教科版高中物理选修(3-5)第二章《原子结构》word滚动检测

第4节玻尔的原子模型__能级 (对应学生用书页码P26)一、波尔的原子结构理论(1)电子围绕原子核运动的轨道不是任意的，而是一系列分立的、特定的轨道，当电子在这些轨道上运动时，原子是稳定的，不向外辐射能量，也不吸收能量，这些状态称为定态。

(2)当原子中的电子从一定态跃迁到另一定态时，才发射或吸收一个光子，其光子的能量hν＝E n －E m ，其中E n 、E m 分别是原子的高能级和低能级。

(3)以上两点说明玻尔的原子结构模型主要是指轨道量子化和能量量子化。

[特别提醒] “跃迁”可以理解为电子从一种能量状态到另一种能量状态的瞬间过渡。

二、用玻尔的原子结构理论解释氢光谱1．玻尔的氢原子能级公式E n ＝E 1n2(n ＝1,2,3，…)，其中E 1＝－13.6 eV ，称基态。

2．玻尔的氢原子中电子轨道半径公式r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1＝0.53×10－10 m 。

3．玻尔理论对氢光谱解释按照玻尔理论，从理论上求出里德伯常量R H 的值，且与实验符合得很好。

同样，玻尔理论也很好地解释甚至预言了氢原子的其他谱线系。

三、玻尔原子结构理论的意义1．玻尔理论的成功之处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，成功地解释了氢原子光谱的实验规律。

2．玻尔理论的局限性不能说明谱线的强度和偏振情况；不能解释有两个以上电子的原子的复杂光谱。

1．判断：(1)玻尔的原子结构假说认为电子的轨道是量子化的。

( )(2)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。

( )(3)电子能吸收任意频率的光子发生跃迁。

( )(4)玻尔理论只能解释氢光谱的巴尔末系。

( )答案：(1)√ (2)√ (3)× (4)×2．思考：卢瑟福的原子模型与玻尔的原子模型有哪些相同点和不同点？提示：(1)相同点：①原子有带正电的核，原子质量几乎全部集中在核上。

教科版高中物理选修(3-5)第二章《原子结构》word滚动检测滚动检测(二) 原子结构(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(共8小题，共56分)1．如图1-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，发现射线的轨迹往下偏，则( )．图1A．导线中的电流由A流向B B．导线中的电流由B流向AC．若要使电子束的偏转往上偏，可以通过改变AB中的电流方向来实现 D．电子束的轨迹与AB中电流方向无关解析因为AB中通有电流，所以会在阴极射线管中产生磁场，电子受到洛伦兹力作用而发生偏转，由左手定则可知，阴极射线管中的磁场方向垂直于纸面向里，再根据安培定则可知，AB中的电流方向应是由B流向A，当AB中的电流方向变为由A向B，则AB上方的磁场方向变为垂直于纸面向外，电子所受洛伦兹力方向变为向上，电子束的轨迹会变为向上偏转．答案 BC2．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电的辉光放电现象 B．阴极射线是在真空管内由阴极发出的电子流 C．阴极射线是组成物体的原子D．阴极射线可以直线传播，也可被电场、磁场偏转解析阴极射线是在真空管中由阴极发出的电子流，B正确．电子是原子的组成部分，C错误．电子可被电场、磁场偏转，D正确．答案 BD3．氢原子部分能级示意图如图2-所示．不同色光的光子能量如下表所示．色光光子能量范围 (eV) 红 1.61 ～2.00 橙 2.00 ～2.07 黄 2.07 ～2.14 绿 2.14 ～2.53 蓝-靛 2.53 ～2.76 紫 2.76 ～3.10图2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．红、蓝-靛 C．红、紫B．黄、绿 D．蓝-靛、紫解析由题表可知处于可见光范围的光子的能量范围为1.61 eV～3.10 eV，处于某激发态的氢原子能级跃迁时：E3－E2＝(3.40－1.51) eV＝1.89 eV，此范围为红光．E4－E2＝(3.40－0.85) eV＝2.55 eV，此范围为蓝－靛光，故本题正确选项为A. 答案 A4．若在如图3所示的阴极射线管中部加竖直向上的电场，则应加什么方向的大小合适的磁场才能让阴极射线不偏转( )．图3A．竖直向上B．竖直向下C．垂直纸面向里 D．垂直纸面向外解析由阴极射线的电性及左手定则可判断D项正确．答案 D5．关于α粒子散射实验( )．A．绝大多数α粒子经过金箔后，发生了角度大的偏转 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，动能增加，电势能也增加D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算出原子核的大小解析由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍沿原方向前进．只有极少数发生大角度的偏转，从α粒子的散射实验的数据可以估算出原子核直径的大小约为10－15 m～10－14 m．由此可知A错、D正确；α粒子向金属核射去，如图所示．可知α粒子接近核时，克服电场力做功，所以其动能减少，电势能增加；当α粒子远离原子核时，电场力做正功，其动能增加，电势能减少，所以选项B、C都错．答案 D6．高速α粒子在重原子核电场作用下的散射现象如图4所示，实线表示α粒子运动的轨迹，虚线表示重核形成电场的等势面．设α粒子经过a、b、c三点时的速度大小分别为va、vb、vc，则其关系为( )．图4A．va＜vb＜vcB．vc＜vb＜vaC．vb＜va＜vc D．vc＜va＜vb解析α粒子和原子核都带正电相互排斥，当α粒子靠近原子核时，电场力做负功，α粒子动能减小，va＞vb，当α粒子远离原子核时电场力做正功，动能增加，vc＞vb.又因为从a到c的整个过程电场力对α粒子做正功，故va＜vc，所以vc＞va＞vb，选项C 正确．答案 C7．关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是( )．A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是α粒子受力平衡的结果B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电荷量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大解析在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子沿原方向前进，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的．故A 错、B对；极少数发生大角度偏转，说明受到金原子核明显力作用的空间在原子内很小，α粒子偏转，而金原子核未动，说明金原子核的质量和电荷量远大于α粒子的质量和电荷量，电子的质量远小于α粒子的质量，α粒子打在电子上，α粒子不会有明显偏转，故C对、D错．答案 BC8．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下列理解正确的是( )．A．与金原子核相距较远的α粒子，可能发生大角度偏转 B．与金原子核相距较近的α粒子，可能发生大角度偏转 C．α粒子与金原子核距离最近时，系统的能量最小D．α粒子与金原子核距离最近时，系统的电势能最大解析对α粒子散射现象，卢瑟福的核式结构学说作出了圆满的解释，并推算出了原子核的直径在10－14 m以下，只相当于原子半径的十万分之一．若把原子核看成直径为1 cm的小球，则原子相当于直径100 m的球体，α粒子穿过金箔时，只有少数α粒子可能离核较近，金原子核对α粒子的库仑力较大，使α粒子发生大角度偏转，故A错误、B正确．α粒子与金原子核之间的作用力是库仑斥力，在α粒子向金原子核靠近时，要克服库仑力做功，α粒子的动能减少，电势能增加；在α粒子远离金原子核时，库仑力对α粒子做功，α粒子的动能增加，电势能减少．α粒子与金原子核组成的系统总能量不变．它们距离最近时，系统的电势能最大，故C错、D对，故选B、D. 答案 BD二、非选择题(共4小题，共44分)9．(10分)卢瑟福提出的原子核式结构模型认为在原子的中心有一个很小的核．如果把原子看成半径为1000 m的大球，请你估算原子核半径的大小．解析由α粒子散射实验测出原子核的半径约为10－15 m，而原子的半径约为110－10 m，原子核的半径与原子的半径之比为105，由此知题中所说的原子核的1000半径约r核＝105 m＝1.0×10－2 m＝1 cm. 答案半径约1 cm10．(10分)用α粒子轰击金箔时，测得α粒子能接近金箔的最小距离为2.0×10－14m．金原子核的平均密度约为多少？(阿伏加德罗常数NA＝6×1023mol－1，金元素的摩尔质量M＝197 g・mol－1)解析可以把α粒子能接近金箔的最小距离看做金原子核的半径R，金原子44核的体积V＝3πR3＝3π×(2.0×10－14)3m3＝3.3×10－41m3，一个金原子的质量：M197×10m0－25m0＝＝kg，则金原子核的平均密度ρ＝＝23kg＝3.3×10NAV6×103.3×10－253163－41kg/m＝1×10kg/m.3.3×10答案1×1016kg/m311．(10分)密立根油滴实验原理之一是库仑力与重力平衡：用油雾器将油喷入两块相距为d的水平放置的平行极板之间．油在喷射撕裂成油滴时，一般都是带电的(有正负之分)，设油滴的质量为m，两极板间的电压为U，则油滴在－3感谢您的阅读，祝您生活愉快。

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玻尔的原子模型能级1氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图2－4－3所示．在具有下列能量的光子中,不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是（)图2－4－3A．40.8 eV B．43。

2 eV C．51。

0 eV D．54.4 eV 2大量氢原子从n＝5的激发态向低能级跃迁时，产生的光谱线数是（)A．4条B．10条C．6条D．8条3氢原子放出一个光子后,根据玻尔理论，氢原子的（)A．核外电子的电势能增大B．核外电子的动能增大C．核外电子的转动周期变大D．氢原子的能量增大4按照玻尔理论，下列关于氢原子的论述正确的是( ）A．第m个定态和第n个定态的轨道半径之比为r m∶r n＝m2∶n2B．第m个定态和第n个定态的能量之比为E m∶E n＝n2∶m2C．电子沿某一轨道绕核运动，若其圆周运动的频率是ν，则其发光频率也是νD．若氢原子处于能量为E的定态,其发光频率为ν＝错误!5μ子与氢原子核(质子)构成的原子称为μ氢原子，它在原子核物理的研究中有重要作用．图2－4－4为μ氢原子的能级示意图．假定光子能量为E的一束光照射容器中大量处于n＝2能级的μ氢原子,μ氢原子吸收光子后，发出频率为ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且频率依次增大,则E等于( )图2－4－4A．h（ν3－ν1) B．h(ν5＋ν6）C．hν3D．hν4 6根据玻尔理论，以下说法正确的是（）A．电子绕核运动有加速度就要向外辐射电磁波B．处于定态的原子，其电子做加速运动,但并不向外辐射能量C．原子内电子的可能轨道是不连续的D．原子能级跃迁时，辐射或吸收光子的能量取决于两个轨道的能量差7对玻尔理论的评论和议论,正确的是( ）A．玻尔理论的成功，说明经典电磁理论不适用于原子系统，也说明了电磁理论不适用于电子运动B．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的规律，为量子力学的建立奠定了基础C．玻尔理论的成功之处是引入量子观念D．玻尔理论的成功之处，是它保留了经典理论中的一些观点，如电子轨道的概念8（2009全国Ⅱ理综，18)氢原子的部分能级如图所示．已知可见光的光子能量在1。

第二章原子结构一、电子的发现教学目标1、了解人类认识物质组成的一个重要历史过程——电子的发现2、知道如何确定阴极射线粒子流的电荷的性质，知道如何确定电子的电荷量和质量，知道电子质量和电荷量的大小重点难点重点：阴极射线的研究、电子发现过程蕴含的科学方法难点：汤姆孙发现电子的理论推导设计思想本节由阴极射线和电子的发现两部分内容。

重点是电子的发现过程蕴含的科学方法。

首先通过实验说明阴极射线的存在，然后介绍英国物理学家J.J汤姆孙的两个实验来确定射线的带电性质，最后通过比荷的测定确认电子是原子的组成部分，原子并不是组成物质的最小微粒。

设计时注重物理史实的介绍和研究，突出前人研究的思路和方法。

但由于条件的限制，几乎不可能在课堂上还原相关的实验。

但教师应当通过适当的方式帮助学生理解实验的原理和方法，训练学生科学的思维品质。

教学资源多媒体课件教学设计【课堂引入】很早以来，人们一直认为构成物质的最小粒子是原子，原子是一种不可再分割的粒子。

这种认识一直统治了人类思想近两千年。

直到19世纪末，科学家对实验中的阴极射线深入研究时，发现了电子，使人类对微观世界有了新的认识。

电子的发现是19世纪末、20世纪初物理学三大发现之一。

【课堂学习】学习活动一：阴极射线的研究问题一：射线从何而来的？气体分子在高压电场下可以发生电离，使本来不带电的空气分子变成具有等量正、负电荷的带电粒子，使不导电的空气变成导体。

史料：1858年德国物理学家普吕克尔较早发现了气体导电时的辉光放电现象。

德国物理学家戈德斯坦研究辉光放电现象时认为这是从阴极发出的某种射线引起的。

所以他把这种未知射线称之为阴极射线。

问题二：射线是粒子还是电磁波？带电吗？对于阴极射线的本质，有大量的科学家作出大量的科学研究，主要形成了两种观点。

（1）电磁波说：代表人物，赫兹。

认为这种射线的本质是一种电磁波的传播过程。

（2）粒子说：代表人物，汤姆孙。

认为这种射线的本质是一种高速粒子流。

第二章原子结构单元质量评估(二)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题,1～9单选,10～12多选,每小题4分,共48分)1.下列说法不正确的是( )A.电子的发现表明原子核有复杂结构B.阴极射线的发现表明原子有复杂结构C.α粒子散射实验证明了原子的核式结构D.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的【解析】选A。

电子的发现说明电子是原子的组成部分,A错B对。

由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,C对。

氢原子光谱是明线光谱,说明氢原子的能量是分立的,D对。

故选A。

2.在α粒子轰击金箔发生大角度散射的过程中,下列说法正确的是( )A.α粒子一直受到金原子核的斥力作用B.α粒子的动能不断减小C.α粒子的电势能不断增大D.α粒子发生散射是与电子碰撞的结果【解析】选A。

α粒子在运动的过程中一直受到库仑力的作用,α粒子与原子核都带正电,因此它们之间始终是斥力,故A正确;在α粒子靠近原子核的过程中,库仑力做负功,动能减小,电势能增大,在远离原子核的过程中,库仑力做正功,动能增加,电势能减小,故B、C错;α粒子发生散射是原子核的库仑力作用的结果,故D错。

3.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是( )A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子核小【解析】选B。

阴极射线是原子受激发射出的电子流,故A、C错,B对;电子带电量与氢原子相同,但质量是氢原子的,故阴极射线的比荷比氢原子大,D错。

4.玻尔的原子模型解释原子的下列问题时,和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是( )A.电子绕核运动的向心力,就是电子与核间的静电引力B.电子只能在一些不连续的轨道上运动C.电子在不同轨道上运动的能量不同D.电子在不同轨道上运动时,静电引力不同【解析】选B。

选项A、C、D的内容在卢瑟福的核式结构学说中也有提及,而玻尔在他的基础上引入了量子学说,假设电子位于不连续的轨道上,故选B。

第二章原子结构1 电子对阴极射线的理解1．关于阴极射线的性质，判断正确的是( ) A．阴极射线带负电B．阴极射线带正电C．阴极射线的比荷比氢原子比荷大D．阴极射线的比荷比氢原子比荷小答案AC解析通过让阴极射线在电场、磁场中的偏转的研究发现阴极射线带负电，其比荷比氢原子的比荷大得多，故A、C正确．2．阴极射线从阴极射线管中的阴极发出，在其间的高电压下加速飞向阳极，如图2－1－7所示．若要使射线向上偏转，所加磁场的方向应为( )图2－1－7A．平行于纸面向左B．平行于纸面向上C．垂直于纸面向外D．垂直于纸面向里答案 C解析由于阴极射线的本质是电子流，阴极射线方向向右传播，说明电子的运动方向向右，相当于存在向左的电流，利用左手定则，使电子所受洛伦兹力方向平行于纸面向上，由此可知磁场方向应为垂直于纸面向外，故选项C正确．电子的电荷量3．汤姆孙对阴极射线的探究，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．电子是原子核的组成部分B．电子电荷的精确测定最早是由密立根通过著名的“油滴实验”实现的C．电子电荷量的数值约为1.60210－19 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷答案BC解析电子是原子的组成部分，电子的发现说明原子是可以再分的．电子的电荷量与质量的比值称为电子的比荷，也叫荷质比．4．关于电荷量，下列说法中错误的是( ) A．物体所带电荷量可以是任意值B．物体所带电荷量只能是某些值C．物体所带电荷量的最小值为1.610－19CD．一个物体带1.610－9C的正电荷，这是它失去了1.01010个电子的缘故答案 A解析电荷量是量子化的，即物体的带电量只能是某一最小电荷量的整数倍，这一最小电荷量是1.610－19C，A错误，B、C正确；物体带正电，是由于它失去了带负电的电子，D正确.。

3光谱氢原子光谱[学习目标] 1.知道什么是光谱，能说出连续谱和线状谱的区别.2.能记住氢原子光谱的实验规律.3.了解光谱分析在科技与生活中的应用．一、光谱与光谱的几种类型1．光谱(1)光谱：复色光通过棱镜分光后，分解为一系列单色光，而且按波长长短的顺序排列成一条光带，称为光谱．(2)光谱线：每一波长的单色光在光谱中形成一条亮线，称为光谱线．2．光谱的类型(1)发射光谱①连续谱：连续分布着的包含着由波长连续分布的各种色光的光谱．②明线光谱：在光谱中出现的由一些彩色亮线组成的光谱，每一条亮线称为光谱线．不同原子的明线光谱是不同的．③发射光谱：连续谱和明线光谱都是由发光物质直接产生的光谱，所以也称为发射光谱．(2)吸收光谱：让高温光源发出的白光通过温度较低的钠的蒸气，在连续谱的背景下有一些暗线，这是由于高温钠盐产生的蒸气吸收了白光中的一些特定频率的光而形成的谱线，称为吸收光谱．(3)原子光谱：①线状谱：同一原子的发射光谱和吸收光谱都是分立的谱线，称为线状谱．②原子光谱：同一种原子的发射和吸收的线状谱位置相同，不同原子的线状谱位置不同(填“相同”或“不同”)，说明不同原子的发光频率不同，这样的谱线称为原子光谱．二、光谱分析的应用1．光谱分析：由于原子发光的频率只与原子结构有关，因此可以把某种原子的光谱当作该原子的“指纹”，用来鉴别物质的化学组成中是否存在这种原子，含量的多少等，这种方法叫做光谱分析．2．光谱分析的特点：极为灵敏，它可以在不破坏、不接触研究对象的情况下，获取其内部信息．3．光谱分析的应用：利用光谱分析，可以发现许多元素，比如准确推测出了太阳的元素组成；在医学、食品检测等方面也有重要应用．三、氢原子光谱1．广义巴尔末公式：1λ＝R H (1m 2－1n 2)(m ＝1,2,3…；n ＝m ＋1，m ＋2，m ＋3…)，其中R H 叫做里德伯常量．2．1895年，里德伯将巴尔末公式写为1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5,6…)． [即学即用] 判断下列说法的正误．(1)各种原子的发射光谱都是线状谱，并且只能发出几种特定频率的光．( √ )(2)可以利用光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成成分．( √ )(3)巴尔末公式中的n 既可以取整数也可以取小数．( × )(4)在紫外区和红外区发现了一些新的氢原子谱线系，如赖曼系、帕邢系、布喇开系，也符合巴尔末公式的简洁和优美．( √ )一、光谱和光谱分析[导学探究] 如图1所示，使用分光镜，分组进行下面的活动．图1活动1：让白炽灯发出的强光通过一个狭缝进入分光镜，记录观察到的现象．活动2：在暗室中点燃酒精灯，在火焰上撒一些钠盐，使用分光镜观察火焰，记录观察到的现象．活动3：用弧光灯发出的白光，照射钠蒸气(在酒精灯的灯芯上撒上一些钠盐，钠盐受热分解产生钠蒸气)，用分光镜观察通过钠蒸气后的强光，记录观察到的现象．在以上三个活动中，你所观察到的光谱有什么不同？答案 在活动1中，观察到的是连续彩色光带，这种光谱称为连续谱，它是由波长连续分布的光组成的．在活动2中，可以观察到在光谱中出现一些彩色亮线．在活动3中，可以观察到在连续的彩色背景下有一些暗线．[知识深化]1．光谱的分类光谱⎩⎨⎧ 发射光谱⎩⎪⎨⎪⎧ 连续谱线状谱吸收光谱2．几种光谱的比较3.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，这就形成了明亮背景下的暗线．4．原子光谱：对于同一种原子，线状谱的位置相同，不同原子的谱线位置不同，这样的谱线叫原子光谱，它只决定于原子的内部结构，也称为原子的特征谱线．5．光谱分析可用于光谱分析的光谱：明线光谱和吸收光谱．例1 (多选)下列关于光谱和光谱分析的说法中，正确的是( )A ．太阳光谱和白炽灯光谱都是线状谱B ．煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱C ．进行光谱分析时，可以用线状谱，不能用连续谱D ．我们能通过光谱分析鉴别月球的物质成分答案 BC解析 太阳光谱中的暗线是太阳发出的连续谱经过太阳大气层时产生的吸收光谱，正是太阳发出的光谱被太阳大气层中存在的对应元素吸收所致，白炽灯发出的是连续谱，选项A 错误；月球本身不会发光，靠反射太阳光才能使我们看到它，所以不能通过光谱分析鉴别月球的物质成分，选项D 错误；光谱分析只能是线状谱或吸收光谱，连续谱是不能用来进行光谱分析的，选项C 正确；煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气或霓虹灯产生的光谱都是线状谱，选项B 正确． 针对训练1 关于光谱，下列说法正确的是( )A ．一切光源发出的光谱都是连续谱B ．一切光源发出的光谱都是线状谱C ．稀薄气体发出的光谱是线状谱D ．做光谱分析时，利用连续谱和线状谱都可以鉴别物质和确定物质的组成成分答案 C解析 物体发光的发射光谱分为连续谱和线状谱，A 、B 错；做光谱分析可使用吸收光谱，也可以使用线状谱，D 错，C 对．二、氢原子光谱的实验规律及应用1．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．2．巴尔末公式(1)巴尔末对氢原子光谱的谱线进行研究得到了公式：1λ＝R H (122－1n 2)(n ＝3,4,5，…)，该公式称为巴尔末公式．(2)巴尔末公式说明氢原子光谱的波长只能取分立值，不能取连续值．巴尔末公式以简洁的形式反映了氢原子的线状谱，即辐射波长的分立特征．3．其他谱线：除了巴尔末系，氢原子光谱在红外区和紫外区的其他谱线，也都满足与巴尔末公式类似的关系式．例2 (多选)下列关于巴尔末公式1λ＝R H (122－1n 2)的理解，正确的是( ) A ．此公式是巴尔末在研究氢原子光谱特征时发现的B ．公式中n 可取任意值，故氢原子光谱是连续谱C ．公式中n 只能取大于或等于3的整数值，故氢原子光谱是线状谱D ．公式不但适用于氢原子光谱的分析，也适用于其他原子光谱的分析答案 AC解析 此公式是巴尔末在研究氢原子光谱在可见光区的四条谱线中得到的，只适用于氢原子光谱的分析，A 对，D 错；公式中n 只能取大于等于3的整数，λ不能连续取值，故氢原子光谱是线状谱，B错，C对．针对训练2 氢原子光谱巴尔末系最小波长与最大波长之比为( )A.59B.49C.79D.29答案 A解析 由巴尔末公式1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2，n ＝3,4,5，… 当n →∞时，有最小波长λ1，1λ1＝R H 122， 当n ＝3时，有最大波长λ2，1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132， 得λ1λ2＝59.1．(原子光谱的产生)(多选)下列光谱中属于原子光谱的是( )A ．太阳光谱B ．放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱C ．白炽灯的光谱D ．酒精灯中燃烧的钠蒸气所产生的光谱答案 BD解析 放电管中稀薄汞蒸气产生的光谱、酒精灯中燃烧的钠蒸气产生的光谱分别是由汞蒸气、钠蒸气发光产生的，均是原子光谱，故选项B 、D 对．2．(光谱的理解)(多选)关于光谱，下列说法中正确的是( )A ．炽热的液体发射连续谱B ．线状谱和吸收光谱都可以对物质进行光谱分析C ．太阳光谱中的暗线说明太阳中缺少与这些暗线相对应的元素D ．发射光谱一定是连续谱答案 AB解析 炽热的固体、液体和高压气体的发射光谱是连续谱，故A 正确；线状谱和吸收光谱都可以用来进行光谱分析，B 正确；太阳光谱中的暗线说明太阳大气中含有与这些暗线相对应的元素，C 错误；发射光谱分为连续谱和线状谱，D 错误．3．(光谱分析)利用光谱分析的方法能够鉴别物质和确定物质的组成成分，关于光谱分析下列说法正确的是()A．利用高温物体的连续谱就可鉴别其组成成分B．利用物质的线状谱就可鉴别其组成成分C．高温物体发出的光通过物质后的光谱上的暗线反映了高温物体的组成成分D．同一种物质的线状谱与吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系答案 B解析由于高温物体的光谱包括了各种频率的光，与其组成成分无关，A错误；某种物质发光的线状谱中的亮线是与某种原子发出的某频率的光有关，通过这些亮线与原子的特征谱线对照，即可确定物质的组成成分，B正确；高温物体发出的光通过物质后某些频率的光被吸收而形成暗线，这些暗线由所经过的物质决定，C错误；某种物质发出某种频率的光，当光通过这种物质时它也会吸收这种频率的光，因此线状谱中的亮线与吸收光谱中的暗线相对应，D错误．4．(氢原子光谱的实验规律)(多选)巴尔末通过对氢原子光谱的研究总结出巴尔末公式1λ＝R H(122－1n2)，n＝3,4,5，…对此，下列说法正确的是()A．巴尔末依据核式结构理论总结出巴尔末公式B．巴尔末公式反映了氢原子发光的连续性C．巴尔末依据氢原子光谱的分析总结出巴尔末公式D．巴尔末公式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答案CD解析巴尔末公式是根据氢原子光谱总结出来的．氢原子光谱的不连续性反映了氢原子发光的分立性，即辐射波长的分立特征，选项C、D正确．考点一光谱和光谱分析1．(多选)下列物质中产生线状谱的是()A．炽热的钢水B．发光的日光灯管C．点燃的蜡烛D．极光答案BD解析炽热的钢水、点燃的蜡烛能产生连续谱，发光的日光灯管能产生水银蒸气的线状谱，极光是宇宙射线激发的气体发光，能产生线状谱．选项B、D正确．2．太阳的连续谱中有许多暗线，它们对应着某些元素的特征谱线．产生这些暗线的原因是()A．太阳表面大气层中缺少相应的元素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的元素D．太阳内部存在着相应的元素答案 C解析太阳内部进行着激烈的热核反应，它发出的连续谱经过温度比较低的太阳大气层时产生吸收光谱，我们通过对太阳光谱中暗线的分析，把它跟各种原子的特征谱线对照，就知道太阳大气层中含有氢、氮、氦、碳、镁、硅、钙、钠等几十种元素．因此正确答案为C. 3．对原子光谱，下列说法错误的是()A．原子光谱是不连续的B．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C．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D．分析物质发光的光谱可以鉴别物质中含哪些元素答案 B解析原子光谱为线状谱，A正确；各种原子都有自己的特征谱线，B错误，C正确；据各种原子的特征谱线进行光谱分析可鉴别物质组成，D正确．4．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A．连续谱就是由连续发光的物体产生的光谱，线状谱是线状光源产生的光谱B．通过对连续谱的光谱分析，可鉴定物质成分C．连续谱包括一切波长的光，线状谱只包括某些特定波长的光D．通过对线状谱的明线光谱分析或吸收光谱的暗线分析，可鉴定物质成分答案CD解析连续谱是指光谱由连续分布的一切波长的光组成的，而不是指光源是连续的．连续谱是由炽热固体、液体及高压气体发光产生的，线状谱是指光谱是由一些不连续的亮线组成的，由稀薄气体或金属蒸气所发出的光产生，而不是指光源是线状的，A错，C对；光谱分析是根据不同原子都有自己的特征谱线来鉴别物质和确定物质的组成成分的方法，连续谱含有一切波长的光，不是原子的特征谱线，不能用来进行光谱分析，而线状谱和吸收光谱都是原子自身的特征谱线，所以可以用来进行光谱分析，鉴定物质成分，其优点是灵敏度高，在发现和鉴定元素上有着重大的意义，B错，D对．5．如图1甲所示的a、b、c、d为四种元素的特征谱线，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以确定该矿物中缺少的元素为()图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素答案 B解析由矿物的线状谱与几种元素的特征谱线进行对照，b元素的谱线在该线状谱中不存在，故B正确．与几个元素的特征谱线不对应的线说明该矿物中还有其他元素．6．(多选)下列关于光谱的说法正确的是()A．炽热固体、液体和高压气体发出的光形成连续谱B．各种原子的线状谱中的亮线和它的吸收光谱中的暗线是一一对应的C．气体发出的光只能产生线状谱D．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱答案AB解析吸收光谱中的暗线与线状谱中的亮线是一一对应的，所以B正确．炽热的固体、液体和高压气体发光形成连续谱，稀薄气体发光形成线状谱，故A正确，C错误．甲物质发出的白光通过低温的乙物质蒸气后，得到的是乙物质的吸收光谱，D错误．考点二氢原子光谱的实验规律7．下列对氢原子光谱实验规律的认识中，正确的是()A．因为氢原子核外只有一个电子，所以氢原子只能产生一种波长的光B．氢原子产生的光谱是一系列波长不连续的谱线C．氢原子产生的光谱是一系列亮度不连续的谱线D．氢原子产生的光的波长大小与氢气放电管放电强弱有关答案 B解析氢原子光谱是线状谱，波长是一系列不连续的、分立的特征谱线，并不是只含有一种波长的光，也不是亮度不连续的谱线，B 对，A 、C 错；氢原子光谱是氢原子的特征谱线，只要是氢原子发出的光的光谱就相同，与放电管的放电强弱无关，D 错．8．氢原子光谱的巴尔末系中波长最长的光波的光子能量为E 1，其次为E 2，则E 1E 2为( ) A.2027 B.2720 C.23 D.32答案 A解析 由1λ＝R H ⎝⎛⎭⎫122－1n 2得：当n ＝3时， 波长最长，1λ1＝R H ⎝⎛⎭⎫122－132， 当n ＝4时，波长次之，1λ2＝R H ⎝⎛⎭⎫122－142， 解得：λ1λ2＝2720，由E ＝h c λ得：E 1E 2＝λ2λ1＝2027.9．(多选)关于经典电磁理论与氢原子光谱之间的关系，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．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C．根据经典电磁理论，原子光谱应该是连续的D．氢原子光谱彻底否定了经典电磁理论答案BC解析根据经典电磁理论：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，原子不应该是稳定的，并且发射的光谱应该是连续的．氢原子光谱并没有完全否定经典电磁理论，而是引入了新的概念．故正确答案为B、C.。

高中物理学习材料唐玲收集整理滚动检测(二) 动量及原子结构(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共11小题，每小题6分，共66分)1．下列说法不正确的是 ( )．A．电子的衍射证实了物质波的假设是正确的B．物质波也是一种概率波C．任何一个物体都有一种波和它对应，这就是物质波D．物质波就是光波解析物质波不是光波，是概率波，所以D错误．答案 D2．下列有关氢原子光谱的说法正确的是 ( )．A．氢原子的发射光谱是连续谱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．氢原子光谱的频率与氢原子能级的能量差无关解析氢原子的发射光谱是不连续的，它只能发出特定频率的光，说明氢原子的能级是分立的，选项B、C正确，A错误．根据玻尔理论可知，选项D错误．答案BC图13．质量分别为m1和m2的两个物体碰撞前后的位移—时间图象如图1所示，以下说法正确的是( )．A．碰撞前两物体动量相同B．质量m1等于质量m2C．碰撞后两物体一起做匀速直线运动D．碰撞前两物体动量大小相等、方向相反解析由两图线斜率大小相等知，速率相等，碰撞后v＝0即p＝0，由m1v1＝m 2v2，知m1＝m2，则B、D正确．答案BD4．电子的运动受波动性的支配，对氢原子的核外电子，下列说法不正确的是( )．A．电子绕核运动的“轨道”其实是没有意义的B．电子轨道只不过是电子出现的概率比较大的位置C．电子绕核运动时电子边运动边振动D．电子在核外的位置是不确定的解析根据电子的波粒二象性，其在某时刻出现的位置不能确定，但其在某点出现的概率受波动规律支配，所以A、B、D正确，C错误．答案 C5．(2010·上海高考)根据爱因斯坦光子说，光子能量等于(h为普朗克常量，c、λ为真空中的光速和波长) ( )．A．h cλB．hλcC．hλ D.hλ解析光子的能量E＝hν＝h cλ，所以光子的能量E＝hcλ.故选项A正确．答案 A6．在光滑桌面上有两个小球，甲球的质量为2 kg，乙球的质量为1 kg，乙球静止，甲球以4 m/s的速度和乙球对心相碰，下列说法正确的是 ( )．A．碰撞后甲球的速度为0，乙球的速度为8 m/s，方向与甲球原来的速度方向相同B．碰撞后甲球的速度变小，乙球开始运动C．碰撞后两球的速度无法确定D．以上结论都不正确解析根据动量守恒：m1v1＋m2v2＝m1v1′＋m2v2′可知，碰撞前甲球的速度为v1，乙球的速度为0，碰撞后两球的速度各是多大无法确定，利用牛顿第二定律知，甲球受到阻碍，速度应该变小，乙球受到冲击开始运动，故选项B、C 正确．答案BC7．一个氢原子中的电子从一半径为r a的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r b的轨道，已知r a>r b，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答案 D8．在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占从单缝射入的整个光强的95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子 ( )．A．一定落在中央亮纹处B．可能落在其他亮纹处C．不可能落在暗纹处D．落在中央亮纹处可能性最大解析根据光的概率波的概念，对于一个光子通过单缝落在何处是不可确定的，但概率最大的是落在中央亮纹处，可达95%以上，当然也可能落在其他亮纹处和暗纹处，但落在暗纹处的概率极小，故B、D对．答案BD图29．如图2所示，两辆质量相同的小车置于光滑的水平面上，有一人静止站在A 车上，两车静止．若这个人自A车跳到B车上，接着又跳回A车，静止于A车上，则A车的速率 ( )．A．等于零 B．小于B车的速率C．大于B车的速率 D．等于B车的速率解析两车和人组成的系统位于光滑的水平面上，因而该系统在水平方向上动量守恒．设人的质量为m1，车的质量为m2，A、B车的速率分别为v1、v2，则由动量守恒定律得(m1＋m2)v1－m2v2＝0，所以有v1＝m2m1＋m2v2，m2m1＋m2<1，故v1<v2，所以B正确．答案 B图310．汞原子的能级如图3所示，现有一束能量为8.8 eV的单色光照射到大量处于基态(量子数n＝1)的汞原子上，汞原子能发出6种不同频率的单色光．下列说法中正确的是( )．A．波长最长的光子的能量为1.1 eVB．波长最长的光子的能量为2.8 eVC．频率最高的光子的能量为2.8 eVD．频率最高的光子的能量为4.9 eV解析汞原子发出6种光子，可知基态汞原子吸收光子后跃迁至n＝4激发态，E4－E1＝8.8 eV，所以E4＝－1.6 eV，波长最长的光子能量最小，故波长最长的光子能量为E4－E3＝－1.6 eV－(－2.7 eV)＝1.1 eV，频率最高的光子为E4－E1＝8.8 eV.答案 A11．质量为m的小球A，沿光滑水平面以速度v0与质量为2m的静止小球B发生正碰．碰撞后，A球的动能变为原来的19，那么小球B的速度可能是 ( )．A.13vB.23vC.49vD.59v解析要注意的是，两球的碰撞不一定是弹性碰撞，A球碰后动能变为原来的1 9，则其速度大小仅为原来的13.两球在光滑水平面上正碰，碰后A球的运动有两种可能，继续沿原方向运动或被反弹．当以A球原来的速度方向为正方向时，则v A′＝±13v，根据两球碰撞前、后的总动量守恒，有mv0＋0＝m×13v＋2mv B′，mv0＋0＝m×⎝⎛⎭⎪⎫－13v0＋2mvB″.解得v B′＝13v，v B″＝2 3v0 .答案AB二、非选择题(本题共3小题，共34分)图412．(10分)如图4所示，在光滑绝缘水平面上有两个带正电的小球，A 球质量为m ，B 球质量为2m ，开始时，两球相距很远．今A 球以初速度v 0向B 球接近．求当两球距离最近时，两球速度为多少？在此过程中电势能增加了多少？ 解析 以A 、B 两小球组成的系统为研究对象，其所受合外力为零，由动量守恒定律有：mv 0＝(m ＋2m )v 1，得v 1＝v 03.又根据能量守恒，系统动能的减少量等于电势能的增加量．ΔE p ＝12mv 20－12×3mv 21＝13mv 20.答案v 03 13mv 2013．(12分)某金属的极限波长恰等于氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级所发出 的光的波长．现在用氢原子由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时发出的光去照射，则从该金属表面逸出的光电子最大初动能是多少电子伏？解析 设氢原子由n ＝4能级跃迁到n ＝2能级发出的光子波长为λ0，由n ＝2能级跃迁到n ＝1能级发出的光子波长为λ，则E 4－E 2＝h c λ0，E 2－E 1＝h cλ. 根据爱因斯坦光电方程，光电子的最大初动能为 E k ＝h c λ－h c λ0＝hc ⎝ ⎛⎭⎪⎫1λ－1λ0＝hc ⎝⎛⎭⎪⎫E 2－E 1hc－E 4－E 2hc ＝2E 2－E 1－E 4 ＝2×(－3.4)eV ＋13.6 eV ＋0.85 eV ＝7.65 eV. 答案 7.65 eV图514．(12分)如图5所示，光滑水平面上停着一只木球和载人小车，木球的质量为m ，人和车的总质量为M ，已知M ∶m ＝16∶1，人以速度为v 0沿水平面将木球推向正前方的固定挡板，木球被挡板弹回之后，人接住球再以同样的对地速度将球推向挡板，设木球与挡板碰撞时无动能损失，求人经过几次推球后，再也不能接住木球．解析由题意知，设第n次推球后车速为v n则当v0≤v n时，就再也接不住球了．人第一次推球前后对车，人和球组成的系统用动量守恒定律有0＝Mv1－mv0，得v1＝v0 16人第二次推球前后用动量守恒定律有Mv1＋mv0＝Mv2－mv0，得v2＝3v016人第三次推球前后用动量守恒定律有Mv2＋mv0＝Mv3－mv0，得v3＝5v016……由以上各式可归纳出，人推球后，人和车各次速度构成一等差数列，该等差数列的第一项a1＝v16，公差d＝v8，由等差数列通项公式a n＝a1＋(n－1)d得第几次推球后人的速度表达式v n＝v16＋(n－1)v8＝(2n－1)v16，由人接不住条件v≤v n，解得n≥8.5，取n＝9，即人第9次推球后再也接不住了．答案9。

第二章原子结构单元质量评估(二)(90分钟100分)一、选择题(本大题共12小题,1～9单选,10～12多选,每小题4分,共48分)1.下列说法不正确的是( )A.电子的发现表明原子核有复杂结构B.阴极射线的发现表明原子有复杂结构C.α粒子散射实验证明了原子的核式结构D.氢原子光谱表明氢原子的能量是不连续的【解析】选A。

电子的发现说明电子是原子的组成部分,A错B对。

由α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,C对。

氢原子光谱是明线光谱,说明氢原子的能量是分立的,D对。

故选A。

2.在α粒子轰击金箔发生大角度散射的过程中,下列说法正确的是( )A.α粒子一直受到金原子核的斥力作用B.α粒子的动能不断减小C.α粒子的电势能不断增大D.α粒子发生散射是与电子碰撞的结果【解析】选A。

α粒子在运动的过程中一直受到库仑力的作用,α粒子与原子核都带正电,因此它们之间始终是斥力,故A正确;在α粒子靠近原子核的过程中,库仑力做负功,动能减小,电势能增大,在远离原子核的过程中,库仑力做正功,动能增加,电势能减小,故B、C错;α粒子发生散射是原子核的库仑力作用的结果,故D错。

3.关于阴极射线的性质,下列说法正确的是( )A.阴极射线是电子打在玻璃管壁上产生的B.阴极射线本质是电子C.阴极射线在电磁场中的偏转表明阴极射线带正电D.阴极射线的比荷比氢原子核小【解析】选B。

阴极射线是原子受激发射出的电子流,故A、C错,B对;电子带电量与氢原子相同,但质量是氢原子的,故阴极射线的比荷比氢原子大,D错。

4.玻尔的原子模型解释原子的下列问题时,和卢瑟福的核式结构学说观点不同的是( )A.电子绕核运动的向心力,就是电子与核间的静电引力B.电子只能在一些不连续的轨道上运动C.电子在不同轨道上运动的能量不同D.电子在不同轨道上运动时,静电引力不同【解析】选B。

选项A、C、D的内容在卢瑟福的核式结构学说中也有提及,而玻尔在他的基础上引入了量子学说,假设电子位于不连续的轨道上,故选B。