1、阶段提升课第二章知识体系思维导图考点整合素养提升【核心素养物理观念】考点 原子的核式结构1.电子的发现:(1)说明了原子是可分的,是有结构的。(2)典型的两种原子模型:枣糕模型;核式结构模型。2.原子的核式结构:物理观念情境实验或模型意义电子电子的发现说明原子是可分的绕原子核旋转玻尔的能级解释和跃迁理论能较好地解释氢原子光谱原子核粒子散射实验能用原子的核式结构解释“粒子散射实验”原子内部有一个很小的核,叫作原子核,原子的全部正电荷以及几乎全部的质量都集中在原子核内,带负电的电子绕核运动3.原子的核式结构的关键词的转化:【典例1】(多选)关于粒子的散射实验,下列说法中正确的是()A.该实验说明原
2、子中正电荷是均匀分布的B.粒子发生大角度散射的主要原因是原子中原子核的作用C.只有少数粒子发生大角度散射的原因是原子的全部正电荷和几乎全部质量集中在一个很小的核上D.卢瑟福根据粒子散射实验提出了原子的核式结构理论【解析】选B、C、D。粒子散射实验中,有少数粒子发生大角度偏转说明三点:一是原子内有一质量很大的物质存在;二是这一物质带有较大的正电荷;三是这一物质的体积很小,但不能说明原子中正电荷是均匀分布的,故A错误,B、C正确;卢瑟福依据粒子散射实验的现象提出了原子的核式结构理论,D正确。【素养评价】1.(多选)关于原子核式结构理论说法正确的是()A.是通过发现电子现象得出来的B.是通过粒子散射
3、现象得出来的C.原子的中心有个核,叫作原子核D.原子的正电荷均匀分布在整个原子中【解析】选B、C。原子的核式结构模型是在粒子的散射实验结果的基础上提出的,A错误,B正确。原子中绝大部分是空的,带正电的部分集中在原子中心一个很小的范围,称为原子核,C正确,D错误。2.不能由卢瑟福原子核式结构模型得出的结论是()A.原子中心有一个很小的原子核B.原子核是由质子和中子组成的C.原子质量几乎全部集中在原子核内D.原子的正电荷全部集中在原子核内【解析】选B。卢瑟福原子核式结构模型的结论是原子全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子内部一个很小的核上,带负电的电子绕原子核高速旋转,质量几乎忽略不计,所以可以得
4、出选项A、C、D,“原子核是由质子和中子组成的”结论是涉及原子核的结构,与核式结构无关,核式结构说的是原子结构,不是原子核结构,选项B错。【核心素养科学思维】考点 氢原子光谱和氢原子能级及能级跃迁1.光谱、能级、能级跃迁的对比分析:物理观念情境模型构建分析方法光谱发射光谱吸收光谱光谱分析能级能级:基态、激发态rn=n2r1(n=1,2,3),r1=0.5310-10 m。En=(n=1,2,3)E1=-13.6 eV能级跃迁定态假设跃迁假设h=En-Em N=2.能级跃迁中的关键词转化:【典例2】氢原子处于基态时,原子的能量为E1=-13.6 eV,当处于n=3的激发态时,能量为E3=-1.5
5、1 eV,则:(1)当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子?(3)若有大量的氢原子处于n=3的激发态,则在跃迁过程中可能释放出几种不同频率的光子?【解析】(1)由跃迁公式得:h=E3-E1=由代入数据得:=1.0310-7 m。(2)若要将基态原子电离:h=0-E1,代入数据得=3.31015 Hz。(3)光子种数N=3种。答案:(1)1.0310-7 m(2)3.31015 Hz(3)3种【素养评价】1.(2020南京高二检测)如图所示,某原子的三个能级的能量分别为E1、E2和E3。a、b、
6、c为原子跃迁所发出的三种波长的光,下列判断正确的是()A.E1E2E3B.(E3-E2)(E2-E1)C.b光的波长最长D.c光的频率最高【解析】选D。结合题图和电子跃迁时发出的光子的能量为:E=Em-En可知,Ec=Ea+Eb能量差E3-E2等于光子a的能量,能量差E2-E1等于光子b的能量,能量差E3-E1等于光子c的能量,那么c对应的能量最大,而a对应的能量最小,因:E1E2E3且En=则有E3-E2E 1.62 eVB.E的值可能使处于基态的氢原子电离C.E一定大于2.86 eVD.E的值可能使基态氢原子产生可见光【解析】选B、D。红外线光子的能量小于可见光光子的能量,用实物粒子轰击大
7、量处于第2能级的氢原子,至少可观察到两种红外线光子,则说明处于第2能级的氢原子受激发后至少跃迁到第5能级。所以实物粒子的最小能量为E=E5-E2=-0.54 eV-(-3.4 eV)=2.86 eV,A、C错误;因为E可以取大于或等于2.86 eV的任意值,则B、D正确。【加固训练】1.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子结构的一条重要途径。利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为En=,其中n=2,3,4。1885年,巴尔末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长
8、能够用一个公式表示,这个公式写作,n=3,4,5,。式中R叫作里德伯常量,这个公式称为巴尔末公式。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为()A.-B.C.-D.【解析】选C。若nm,由nm跃迁,释放光子,则=h,因为=,则E1()=h ,由h =hcR(),得-E1=hcR,解得里德伯常量R=-。故选C。2.(多选)来自太阳的带电粒子会在地球的两极引起极光。带电粒子与地球大气层中的原子相遇,原子吸收带电粒子的一部分能量后,立即将能量释放出来就会产生奇异的光芒,形成极光。极光的光谱线波长范围约为310 nm670 nm,据此推断以下说法正确的是()A.极光光谱线频率的数
9、量级约为1012 HzB.极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关C.原子在从高能级向低能级跃迁时辐射出极光D.对极光进行光谱分析可以鉴别太阳物质的组成成分【解析】选B、C。极光光谱线频率的最大值:fmax=Hz9.71014Hz,极光光谱线频率的最小值:fmin=Hz4.51014Hz,则极光光谱线频率的数量级约为1014Hz。故A错误。来自太阳的带电粒子到达地球附近,地球磁场迫使其中一部分沿着磁场线集中到南北两极。当他们进入极地的高层大气时,与大气中的原子和分子碰撞并激发,产生光芒,形成极光。极光出现在极地附近与带电粒子受到洛伦兹力有关,故B正确。地球大气层中的原子吸收来自太阳带电粒子的一部分能量后,从高能级向低能级跃迁时辐射出极光,故C正确。地球大气层中的原子吸收来自太阳的带电粒子的一部分能量后,从高能级向低能级跃迁时辐射出极光。对极光进行光谱分析可以鉴别地球大气层的组成成分,故D错误。
