D可能在区域 解析 粒子带正电，原子核也带正电，对靠近它的 粒子产生斥力，故原子核不会在区域；如原子核在、区域，粒子会向区域偏；如原子核在区域，可能会出现题图所示的轨迹，故应选 A.答案 A 3 氢原子光谱 学习目标 1.了解光谱、连续谱和线状谱等概念(重点)2.知道氢原

27、子光谱的实验规律(重点)3.知道经典物理的困难在于无法解释原子的稳定性和光谱分立特征(难点)一、光谱 1定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱 2分类(1)线状谱：由一条条的亮线组成的光谱(2)连续谱：由连在一起的光带组成的光谱 3特征谱线 各种原子的发射光谱都是线状谱，且不同原子的亮线位置不同，故这些亮线称为原子的特征谱线 4光谱分析(1)定义：利用原子的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分(2)优点：灵敏度高 二、氢原子光谱分析 1氢原子光谱的实验规律(1)光谱研究的意义 许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的，因此光谱研究是探索原

28、子结构的重要途径(2)气体发光原理 气体放电：玻璃管中稀薄气体在强电场的作用下会电离，形成自由移动的正负电荷，于是气体变成导体，导电时会发光 氢光谱：从氢气放电管可以获得氢原子光谱(3)巴耳末公式 公式：1R1221n2(n3,4,5)意义：巴耳末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状光谱，即辐射波长的分立特征 2经典理论的困难(1)用经典(电磁)理论在解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征时遇到了困难(2)经典理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用来解释原子世界的现象 1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)各种原子的发射光谱都是连续谱()(2)不同原子的发光频率是不一样的()(3)线状谱和

29、连续谱都可以用来鉴别物质()(4)氢原子光谱是利用氢气放电管获得的()2(多选)对原子光谱，下列说法正确的是()A原子光谱是不连续的 B原子光谱是连续的 C由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 D各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 解析 原子光谱为线状谱，A 正确，B 错误；各种原子都有自己的特征谱线，故 C 错，D 对 答案 AD 3(多选)以下论断中正确的是()A按经典电磁理论，核外电子受原子核库仑引力，不能静止只能绕核运转，电子绕核加速运转，不断地向外辐射电磁波 B按经典理论，绕核运转的电子不断向外辐射能量，电子将逐渐接近原子核，最后落入原

30、子核内 C按照卢瑟福的核式结构理论，原子核外电子绕核旋转，原子是不稳定的，说明该理论不正确 D经典电磁理论可以很好地应用于宏观物体，但不能用于解释原子世界的现象 解析 卢瑟福的核式结构没有问题，主要问题出在经典电磁理论不能用来解释原子世界的现象 答案 ABD 光谱分类和光谱分析 1光谱的分类 2太阳光谱(1)太阳光谱的特点：在连续谱的背景上出现一些不连续的暗线，是一种吸收光谱(2)对太阳光谱的解释：阳光中含有各种颜色的光，但当阳光透过太阳的高层大气射向地球时，太阳高层大气中含有的元素会吸收它自己特征谱线的光，然后再向四面八方发射出去，到达地球的这些谱线看起来就暗了，这就形成了连续谱背景下的暗线

31、 3光谱分析(1)优点：灵敏度高，分析物质的最低含量达 1010 g.(2)应用：应用光谱分析发现新元素；鉴别物体的物质成分；研究太阳光谱时发现了太阳中存在钠、镁、铜、锌、镍等金属元素.应用光谱分析鉴定食品优劣【例 1】关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是()A太阳光谱和白炽灯光谱是线状谱 B霓虹灯和煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱是线状谱 C进行光谱分析时，可以利用线状谱，也可以利用连续谱 D观察月亮光谱，可以确定月亮的化学组成 解析 太阳光谱是吸收光谱，而月亮反射太阳光，也是吸收光谱，煤气灯火焰中钠蒸气产生的光谱属稀薄气体发光，是线状谱由于月亮反射太阳光，其光谱无法确定月亮的化学组成 答

32、案 B 1太阳光谱是吸收光谱，是阳光透过太阳的高层大气层时而形成的，不是地球大气造成的.2某种原子线状光谱中的亮线与其吸收光谱中的暗线是一一对应的，两者均可用来作光谱分析.1太阳光谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线，产生这些暗线是由于()A太阳表面大气中缺少相应的元素 B太阳内部缺少相应的元素 C太阳表面大气层中存在着相应元素 D地球表面大气层中存在着相应元素 解析 太阳是高温物体，它发出的白光通过温度较低的太阳大气层时，某些特定频率的光会被太阳大气层中的某些元素的原子吸收，从而使我们观察到的太阳光谱是吸收光谱，分析太阳的吸收光谱，可知太阳大气层的物质组成，因此，选项 C 正确，A、

33、B、D 错误 答案 C 氢原子光谱的规律和应用 1氢原子的光谱 从氢气放电管可以获得氢原子光谱，如图所示 2氢原子光谱的特点 在氢原子光谱图中的可见光区内，由右向左，相邻谱线间的距离越来越小，表现出明显的规律性 3巴耳末公式(1)巴耳末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了下面的公式：1R1221n2，n3,4,5，该公式称为巴耳末公式(2)公式中只能取n3 的整数，不能连续取值，波长是分立的值 4其他谱线 除了巴耳末系，氢原子光谱在红外和紫外光区的其他谱线，也都满足与巴耳末公式类似的关系式【例 2】(多选)巴耳末通过对氢原子光谱的研究总结出巴耳末公式1R1221n2，n3,4,5，对此，下列说法正

34、确的是()A巴耳末依据核式结构理论总结出巴耳末公式 B巴耳末公式反映了氢原子发光的连续性 C巴耳末依据氢光谱的分析总结出巴耳末公式 D巴耳末公式准确反映了氢原子发光的分立性，其波长的分立值并不是人为规定的 解析 巴耳末是利用当时已知的、在可见光区的四条谱线作了分析总结出的巴耳末公式，并不是依据核式结构理论总结出来的，巴耳末公式反映了氢原子发光的分立性，也就是氢原子实际只会发出若干特定频率的光，由此可知，选项 CD 正确 答案 CD 巴耳末公式的两点提醒(1)巴耳末公式反映氢原子发光的规律特征，不能描述其他原子(2)公式是在对可见光的四条谱线分析时总结出来的，在紫外光区的谱线也适用 2氢原子光谱

35、巴耳末系最短波长与最长波长之比为()A59 B49 C79 D29 解析 由巴耳末公式1R1221n2，n3,4,5得，当n时，波长最小，最小波长1满足11R122，当n3 时，波长最大，最大波长2满足12R122132，联立解得1259，选项 A 正确 答案 A 课 堂 小 结 1.光谱：用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按波长展开，获得光的波长(或频率)和强度分布的记录.2.线状谱：光谱是一条条的亮线.3.连续谱：光谱为连在一起的光带.4.各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的亮线位置不同，这些亮线称为原子的特征谱线.5.巴耳末公式：1R1221n2，n3,4,5 知 识 脉 络 1(多选)

36、白光通过棱镜后在屏上会形成按红、橙、黄、绿、蓝、靛、紫排列的连续谱线，下列说法正确的是()A棱镜使光谱加了颜色 B白光是由各种颜色的光组成的 C棱镜对各种颜色光的偏折不同 D发光物质发出了在可见光区的各种频率的光 解析 白光通过棱镜使各种颜色的光落在屏上的不同位置，说明棱镜对各种颜色的光偏折不同，形成的连续光谱按波长(或频率)排列，即白光是包括各种频率的光，光的颜色是由波长(或频率)决定，并非棱镜增加了颜色，B、C、D 正确，A 错误 答案 BCD 2(多选)下列说法中正确的是()A炽热的固体、液体和高压气体发出的光形成连续光谱 B各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线必定一一对应 C

37、气体发出的光只能产生明线光谱 D在一定条件下气体也可以产生连续光谱 解析 据连续光谱的产生知 A 正确；吸收光谱中的暗线和明线光谱中的明线相对应，但通常吸收光谱中看到的暗线要比明线光谱中的明线少，所以 B 不对；气体发光，若为高压气体则产生吸收光谱，若为稀薄气体则产生明线光谱，所以 C 错误，D 正确 答案 AD 3(多选)关于线状谱，下列说法中正确的是()A每种原子处在不同温度下发光的线状谱不同 B每种原子处在不同的物质中的线状谱相同 C每种原子在任何条件下发光的线状谱都相同 D两种不同的原子发光的线状谱可能相同 解析 每种原子都有自己的结构，只能发出由内部结构决定的自己的特征谱线，不会因温

38、度、物质不同而改变，B、C 正确 答案 BC 4(多选)关于经典电磁理论与原子的核式结构之间的关系，下列说法正确的是()A经典电磁理论很容易解释原子的稳定性 B经典电磁理论无法解释原子的稳定性 C根据经典电磁理论，电子绕原子核转动时，电子会不断释放能量，最后被吸附到原子核上 D根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的 解析 根据经典电磁理论，电子绕核运动产生变化的电磁场，向外辐射电磁波，电子转动能量减少，轨道半径不断减小，运动频率不断改变，因此大量原子发光的光谱应该是连续谱，最终电子落到原子核上，所以 A 错误，B、C、D 正确 答案 BCD 4 玻尔的原子模型 学习目标 1.知道玻尔原子理论基

39、本假设的主要内容(重点)2.了解能级、能级跃迁、能量量子化以及基态、激发态等概念(重点)3.掌握用玻尔原子理论简单解释氢原子模型(重点、难点)4.了解玻尔模型的不足之处及其原因 一、玻尔原子理论的基本假设 1玻尔原子模型(1)原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做圆周运动(2)电子绕核运动的轨道是量子化的(3)电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，且不产生电磁辐射 2定态 当电子在不同轨道上运动时，原子处于不同的状态，原子在不同的状态中具有不同的能量，即原子的能量是量子化的，这些量子化的能量值叫做能级，原子具有确定能量的稳定状态，称为定态能量最低的状态叫做基态，其他的能量状态叫做激发态 3跃迁

40、 当电子从能量较高的定态轨道(其能量记为Em)跃迁到能量较低的定态轨道(其能量记为En，mn)时，会放出能量为h的光子，该光子的能量hEmEn，这个式子被称为频率条件，又称辐射条件 二、玻尔理论对氢原子光谱的解释 1玻尔理论对氢光谱的解释(1)解释巴耳末公式 按照玻尔理论，从高能级跃迁到低能级时辐射的光子的能量为hEmEn.巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和之后所处的定态轨道的量子数n和 2.并且理论上的计算和实验测量的里德伯常量符合得很好(2)解释氢原子光谱的不连续性 原子从较高能级向低能级跃迁时放出光子的能量等于前后两个能级差，由于原子的能级是分立的，所以放出的光子的能量也是

41、分立的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线 2玻尔理论的局限性(1)成功之处 玻尔理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功解释了氢原子光谱的实验规律(2)局限性 保留了经典粒子的观念，把电子的运动仍然看做经典力学描述下的轨道运动(3)电子云 原子中的电子没有确定的坐标值，我们只能描述电子在某个位置出现概率的多少，把电子这种概率分布用疏密不同的点表示时，这种图像就像云雾一样分布在原子核周围，故称电子云 1思考判断(正确的打“”，错误的打“”)(1)电子吸收某种频率条件的光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态()(2)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁()(3)氢原子能级的

42、量子化是氢光谱不连续的成因()(4)玻尔理论能很好地解释氢光谱为什么是一些分立的亮线()(5)玻尔理论能成功地解释氢光谱()2(多选)玻尔在他提出的原子模型中所作的假设有()A原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做加速运动，但不向外辐射能量 B原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 C电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 D电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 解析 A、B、C 三项都是玻尔提出来的假设，其核心是原子定态概念的引入与能量跃迁学说的提出，也就是“量子化”的概念 原子的不同能量状态与电子绕

43、核运动时不同的圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合 原子辐射的能量与电子在某一可能轨道上绕核的运动无关 答案 ABC 3(多选)有关氢原子光谱的说法，正确的是()A氢原子的发射光谱是线状谱 B氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 解析 原子的发射光谱是原子跃迁时形成的，由于原子的能级是分立的，所以氢原子的发射光谱是线状谱，原子发出的光子的能量正好等于原子跃迁时的能级差，故氢原子只能发出特定频率的光，综上所述，选项 D 错，A、B、C 对 答案 ABC 玻尔原子模型的三条假设 1轨道量子化 轨道半径只能够是

44、一些不连续的、某些分立的数值 氢原子各条可能轨道上的半径rnn2r1(n1,2,3)，其中n是正整数，r1是离核最近的可能轨道的半径，r10.531010 m其余可能的轨道半径还有 0.212 nm、0.477 nm，不可能出现介于这些轨道半径之间的其他值这样的轨道形式称为轨道量子化 2能量量子化(1)电子在可能轨道上运动时，尽管是变速运动，但它并不释放能量，原子是稳定的，这样的状态也称之为定态(2)由于原子的可能状态(定态)是不连续的，具有的能量也是不连续的 这样的能量值，称为能级，能量最低的状态称为基态，其他的状态叫作激发态，对氢原子，以无穷远处为势能零点时，其能级公式En1n2E1(n1

45、,2,3)其中E1代表氢原子的基态的能级，即电子在离核最近的可能轨道上运动时原子的能量值，E113.6 eV.n是正整数，称为量子数量子数n越大，表示能级越高(3)原子的能量包括：原子的原子核与电子所具有的电势能和电子运动的动能 3跃迁 原子从一种定态(设能量为E2)跃迁到另一种定态(设能量为E1)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量差决定，高能级Em低能级En.可见，电子如果从一个轨道到另一个轨道，不是以螺旋线的形式改变半径大小的，而是从一个轨道上“跳跃”到另一个轨道上玻尔将这种现象叫做电子的跃迁【例 1】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至另

46、一半径为rb的轨道，已知rarb，则在此过程中()A原子发出一系列频率的光子 B原子要吸收一系列频率的光子 C原子要吸收某一频率的光子 D原子要辐射某一频率的光子 解析 因为是从高能级向低能级跃迁，所以应放出光子，故 B、C 错误；“直接”从一能级跃迁到另一能级，只对应某一能级差，故只能放出某一频率的光子，故 A 错误，D 正确 答案 D 解决玻尔原子模型问题的四个关键(1)电子绕核做圆周运动时，不向外辐射能量(2)原子辐射的能量与电子绕核运动无关，只由跃迁前后的两个能级差决定(3)处于基态的原子是稳定的，而处于激发态的原子是不稳定的(4)原子的能量与电子的轨道半径相对应，轨道半径大，原子的能

47、量大，轨道半径小，原子的能量小 1已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量EnE1n2，其中n2，3，用h表示谱朗克常量，c表示真空中的光速能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为()A4hc3E1 B2hcE1 C4hcE1 D9hcE1 解析 第一激发态是能量最低的激发态n2，依题意可知第一激发态能量为E2E14；电离是氢原子从第一激发态跃迁到最高能级n(n)的过程，需要吸收的最小光子能量为E0E2E14，由Ehc得：E14hc 所以能使氢原子从第一激发态电离的光子最大波长为4hcE1，故 C 选项正确 答案 C 氢原子的能级结构和跃迁问题的理解 1对能级图的理解(1)能级图中n称为量子

48、数，E1代表氢原子的基态能量，即量子数n1 时对应的能量，其值为13.6 eV.En代表电子在第n个轨道上运动时的能量(2)作能级图时，能级横线间的距离和相应的能级差相对应，能级差越大，间隔越宽，所以量子数越大，能级越密，竖直线的箭头表示原子跃迁方向，长度表示辐射光子能量的大小，n1 是原子的基态，n是原子电离时对应的状态 2能级跃迁 处于激发态的原子是不稳定的，它会自发地向较低能级跃迁，经过一次或几次跃迁到达基态所以一群氢原子处于量子数为n的激发态时，可能辐射出的光谱线条数为NC2nnn12.3光子的发射 原子由高能级向低能级跃迁时以光子的形式放出能量，发射光子的频率由下式决定 hEmEn(

49、Em、En是始末两个能级且mn)能级差越大，放出光子的频率就越高 4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，其光子的能量必须等于两能级的能量差，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分地被原子吸收，所以只要入射粒子的能量大于两能级的能量差值(EEnEk)，就可使原子发生能级跃迁【例 2】氢原子的能级图如图所示，已知可见光光子能量范围为 1.623.11 eV.下列说法正确的是()A处于n3 能级的氢原子可以吸收任意频率的紫

50、外线，并发生电离 B大量氢原子从高能级向n3 能级跃迁时，发出的光中一定包含可见光 C大量处于n2 能级的氢原子向基态跃迁时，发出的光子能量较大，有明显的热效应 D大量处于n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，只可能发出 3 种不同频率的光 解析 紫外线光子的能量一定大于可见光光子的能量，即一定大于 3.11 eV，而从第3 能级电离只需要 1.51 eV 能量，选项 A 正确；从高能级向第 3 能级跃迁时辐射光子的能量一定小于 1.51 eV，因此不含可见光，选项 B 错误；从第 2 能级的氢原子向基态跃迁，辐射光子的能量为 10.2 eV，是紫外线，只有红外线才有明显的热效应，选项 C 错误；