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粒子的库仑引力阿根廷别为我哭泣原唱
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。
北京北京mvA.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。
C23
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
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。
5.(2018房山二模)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( )
林更新恋情曝光A.这些氢原子能发出两种不同频率的光子
B.从n=3能级跃迁到n=2能级所发出光子的波长最短
C.金属钠发出的光电子的最大初动能为9.80 eV
D.从n=3能级跃迁到n=1能级所发出的光子频率最低
答案 C 大量处于n=3能级的氢原子能发出=3种不同频率的光子，选项A错；从n=3能级跃迁到n=1
C23
能级，能级差最大，发出光子的频率最大，波长最短，故选项B、D均错；从n=3能级跃迁到n=1能级发出的光子的能量最大，为-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV，用此光子照射金属钠时，逸出的光电子初动能最大，为12.09 eV-2.29 eV=9.80 eV，选项C正确。
6.氢原子能级图如图所示，一原处于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 eV
D.放出的光子能够使逸出功为13.0 eV 的金属发生光电效应
答案 C 氢原子从n=4能级跃迁到n=1能级,=6，有6种不同的跃迁方式，所以有6种不同频率的光子C 24放出；在n=4和 n=1 能级之间跃迁释放的能量最大，为12.75 eV；在n=4和n=3能级之间跃迁，释放的能量最小，为0.66 eV，所以A 、B 选项错误，而C 选项正确；由于12.75 eV 小于金属的逸出功13.0 eV，所以放出的光不能使该金属发生光电效应,D 选项错误。
7.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现，氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式:=R(-),n 为大于2的整数,R 为里德伯常量。1913年，丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的1λ1221
n 2启发，同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型，提出了自己的原子理论。根据玻尔理论，推导出了氢原子光谱谱线的波长公式:=R(-),m 与n 都是正整数，且n>m 。1λ1m 21
n 2当m 取定一个数值时，不同数值的n 得出的谱线属于同一个线系。如:
m=1,n=2、3、4、…组成的线系叫赖曼系;
m=2,n=3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系;
m=3,n=4、5、6、…组成的线系叫帕邢系;
m=4,n=5、6、7、…组成的线系叫布喇开系;
m=5,n=6、7、8、…组成的线系叫逢德系。
以上线系只有一个在紫外光区，这个线系是( )谭晶的歌曲
A.赖曼系
B.帕邢系
C.布喇开系
D.逢德系
答案 A 与可见光相比，紫外线的频率高，能量高，即题目列出的线系中能量最高的即为紫外光区。
而根据ν=，知波长最短的在紫外光区。根据=R(-)，可知-最大的波长最短、频率最高、能量最大，即c λ1λ1m 21n 21m 21
n 2在紫外光区。根据已知条件可得赖曼系的能量最高，在紫外光区。选项A 对,B 、C 、D 错。
8.从宏观现象中总结出来的经典物理学规律不一定都能适用于微观体系。但是在某些问题中利用经典物理学规律也能得到与实际比较相符合的结论。
例如，玻尔建立的氢原子模型，仍然把电子的运动看做经典力学描述下的轨道运动。他认为，氢原子中的电子在库仑力的作用下，绕原子核做匀速圆周运动。已知电子质量为m，元电荷为e，静电力常量为k，氢原子处于基态时电子的轨道半径为r 1。
(1)氢原子处于基态时，电子绕原子核运动，可等效为环形电流，求此等效电流值。
(2)氢原子的能量等于电子绕原子核运动的动能、电子与原子核系统的电势能的总和。已知当取无穷远处电势为零时，点电荷电场中离场源电荷q 为r 处的各点的电势 φ=k 。求处于基态的氢原子的能量。
q r 答案 (1) (2)-e 22πk mr 31ke 22r 1解析 (1)电子绕原子核做匀速圆周运动k =m e 2
漫天飞舞r 21v 21r 1
T=2πr 1
v 1
解得T=2πe mr 31k
电子绕原子核运动的等效电流
I=e T
I=e 2
2πk mr 31
(2)由(1)可知，处于基态的氢原子的电子的动能
E k1=m =12v 21ke 2
2r 1
取无穷远处电势为零，距氢原子核为r 1处的电势
演员王琳φ=k e r 1
处于基态的氢原子的电子的电势能
E p1=-eφ=-ke 2
r 1所以，处于基态的氢原子的能量E 1=E k1+E p1=-ke 2
2r 1
B 组 综合提能
1.物理学家在微观领域发现了“电子偶素”这一现象。所谓“电子偶素”就是由一个负电子和一个正电子绕它们连线的中点，做匀速圆周运动形成相对稳定的系统。类比玻尔的原子量子化模型可知：两电子做圆周运动的可能轨道半径的取值是不连续的，所以“电子偶素”系统对应的能量状态(能级)也是不连续的。若规定两电子相距无限远时该系统的引力势能为零，则该系统的最低能量值为E(E<0)，称为“电子偶素”的基态，基态对应的电子运动的轨道半径为r 。已知正、负电子的质量均为m，电荷量大小均为e，静电力常量为k，普朗克常量为h 。则下列说法中正确的是( )
A.“电子偶素”系统处于基态时，一个电子运动的动能为ke 2
8r
B.“电子偶素”系统吸收特定频率的光子发生能级跃迁后，电子做圆周运动的动能增大
C.处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最大波长为-hc E
D.处于激发态的“电子偶素”系统向外辐射光子的最小频率为-E h
发布评论