人教版高中物理选修3-5第十八章第4节

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高中物理,选修3---5,第十八章《原子结构》,新课教学,课时同步强化训练汇总,(附参考答案)

高中物理选修3---5第十八章《原子结构》新课教学课时同步强化训练汇总1.《电子的发现》课时同步强化训练（附参考答案）2.《原子的核式结构模型》课时同步强化训练（附参考答案）3.《氢原子光谱》课时同步强化训练（附参考答案）4.《波尔德原子模型》课时同步强化训练（附参考答案）★选修3---5第十八章《原子结构》单元检测§§18.1《电子的发现》课时同步强化训练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2．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，发现射线径迹下偏，则( )图1A．导线中的电流由A流向BB．导线中的电流由B流向AC．如要使电子束的径迹向上偏，可以通过改变AB中电流方向来实现D．电子的径迹与AB中电流的方向无关3．下列说法正确的是( ) 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1.602×10－19 CD．电子质量与电荷量的比值称为电子的比荷4．如图2是阴极射线管示意图．接通电源后，阴极射线由阴极沿x轴正方向射出，在荧光屏上会看到一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下(z轴负方向)偏转，在下列措施中可采用的是( )图2A．加一磁场，磁场方向沿z轴负方向B．加一磁场，磁场方向沿y轴正方向C．加一电场，电场方向沿z轴负方向D．加一电场，电场方向沿y轴正方向5．图3为示波管中电子枪的原理示意图，示波管内被抽成真空，A 为发射热电子的阴极，K 为接在高电势点的加速阳极，A 、K 间电压为U ，电子离开阴极时的速度可以忽略，电子经加速后从K 的小孔中射出的速度大小为v.下面的说法中正确的是( )图3A ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为2vB ．如果A 、K 间距离减半而电压仍为U 不变，则电子离开K 时的速度变为v2C ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为v2D ．如果A 、K 间距离保持不变而电压减半，则电子离开K 时的速度变为22v 6．亥姆霍兹线圈是一对彼此平行串联的共轴圆形线圈，两线圈大小相同，线圈之间距离d 正好等于圆形线圈的半径R ，如图4所示．这种线圈的特点是能在其公共轴线中点O 附近产生近似匀强磁场，且该匀强磁场的磁感应强度与线圈中的电流成正比，即B ＝kI.电子枪将灯丝溢出的电子经电压为U 的电场加速后，垂直射入上述匀强磁场中，测得电子做匀速圆周运动的半径为r ，试求电子的比荷．图47．带电粒子的比荷qm是一个重要的物理量．某中学物理兴趣小组设计了一个实验，探究电场和磁场对电子运动轨迹的影响，以求得电子的比荷，实验装置如图5所示．图5(1)他们的主要实验步骤如下：A．首先在两极板M1、M2之间不加任何电场、磁场，开启阴极射线管电源，射出的电子从两极板中央通过，在荧光屏的正中心处观察到一个亮点；B．在M1、M2两极板间加合适的电场：加上极性如图所示的电压，并逐步调节增大，使荧光屏上的亮点逐渐向荧光屏下方偏移，直到荧光屏上恰好看不见亮点为止，记下此时外加电压为U.请问本步骤的目的是什么？C．保持步骤B中的电压U不变，对M1M2区域加一个大小、方向合适的磁场B，使荧光屏正中心重现亮点，试问外加磁场的方向如何？(2)根据上述实验步骤，同学们正确推算出电子的比荷与外加电场、磁场及其他相关量的关系为qm＝UB2d2.一位同学说，这表明电子的比荷将由外加电压决定，外加电压越大则电子的比荷越大，你认为他的说法正确吗？为什么？8．汤姆孙1897年用阴极射线管测量了电子的比荷(电子电荷量与质量之比)，其实验原理如图6所示．电子流平行于极板射入，极板P、P′间同时存在匀强电场E和垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流不发生偏转；极板间只存在垂直纸面向里的匀强磁场B时，电子流穿出平行板电容器时的偏向角θ＝115rad.已知极板长L＝3.0×10－2 m，电场强度大小为E＝1.5×104 V/m，磁感应强度大小为B＝5.0×10－4 T．求电子的比荷．图6§§18.1《电子的发现》参考答案1．AC 2．BC 3．BC 4．B 5．D 6.2UkIr27．见解析解析依据运动的带电粒子在电场中受电场力和在磁场中受洛伦兹力，两者平衡列方程求比荷．(1)B 中荧光屏上恰好看不到亮点说明电子刚好落在正极板的近荧光屏的边缘，目的是利用极板间的距离d 表示比荷qm .C 中由于要求洛伦兹力方向向上，根据左手定则可知磁场方向垂直电场方向向外(垂直于纸面向外)．(2)不正确，电子的比荷qm 是电子的固有参数，与测量所加U 、B 以及极板间距离d 无关．8．1.3×1011C/kg§§18.2《原子的核式结构模型》课时同步强化训练1．下列关于原子结构的说法正确的是( ) A．电子的发现说明了原子内部还有复杂结构B．α粒子散射实验揭示了原子的核式结构C．α粒子散射实验中绝大多数α粒子都发生了较大偏转D．α粒子散射实验中有的α粒子发生较大偏转是α粒子与原子发生碰撞所致2．α粒子散射实验结果表明( ) A．原子中绝大部分是空的B．原子中全部正电荷都集中在原子核上C．原子内有中子D．原子的质量几乎全部都集中在原子核上3．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，是因为( ) A．α粒子与电子根本无相互作用B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计D．电子很小，α粒子碰撞不到电子4．卢瑟福提出原子核式结构的实验基础是α粒子散射实验，在α粒子散射实验中，大多数α粒子穿越金箔后仍然沿着原来的方向运动，其较为合理的解释是( )A．α粒子穿越金箔时距离原子核较近B．α粒子穿越金箔时距离原子核较远C．α粒子穿越金箔时没有受到原子核的作用力D．α粒子穿越金箔时受到原子核与电子的作用力构成平衡力5．在α粒子散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的( )A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力6．如图所示，X表示金原子核，α粒子射向金核被散射，若它们入射时的动能相同，其偏转轨道可能是图中的( )图17．如图1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法中正确的是( ) A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小B．α粒子在B处的速度最大C．α粒子在A、C处的速度的大小相同D．α粒子在B处的速度比在C处的速度小8．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是( )A．α粒子穿过原子时，由于α粒子的质量比电子大得多，电子不可能使α粒子的运动方向发生明显的改变B．由于绝大多数α粒子穿过金箔后仍按原来方向前进，所以使α粒子发生大角度偏转的原因是在原子中极小的区域内集中着对α粒子产生库仑力的正电荷C．α粒子穿过原子时，只有少数粒子发生大角度偏转的原因是原子核很小，α粒子接近原子核的机会很小D．使α粒子发生大角度偏转的原因是α粒子穿过原子时，原子内部两侧的正电荷对α粒子的斥力不相等9．已知电子质量为9.1×10－31 kg，带电荷量为－1.6×10－19 C，当氢原子核外电子绕核旋转时的轨道半径为0.53×10－10 m时，求电子绕核运动的速度、频率、动能和等效的电流．§§18.2《原子的核式结构模型》参考答案1．AB2．ABD3．C4．B5．B6．D7．CD8．ABC9．2.19×106 m/s6.58×1015 Hz2.17×10－18 J1．07×10－3 A§§18.3《氢原子光谱》课时同步强化训练1．白炽灯发光产生的光谱是( ) A．连续谱B．明线光谱C．原子光谱D．吸收光谱2．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生成连续谱B．各种原子的线状谱中的明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．甲物质发出的光通过低温的乙物质蒸气可得到甲物质的吸收光谱3．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．太阳光谱与白炽灯光谱都是线状谱B．霓虹灯与煤气灯火焰中燃烧的钠蒸气产生的光谱都是线状谱C．做光谱分析时，可以用线状谱，也可以用吸收光谱D．观察月亮光谱可以完全确定月球的化学成分4．太阳的光谱中有许多暗线，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5．关于巴耳末公式1λ＝R(122－1n2)的理解，正确的是( )A．此公式是巴耳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，也适用于其他原子的光谱6．对于光谱，下列说法中正确的是( ) A．大量原子发出的光谱是连续谱，少量原子发出的光谱是线状谱B．线状谱由不连续的若干波长的光所组成C．太阳光谱是连续谱D．太阳光谱是线状谱7．按经典的电磁理论，关于氢原子光谱的描述应该是( )A．线状谱B．连续谱C．吸收光谱D．发射光谱8．关于光谱和光谱分析，下列说法正确的是( ) A．做光谱分析时只能用发射光谱，不能用吸收光谱B．做光谱分析时只能用吸收光谱，不能用发射光谱C．做光谱分析时既可以用发射光谱，也可以用吸收光谱D．同一种物质的线状谱和吸收光谱上的暗线由于光谱的不同，它们没有关系9．如图1甲所示，是a、b、c、d四种元素的线状谱，图乙是某矿物的线状谱，通过光谱分析可以了解该矿物中缺乏的是( )图1A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素10．在酒精灯的酒精中溶解些食盐，灯焰会发出明亮的黄光，用摄谱仪拍摄下来的光谱中就会有钠的________光谱(填“线状”或“吸收”)．§§18.3《氢原子光谱》参考答案1．A2．AB3．BC4．C5．AC6．B7．B8.C9．BD10．线状§§18.4《波尔德原子模型》课时同步强化训练1．关于玻尔的原子模型，下列说法中正确的是( ) 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2．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，其电子做变速运动，但它并不向外辐射能量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3．关于玻尔理论，下列说法正确的是( ) 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了量子观念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4．如图1所示为氢原子的四个能级，其中E1为基态，若氢原子A处于激发态E2，氢原子B 处于激发态E3，则下列说法正确的是( )图1A．原子A可能辐射出3种频率的光子B．原子B可能辐射出3种频率的光子C．原子A能够吸收原子B发出的光子并跃迁到能级E4D．原子B能够吸收原子A发出的光子并跃迁到能级E45．氢原子的能级图如图2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，氢原子需要吸收的能量至少是( )图2A．13.6 eV B．10.20 eVC．0.54 eV D．27.20 eV6．氢原子的能级图如图3所示，已知可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列说法错误的是( )图3A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光7．μ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的光子，且频率依次增大，则E等于( )图4A．h(ν3－ν1) B．h(ν3＋ν1)C．hν3D．hν48．按照玻尔理论，氢原子从能级A跃迁到能级B时，释放频率为ν1的光子；氢原子从能级B跃迁到能级C时，吸收频率为ν2的光子，且ν1>ν2.则氢原子从能级C跃迁到能级A时，将( )A．吸收频率为ν2－ν1的光子B．吸收频率为ν1－ν2的光子C．吸收频率为ν2＋ν1的光子D．释放频率为ν1＋ν2的光子9．如图5为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干种不同频率的光．关于这些光下列说法正确的是()图5A．最容易表现出衍射现象的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．用n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应10．若要使处于基态的氢原子电离，可以采用两种方法，一是用能量为13.6 eV的电子撞击氢原子，二是用能量为13.6 eV的光子照射氢原子，则( )A．两种方法都可能使氢原子电离B．两种方法都不可能使氢原子电离C．前者可使氢原子电离D．后者可使氢原子电离11．氢原子部分能级的示意图如图6所示．不同色光的光子能量如下表所示.图6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B．黄、绿C．红、紫D．蓝—靛、紫12．已知氢原子处于基态时，原子的能量E1＝－13.6 eV，电子的轨道半径为r1＝0.53×10－10 m；而量子数为n的能级的能量值为E n＝1n2E1，半径为r n＝n2r1.试问：(结果保留两位有效数字)(1)若要使处于n＝3的激发态的氢原子电离，至少要用频率多大的光照射氢原子？(2)氢原子处于n＝3能级时，电子在轨道上运动的动能和电子的电势能各为多少？(静电力常量k＝9×109N·m2/C2，电子电荷量e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s)§§18.4《波尔德原子模型》参考答案1．BD2．BCD3．BC4．B5．A6．D7．C8．B9．D10．D11．A12．(1)3.6×1014 Hz (2)2.4×10－19 J(或1.5 eV)－4.8×10－19 J(或－3.0 eV)选修3---5第十八章《原子结构》单元检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．下列关于光的波粒二象性的说法中正确的是( ) A．一束传播的光，有的光是波，有的光是粒子B．由光电效应现象可知光子与电子是同一种粒子；从双缝干涉实验结果看出，光波与械波是同一种波C．在一束光中，光子间的相互作用使光表现出波的性质D．光是一种波，同时也是一种粒子，光子说并未否定电磁说，在光子能量ε＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性2．当具有5.0 eV能量的光子照射到某金属表面后，从金属表面逸出的电子具有的最大初动能是1.5 eV.为了使这种金属发生光电效应，入射光的最低能量为( )A．1.5 eV B．3.5 eVC．5.0 eV D．6.5 eV3．关于原子结构，下列说法中正确的是( ) A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大4．在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子，从不同大小的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子( ) A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用5．2003年全世界物理学家评选出“十大最美物理实验”，排名第一的为1961年物理学家利用“托马斯·杨”双缝干涉实验装置进行的电子干涉实验．如图1所示，从辐射源射出的电子束经两个靠近的狭缝后在显微镜的荧光屏上出现干涉条纹，该实验说明 ( )图1A．光具有波动性B．光具有波粒二象性C．微观粒子也具有波动性D．微观粒子的波是一种电磁波6．根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则( ) A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越大C．原子能量越大D．电势能越小7．氢原子的能级图如图2所示，一群原来处于n＝4能级的氢原子跃迁到n＝1能级的过程中( )图2A．放出三种频率不同的光子B．放出六种频率不同的光子C．放出的光子的最大能量为12.75 eV，最小能量是0.66 eVD．放出的光能够使逸出功为13 eV的金属发生光电效应8．氦原子被电离出一个核外电子，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，氦离子的能级示意图如图3所示，在具有下列能量的光子或者电子中，不能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是( )图3A．42.8 eV(光子) B．43.2 eV(电子)C．41.0 eV(电子) D．54.4 eV(光子)9．研究光电效应规律的实验装置如图4所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K射出后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计示数恰好为零时，电压表的示数称为遏止电压U c.下列表示光电效应实验规律的图象中，正确的是( )图410．用如图5所示的光电管研究光电效应的实验中，用某种频率的单色光a照射光电管阴极K，电流计G的指针发生偏转．而用另一频率的单色光b照射光电管阴极K时，电流计G的指针不发生偏转，那么( )图5A．a光的频率一定大于b光的频率B．增大b光的强度可能使电流计G的指针发生偏转C．用a光照射光电管阴极K时通过电流计G的电流是由d到cD．只增大a光的强度可使通过电流计G的电流增大二、填空题(本题共4小题，共20分)11．(5分)已知氢原子的基态能量为－13.6 eV，第二能级E2＝－3.4 eV，如果氢原子吸收________eV能量，可由基态跃迁到第二能级．如果再吸收1.89 eV能量，还可由第二能级跃迁到第三能级，则氢原子的第三能级E3＝________ eV.12．(5分)黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为______.1905年爱因斯坦由此得到启发，提出了光子的观点，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为________，并成功解释了________现象中有关极限频率、最大初动能等规律，写出了著名的________方程，并因此获得诺贝尔物理学奖．13．(5分)图6中画出了氢原子的5个能级，并注明了相应的能量E.处在n＝4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有________种．图614．(5分)如图7所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线，由图可知该金属的极限频率为________，该图线的斜率表示__________．该金属的逸出功为________．图7三、计算题(本题共4小题，共40分)15．(8分)如图8所示，阴极K用极限波长λ0＝0.66 μm的金属铯制成，用波长λ＝0.50 μm的绿光照射阴极K，调整两个极板电压，当A极板电压比阴极高出2.5 V时，光电流达到饱和，电流表示数为I＝0.64 μA，求：图8(1)每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极时的最大初动能；(2)如果把照射阴极的绿光的光强增大为原来的2倍，每秒钟阴极发射的光电子数和光电子飞出阴极的最大初动能．16．(8分)氢原子处于基态时，原子的能级为E1＝－13.6 eV，普朗克常量h＝6.63×10－34J·s，氢原子在n＝4的激发态时，问：(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？(2)能放出的光子的最大能量是多少？17．(12分)氢原子的能级图如图9所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由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的最大初动能是多少？图918．(12分)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＝－1.51 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频率的光子？其中最长波长是多少？选修3---5第十八章《原子结构》单元检测参考答案1．D2．B3．AD4．AD5．C6．C7．BC8．A9．ACD10．AD11．10.2 －1.5112．能量子ε＝hν光电效应爱因斯坦光电效应13．414．4.3×1014 Hz 普朗克常量h 1.78 eV15．(1)4.0×1012个9.64×10－20 J(2)8.0×1012个9.64×10－20 J16．(1)0.85 eV (2)12.75 eV17．7.65 eV18．(1)1.03×10－7 m (2)3.28×1015 Hz (3)3种6．58×10－7 m。

高中物理第18章第3节氢原子光谱课件新人教版选修3-5

超级记忆法
第十八章第三节
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超级记忆法-记忆规律
记忆前
选择记忆的黄金时段前摄抑制：可以理解为先进入大脑的信息抑制了后进入大脑的信息后摄抑制：可以理解为因为接受了新的内容，而把前面看过的忘记了
第十八章第三节
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氢原子光谱的实验规律
1.光的产生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。 2．巴耳末公式 1λ＝___R__21_2_－__n1_2 ___(n＝3,4,5…) 3．巴耳末公式的意义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。
能否根据对月光的光谱分析确定月球的组成成分？答案：不能。月球不能发光，它只能反射太阳光，故其光谱是太阳的光谱，对月光进行光谱分析确定的并非月球的组成成分。
二、氢原子光谱的实验规律 1．氢原子光谱实验在充有稀薄氢气的放电管两极间加上2kV～3kV的高压，使氢气放电，氢原子在电场的激发下发光，通过分光镜观察氢原子的光谱。(实验装置如图所示)
经典理论的困难
1.核式结构模型的成就正确地指出了 __原__子__核__ 的存在，很好的解释了 _α_粒__子__散__射__实__验___。 2．经典理论的困难经典物理学既无法解释原子的__稳__定__性__又无法解释原子光谱的__分__立__特__征__。
重点难点突破
如何利用规律实现更好记忆呢？
第十八章第三节
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人教版高中物理选修3-5知识点汇总_一册全_

人教版高中物理选修3—5知识点总结第十六章动量守恒定律动16.1实验探究碰撞中的不变量碰撞的特点:1、相互作用时间极短。

2.相互作用力极大，即内力远大于外力。

3、速度都发生变化。

一、实验的基本思路1、一维碰撞：我们只研究最简单的情况——两个物体碰撞前沿同一直线运动，碰撞后仍沿同一直线运动。

2、猜想与假设：一个物体的质量与它的速度的乘积是不是不变量?3、碰撞可能有很多情形。

例如两个物体可能碰后分开，也可能粘在一起不再分开。

二、需要考虑的问题①如何保证碰撞是一维的？即两个物体在碰撞之前沿同一直线运动，碰撞之后还沿同一直线运动。

在固定的轨道上做实验——气垫导轨。

②怎样测量物体的质？用天平测量。

③怎样测量两个物体在磁撞前后的速度?速度的测量：可以充分利用所学的运动学知识，如利用匀速运动、平抛运动，并借助于斜槽、气垫导轨、打点计时器和纸带等来达到实验目的和控制实验条件。

④数据处理：列表。

参考案例一气垫导轨和光电门研究碰撞。

参考案例二利用单摆研究碰撞参考案例三利用打点计时器研究碰撞参考案例四利用平抛运动研究碰撞研究能量损失较小的碰撞时，可以选用参考案例二;研究碰撞后两个物体结合在一起的情况时，可以选用参考案例三。

参考案例四测出小球落点的水平距离可根据平抛运动的规律计算出小球的水平初速度。

实验设计思想巧妙之处在于用长度测量代替速度测量。

16.2动量定理一、动量1、定义：把物体的质量m和速度ʋ的乘积叫做物体的动量p，用公式表示为p = mʋ2、单位：在国际单位制中，动量的单位是千克米每秒，符号是kg•m/s3、动量是矢量：方向由速度方向决定，动量的方向与该时刻速度的方向相同。

4、注意：物体的动量，总是指物体在某一时刻的动量，即具有瞬时性，故在计算时相应的速度应取这一时刻的瞬时速度。

5、动量的变∆p①某段运动过程（或时间间隔）末状态的动量p'，跟初状态的动量p的矢量差，称为动量的变化（或动量的增量），即p = p' - p。

人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构寒假复习题含答案

绝密★启用前人教版高中物理选修3-5 第十八章原子结构寒假复习题本试卷分第Ⅰ卷和第Ⅱ卷两部分，共100分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷一、单选题(共10小题,每小题4.0分,共40分)1.在卢瑟福的α粒子散射实验中，某一α粒子经过某一原子核附近时的轨迹如图所示，图中P、Q 两点为轨迹上的点，虚线是过P、Q两点并与轨道相切的直线．两虚线和轨迹将平面分成四个区域，不考虑其他原子核对α粒子的作用，那么关于该原子核的位置，下列说法正确的是()A．可能在①区域B．可能在②区域C．可能在③区域D．可能在④区域2.大量氢原子从n＝5的激发态，向低能级跃迁时，产生的光谱线条数是()A． 4条B． 6条C． 8条D． 10条3.如图甲所示的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()A．a元素B．b元素C．c元素D．d元素4.如果阴极射线像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．阴极射线通过偏转电场能够改变方向D．阴极射线通过磁场时方向可能发生改变5.氢原子能级的示意图如图所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则()A．可见光光子能量范围在1.62 eV到2.11 eV之间B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．a光的频率大于b光的频率D．氢原子在n＝2的能级可吸收任意频率的光而发生电离6.如图所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照射一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，则照射氢原子的单色光的光子能量为()A． 13.6 eVB． 12.09 eVC． 10.2 eVD． 3.4 eV7.氢原子能级的示意图如图所示，已知可见光的光子能量范围是1.62 eV～3.11 eV，则()A．氢原子从高能级向低能级跃迁时会吸收能量B．氢原子从n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时会辐射出紫外线C．处于n＝4的激发态的氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，辐射出的光子频率最大D．大量氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，能发出三种频率的光子8.下面对阴极射线的认识正确的是()A．阴极射线是由阴极发出的粒子撞击玻璃管壁上的荧光而产生的B．只要阴阳两极间加有电压，就会有阴极射线产生C．阴极射线可以穿透薄铝片，这说明它是电磁波D．阴阳两极间加有高压时，电场很强，阴极中的电子受到很强的库仑力作用而脱离阴极9.关于电子的发现，下列说法中正确的是()A．电子是由德国物理学家普吕克尔发现的B．电子是由德国物理学家戈德斯坦发现的C．电子是由法国物理学家安培发现的D．电子是由英国物理学家汤姆孙发现的10.如图所示为氢原子能级的示意图，现有大量的氢原子处于n＝4的激发态，当向低能级跃迁时辐射出若干不同频率的光．关于这些光，下列说法正确的是()A．波长最大的光是由n＝4能级跃迁到n＝1能级产生的B．频率最小的光是由n＝2能级跃迁到n＝1能级产生的C．这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光D．从n＝2能级跃迁到n＝1能级电子动能增加二、多选题(共4小题,每小题5.0分,共20分)11.(多选)氢原子的结构可以简化为一个电子绕一个质子做匀速圆周运动，电子在不同轨道上运动，氢原子具有不同能量．如图所示为氢原子能级示意图，一群氢原子(称为a群)处于n＝3的激发态，它们向较低能级跃迁的过程中向外辐射光子，用这些光子分别照射逸出功为2.29 eV的金属钠和处于基态的另一群(称为b群)氢原子，下列说法正确的是()A．b群中的部分氢原子被激发到n＝2的激发态B．金属的表面所发出的光电子的最大初动能是9.80 eVC．a群氢原子在辐射光子的过程中电子绕质子运动的动能增大，电势能减小D．a群氢原子能辐射出三种不同频率的光，其中从n＝3能级跃迁到n＝2能级所发出的光波长最短12.(多选)关于原子的下列说法中正确的是()A．原子是化学反应中的最小微粒，是不可再分的B．原子是化学反应中的最小微粒，是可以分割的C．原子是保持物质化学性质的最小微粒，是可以分割的D．认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的13.(多选)下列说法正确的是()A．巴耳末系光谱线的条数只有4条B．巴耳末系光谱线有无数条C．巴耳末系中既有可见光，又有紫外光D．巴耳末系在可见光范围内只有4条14.(多选)根据玻尔理论，在氢原子中，量子数n越大，则()A．电子轨道半径越小B．核外电子运动速度越小C．原子能级的能量越小D．电子的电势能越大第Ⅱ卷三、计算题(共4小题,每小题10.0分,共40分)15.1910年美国物理学家密立根做了测定电子电荷量的著名实验——“油滴实验”，如图所示，质量为m的带负电的油滴，静止于水平放置的带电平行金属板间，设油滴的密度为ρ，空气密度为ρ′，试求：两板间的场强最大值表达式．16.α粒子与金原子核发生对心碰撞时，接近金原子核中心的最小距离为2.0×10－14m，已知金的摩尔质量是0.197 kg/mol，阿伏加德罗常数为6×1023mol－1，试估算金原子核的平均密度是多少？17.在可见光范围内，氢原子发光的波长最长的两条谱线所对应的波长各是多少？频率各是多少？18.氢原子的能级图如图所示，某金属的极限波长恰好等于氢原子由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的最大初动能是多少？答案1.【答案】A【解析】因为α粒子与此原子核之间存在着斥力，如果原子核在②、③或④区，α粒子均应向①区偏折，所以不可能．2.【答案】D【解析】由题意可知，当大量氢原子从n＝5能级跃迁时，有10条光谱线产生．3.【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．4.【答案】B【解析】X射线是电磁波，不带电，通过电场、磁场时不受力的作用，不会发生偏转、加速，选项B正确．5.【答案】C【解析】由能级跃迁公式ΔE＝Em－En得：ΔE1＝E4－E2＝－0.85 eV－(－3.4 eV)＝2.55 eVΔE2＝E3－E2＝－1.51 eV－(－3.4 eV)＝1.89 eV故A错；据ΔE＝＝hν知，C对；ΔE3＝E4－E3＝－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段，B错；氢原子在n＝2的能级时能量为－3.4 eV，所以只有吸收光子能量大于等于3.4 eV时才能电离，D错．6.【答案】B【解析】受激发的氢原子能自发地辐射出三种不同频率的光，说明激发的氢原子处于第3能级，则照射氢原子的单色光的光子能量为E＝E3－E1＝12.09 eV，故B正确．7.【答案】C【解析】氢原子从高能级向低能级跃迁时，根据能量守恒，会将以光子的形式辐射能量，A错误；紫外线的频率大于3.11 eV，氢原子从n＝4的激发态向n＝3的激发态跃迁时辐射出的光子能量为－0.85 eV－(－1.51 eV)＝0.66 eV，所以辐射出的光子为红外线，B错误；处于n＝4的激发态的氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，辐射出的光子频率最大，C正确；大量氢原子从n＝4的激发态向n＝1的基态跃迁时，能发出C＝6种频率的光子，D错误．8.【答案】D【解析】阴极射线是由阴极直接发出的，A错误；只有当两极间加有高压且阴极接电源负极时，阴极中的电子才会受到足够大的库仑力作用而脱离阴极成为阴极射线，B错误，D正确；阴极射线可以穿透薄铝片，可能是电磁波，也可能是更小的粒子，C错误．9.【答案】D【解析】电子是由英国物理学家汤姆孙发现的．10.【答案】D【解析】核外电子从高能级n向低能级m跃迁时，辐射的光子能量ΔE＝En－Em＝hν，故能级差越大，光子的能量也越大，即光子的频率越大，根据ν＝可知频率越大，波长越小，由图可知当核外电子从n＝4能级跃迁到n＝3能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，频率最小，波长最大，故A、B错误．当电子从n＝4向低能级跃迁时，跃迁的种类有4→3,4→2,4→1,3→2,3→1,2→1.即辐射光的种类为C＝6种，故C错误．电子从n＝2能级跃迁到n＝1能级辐射光子，根据引力提供向心力，即＝m，可知，电势能减小，但动能增加．故D 正确．11.【答案】ABC12.【答案】BD【解析】原子是可再分的，选项A错误，选项B正确；分子是保持物质化学性质的最小微粒，选项C错误；认为原子具有复杂结构是从发现电子开始的，选项D正确．13.【答案】BCD【解析】巴耳末系中的光谱线有无数条，但在可见光的区域中只有4条光谱线，其余都在紫外光区域．故B，C，D正确，A错误．14.【答案】BD【解析】n越大，轨道半径越大，原子能量越大，根据k＝m，知电子的动能越小，原子能量等于电子动能和势能的总和，知电子的电势能越大．故B、D正确，A、C错误．15.【答案】【解析】设油滴的体积为V，则V＝，油滴受到空气对它的浮力为F，则F＝ρ′Vg＝ρ′g.取油滴为研究对象，设其带电荷量为q，在电场中受重力、浮力和电场力而平衡，受力如图所示，有：F＋Eq＝mg，即＋Eq＝mg所以E＝又因为任何带电体所带电荷量为电子所带电荷量的整数倍，所以有：q＝ne，即E＝当n＝1时，E最大，即E m＝.16.【答案】9.803×1015kg/m3【解析】α粒子与金原子核发生对心碰撞时，能够接近金原子核中心的最小距离为2.0×10－14m，故金原子核的半径为2.0×10－14m；金原子核的体积为：V＝πr3；金原子核的质量为：m＝；故金原子核的平均密度：ρ＝＝＝≈9.803×1015kg/m317.【答案】6.55×10－7m 4.85×10－7m 4.58×1014Hz 6.19×1014Hz【解析】利用巴耳末公式计算波长＝R(－)，n＝3,4,5，…当n＝3、4时，氢原子发光所对应的两条谱线波长最长当n＝3时，＝1.10×107×(－)m－1，解得λ1≈6.55×10－7m当n＝4时，＝1.10×107×(－)m－1，解得λ2≈4.85×10－7m，由波速公式c＝λν得ν1＝＝Hz≈4.58×1014Hzν2＝＝Hz≈6.19×1014Hz.18.【答案】7.65 eV【解析】根据玻尔理论可知，氢原子由n＝4能级跃迁到n＝2能级时，辐射出的光子能量为hν＝E4－E2①据题意知，该金属的逸出功为W0＝hν②氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，所辐射出的光子能量为hν′＝E2－E1③据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能E k满足E k＝hν′－W0④①②③④联立可得：E k＝2E2－E1－E4将E1＝－13.6 eV，E2＝－3.4 eV和E4＝－0.85 eV代入上式，可得E k＝7.65 eV.。

人教版高中物理选修3-5第18章原子结构测试2.docx

高中物理学习材料（灿若寒星**整理制作）物理选修3-5《第18章原子结构》章节测试卷B（含答案）1．在α粒子散射实验中，当α粒子穿过金箔时，下下列理解正确的是( ) 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2．如图所示为氢原子的能级图，若用能量为10．5 eV的光子去照射一群处于基态的氢原子，则氢原子将( )A．能跃迁到n＝2的激发态上去B．能跃迁到n＝3的激发态上去C．能跃迁到n＝4的激发态上去D．以上三种说法均不正确3．根据玻尔原子结构理论，氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨道后，下列判断正确的是( )A．原子的能量增加，电子的动能减少B．原子的能量增加，电子的动能增加C．原子的能量减少，电子的动能减少D．原子的能量减少，电子的动能增加4．卢瑟福的原子结构学说初步建立了原子结构的正确图景，能解决的问题有( )A．圆满解释氢原子发光的规律性B．圆满解释α粒子散射现象C．结合经典理论解释了原子的稳定性D．用α粒子散射的数据估算原子核的大小5．下列对原子结构的认识中，正确的是( )A．原子中绝大部分是空的，原子核小B．电子在核外旋转，库仑力提供向心力C．原子的全部正电荷都集中在原子核上D．原子核的直径大约是10—10m6．根据玻尔原子理论，原子中电子绕核运动的轨道半径( )A．可以取任意值B．可以在某一范围任意取值C．可以取一系列不连续的任意值D．是一系列不连续的特定值7．如图所示，O点表示金原子核的位置，曲线ab 和cd表示经过该原子核附近的α粒子的运动轨迹，其中可能正确的是( )8．卢瑟福α粒子散射实验的结果（ C ）A.证明了质子的存在B.证明了原子核是由质子和中子组成的C.证明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里D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动9．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光；从的光．若λ1>λ2，则氢能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ原子从能级B跃迁到能级C 时，将光子，光子的波长为．10．下图给出氢原子最低四个能级，氢原子在这些能级间跃迁所辐射的光子的频率最多有种，其中最大频率等于Hz．(保留两位有效数字)11．阴极射线是从阴极射线管的阴极发出的高速运动的粒子流，这些微观粒子是．若在如图所示的阴极射线管中部加上垂直于纸面向里的磁场，阴极射线将(填“向上”“向下”“向里”“向外”)偏转．12．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型．如图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹．在α粒子从a 运动到b ，再运动到c 的过程中，α粒子的动能先，后；电势能先后．(填“增大”“减小”或“不变”)13．氢原子基态能量E 1=-13.6eV ，电子绕核运动半径r 1=0.53×10-10m ．,21n E E n = 12r n r n =求氢原子处于n=4激发态时：(电子的质量m=0.9×10-30kg) （1）原子系统具有的能量；（2）电子在轨道上运动的动能；（3）电子具有的电势能；（4）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效字）14、对于两物体碰撞前后速度在同一直线上，且无机械能损失的碰撞过程，可以简化为如下模型：A 、B 两物体位于光滑水平面上，仅限于沿同一直线运动，当它们之间的距离大于等于某一定值d 时，相互作用力为零，当它们之间的距离小于d 时，存在大小恒为F 的斥力。

高中物理第三章《第4节-通电导线在磁场中受到的力》新人教版选修

[解析] 当开关K接通时，根据安培定则知电磁铁附近磁感线的分布如图所示，由左手定则知通电直导线此时左端受力指向纸内，右端受力指向纸外，故导线将转动，转到与磁感线接近垂直时，整个导线受到的磁场力将竖直向下，故悬线张力变大，选项D正确．
[答案] D
考点三磁电式电流表磁电式电流表的灵敏度较高，那么其原理是什么呢？
左手定则应用的两个要点 (1)安培力的方向既垂直于电流的方向，又垂直于磁场的方向，所以应用左手定则时，必须使大拇指指向与四指指向和磁场方向均垂直． (2)由于电流方向和磁场方向不一定垂直，所以磁场方向不一定垂直穿入手掌，可能与四指方向成某一夹角．但四指一定要指向电流方向．
[变式训练] 如图所示，导线 ABC 为垂直折线，其中电流为 I，AB＝BC＝L，导线所在的平面与匀强磁场垂直，匀强磁场的磁感应强度为 B，求导线 ABC 所受安培力的大小和方向．
把整段导线分为多段电流元，先用左手定则判断每段电流元受力的方电流元法向，然后判断整段导线所受合力的方向，从而确定导线的运动方向环形电流可等效成小磁针，通电螺等效法线管可以等效成条形磁铁或多个环形电流，反过来也成立
通过转动通电导线到某个便于分析的特殊特殊位置法位置，然后判断其所受安培力的方向，从
(3)形象记忆左手定则和安培定则的不同用途：“力”字最后一笔是向左写的，用左手判断安培力的方向，电流的磁场中的 “电”字最后一笔是向右写的，用右手判断电流的磁场方向．简称“左力右电”．
2. 安培力的大小 (1)当 B 与 I 垂直时，F＝BIL；当 B 与 I 成 θ 角时，F＝BILsinθ， θ 是 B 与 I 的夹角． (2)B 对放入的通电导线来说是外磁场的磁感应强度． (3)导线 L 所处的磁场应为匀强磁场；在非匀强磁场中，公式 F＝BILsinθ 仅适用于很短的通电导线(我们可以把这样的直线电流称为直线电流元)．

人教版高中物理选修3-5练习：第十八章+原子结构+18-4a

[基础达标练]1．(多选)下列说法中正确的是()A．氢原子处于基态时，能级最低，状态最稳定B．氢原子由高能级向低能级跃迁后，动能和电势能都减小C．玻尔理论成功解释了氢原子光谱的分立特征D．光子的能量大于氢原子基态能量绝对值时，不能被氢原子吸收答案AC解析原子在不同状态中具有不同的能量，能量最低的状态叫基态。

所以基态能量最低、状态最稳定，A正确；氢原子由高能级向低能级跃迁后，动能增大，电势能减小，B错误；玻尔在普朗克关于黑体辐射的量子论和爱因斯坦关于光子的概念的启发下把微观世界中物理量取分立值的观点应用到原子系统，成功解释了氢原子光谱的分立特征，C正确；当光子能量大于氢原子基态电离能时，氢原子吸收后发生电离，D错误。

2．一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()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答案 B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，B正确，A、C、D错误。

3．(多选)氢原子核外电子由一个轨道向另一个轨道跃迁时，可能发生的情况是()A．原子吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大B．原子放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量减小C．原子吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大D．原子放出光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量减小答案CD解析氢原子核外电子由一个轨道跃迁到另一个轨道，可能有两种情况：一是由较高能级向较低能级跃迁，即原子的电子由距核远处跃迁到较近处，要放出光子，原子的能量(电子和原子核共有的电势能与电子动能之和，即能级)要减小，原子的电势能要减小(电场力做正功)，电子的动能增大；二是由较低能级向较高能级跃迁，情况与上述相反。

人教版高中物理选修3-5学案：第十八章章末(20211031235805)

个帅哥帅哥的 ffff一、对α粒子散射实验及核式构造模型的理解1．实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多半α粒子仍沿本来的方向行进；少量α粒子有较大的偏转；很少量α粒子的偏转角度超出90°，有的甚至被弹回，偏转角达到180°.2．核式构造学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核内，电子绕核运行．3．原子核的构成与尺度(1)原子核的构成：由质子和中子构成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数．－ 15(2) 原子核的大小：实验确立的原子核半径的数目级为10m，而原子的半径的数目级是－1010m．因此原子内部十分“空阔”．例 1 (多项选择 )对于α粒子散射实验现象的剖析，以下说法正确的选项是()A ．绝大多半α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内平均散布，使α粒子受力均衡的结果B．绝大多半α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未遇到显然的力的作用，说明原子内大部分空间是空的C．很少量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散布空间很小D．很少量α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大分析在α粒子散射实验中，绝大多半α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未遇到原子核显然的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大多半空间是空的，故A错，B 对；很少量α粒子发生大角度偏转，说明会遇到原子核显然的力的作用的空间在原子内很小，α粒子偏转而原子核未动，说明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，不会有显然偏转，故 C 对， D 错．答案BC二、对玻尔原子模型及原子能级跃迁的理解1．玻尔原子模型(1)原子只好处于一系列能量不连续的状态中，拥有确立能量的稳固状态叫做定态，能量最低的状态叫基态，其余的状态叫做激发态．(2)频次条件当电子从能量较高的定态轨道 (E m)跃迁到能量较低的定态轨道 (E n)时会放出能量为 hν的光子，则：hν＝ E m－ E n.反之，当电子汲取光子时会从较低的能量态跃迁到较高的能量态，汲取的光子能量相同由频次条件决定．(3)原子的不同能量状态对应电子的不同运行轨道．2．氢原子能级跃迁(1)氢原子的能级E1原子各能级的关系为：E n＝n2(n 为量子数， n＝ 1,2， 3， )对于氢原子而言，基态能级：E1＝－ 13.6 eV.(2)氢原子的能级图氢原子的能级图如图 1 所示．图 1例 2如图2为氢原子能级表示图的一部分，则氢原子()图 2A ．从 n＝ 4 能级跃迁到n＝ 3 能级比从n＝ 3 能级跃迁到n＝ 2 能级辐射出电磁波的波长长B．从 n＝5 能级跃迁到n＝ 1 能级比从n＝ 5 能级跃迁到n＝ 4 能级辐射出电磁波的速度大C．处于不同能级时，核外电子在各处出现的概率是相同的D．从高能级向低能级跃迁时，氢原子核必定向外放出能量分析氢原子从高能级跃迁到低能级辐射必定频次的光子．E m－ E n＝ hν，能级差值越大辐射光子的频次越大，波长越短， E4－ E3＜ E3－ E2，所以 A 项正确；辐射出的电磁波速度相同大，B 项错误；处在不同能级时，核外电子出现的概率不相同，能级越低，概率越大，C项错误；氢原子由高能级向低能级跃迁时氢原子必定放出能量，而不是氢原子核，故 D 错误．答案A三、原子的能级跃迁与电离1．能级跃迁包含辐射跃迁和汲取跃迁，可表示以下：高能级 E m 辐射光子 hν＝E m－E n低能级 E n.汲取光子 hν＝E m－E n2．当光子能量大于或等于13.6 eV 时，也能够被处于基态的氢原子汲取，使氢原子电离；当处于基态的氢原子汲取的光子能量大于13.6 eV 时，氢原子电离后，电子拥有必定的初动能．3．原子还可汲取外来实物粒子(比如自由电子) 的能量而被激发．因为实物粒子的动能可全部或部分被原子汲取，所以只需入射粒子的能量大于或等于两能级的能量差(E＝ E m－ E n)，均可使原子发生能级跃迁．例 3 (多项选择 )如图 3 所示是氢原子能级表示图的一部分，则以下说法正确的选项是()图 3A ．用波长为600 nm 的 X 射线照耀，能够使稳固的氢原子电离B．用能量是10.2 eV 的光子能够激发处于基态的氢原子C．用能量是 2.5 eV 的光子入射，能够使基态的氢原子激发D．用能量是11.0 eV 的外来电子，能够使处于基态的氢原子激发分析“稳固的氢原子”指处于基态的氢原子，要使其电离，光子的能量一定大于或等于13.6eV ，而波长为 600 nm 的 X 射线的能量为c－ 343× 108E＝ h ＝ 6.63× 10×－ 9－ 19λ600× 10 × 1.6×10eV ≈ 2.07 eV<13.6 eV ，A 错误．因E＝ E2－E1＝ (－ 3.4 eV) － (－ 13.6 eV) ＝ 10.2 eV，故 10.2 eV 的光子能够使氢原子从基态跃迁到n＝ 2 的激发态， B 正确； 2.5 eV 的光子能量不等于任何其余能级与基态的能级差，所以不可以使氢原子发生跃迁，C 错误；外来电子能够将10.2 eV 的能量传达给氢原子，使它激发，外来电子还节余11.0 eV－ 10.2 eV＝ 0.8 eV 的能量，D 正确．答案 BD针对训练一个氢原子处于基态，用光子能量为 15 eV 的电磁波去照耀该原子，问可否使氢答案能 1.4 eV分析氢原子从基态n＝ 1 被完整电离起码需要汲取13.6 eV 的能量．所以15 eV 的光子能使之电离，由能量守恒可知，完整电离后还节余动能E k＝ 15 eV － 13.6 eV＝ 1.4 eV.1．在α粒子散射实验中，当α粒子最靠近金原子核时，以下说法正确的选项是()A．动能最小B．电势能最小C．α粒子和金原子核构成的系统的能量最小D．加快度最小答案A分析在α粒子散射实验中，当α粒子靠近金原子核时，金原子查对α粒子的作使劲是斥力，对α粒子做负功，电势能增添，动能减小，当α粒子离金原子核近来时，它们之间的库仑力最大，α粒子的动能最小．因为遇到的金原子核外电子的作用相对较小，与金原子查对α粒子的库仑力对比，能够忽视，所以只有库仑力做功，所以机械能和电势能整体上是守恒的，故系统的能量能够以为不变．综上所述，正确选项应为 A.2．如图 4 所示是玻尔理论中氢原子的能级图，现让一束单色光照耀一群处于基态的氢原子，受激发的氢原子能自觉地辐射出三种不同频次的光，则照耀氢原子的单色光的光子能量为()图 4A ． 13.6 eVB ．12.09 eV C． 10.2 eV D ．3.4 eV答案B分析受激发的氢原子能自觉地辐射出三种不同频次的光，说明激发的氢原子处于第 3 能级，则照耀氢原子的单色光的光子能量为E＝ E3－ E1＝12.09 eV ，故 B 正确．3．氢原子能级的表示图如图 5 所示，大批氢原子从n＝ 4 的能级向n＝ 2 的能级跃迁时辐射出可见光a，从 n＝3 的能级向n＝ 2 的能级跃迁时辐射出可见光b，则 ()图 5A ．可见光光子能量范围在 1.62 eV 到 2.11 eV 之间B．氢原子从n＝ 4 的能级向n＝ 3 的能级跃迁时会辐射出紫外线C． a 光的频次大于 b 光的频次D．氢原子在n＝2 的能级可汲取随意频次的光而发生电离答案C分析由能级跃迁公式E＝ E m－ E n得：E1＝E4－ E2＝－ 0.85 eV－ (－ 3.4 eV) ＝ 2.55 eVE2＝E3－ E2＝－ 1.51 eV－ (－ 3.4 eV) ＝ 1.89 eVhc故 A 错；据E＝λ＝ hν知， C 对；E3＝ E4－ E3＝－ 0.85 eV － (－ 1.51 eV) ＝ 0.66 eV ，所以氢原子从n＝ 4 的能级向n＝ 3 的能级跃迁时能量差对应的光子处于红外线波段， B 错；氢原子在 n＝ 2 的能级时能量为－ 3.4 eV ，所以只有汲取光子能量大于等于 3.4 eV 时才能电离，D 错．4．如图 6 所示为氢原子能级的表示图．现有大批处于n＝ 4 激发态的氢原子，向低能级跃迁时将辐射出若干不同频次的光．对于这些光，以下说法正确的选项是()图 6A ．最简单发生衍射现象的光是由n＝ 4 能级跃迁到n＝1 能级产生的B．频次最小的光是由n＝2 能级跃迁到n＝ 1 能级产生的C．这些氢原子总合可辐射出3 种不同频次的光D．用 n＝ 2 能级跃迁到 n＝ 1 能级辐射出的光照耀逸出功为6.34eV 的金属箔能发生光电效应答案D分析从 n＝ 4 的激发态跃迁到基态的能级差最大，即辐射出的光子能量最大，频次最大，对应波长最小，是最不简单发生衍射现象的， A 错误；从 n＝ 4 的激发态跃迁到 n＝ 3 的激发态的能级差最小，辐射出的光子的频次最小， B 错误；可辐射出的光子频次的种类数为C42＝6 种， C 错误；从 n＝ 2 的激发态跃迁到基态时，辐射出光子的能量E＝ E2－E1＞ 6.34eV，因此能够使逸出功为 6.34 eV 的金属箔发生光电效应， D 正确．。

动量守恒定律第4节碰撞讲义-人教版高中物理选修3-5讲义练习

第4节碰撞1.如果碰撞过程中机械能守恒，这样的碰撞叫做弹性碰撞，如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。

2．两小球碰撞前后的运动速度与两球心的连线在同一条直线上，这种碰撞称为正碰，也叫对心碰撞。

3．微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”，这样的碰撞又叫散射。

一、碰撞的分类1．从能量角度分类(1)弹性碰撞：碰撞过程中机械能守恒。

(2)非弹性碰撞：碰撞过程中机械能不守恒。

(3)完全非弹性碰撞：碰撞后合为一体或碰后具有共同速度，这种碰撞动能损失最大。

2．从碰撞前后物体运动的方向是否在同一条直线上分类(1)正碰：(对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的速度方向与两球心的连线在同一条直线上，碰撞之后两个球的速度方向仍会沿着这条直线的方向而运动。

(2)斜碰：(非对心碰撞)两个球发生碰撞，如果碰撞之前球的运动速度方向与两球心的连线不在同一条直线上，碰撞之后两球的速度方向都会偏离原来两球心的连线而运动。

二、弹性碰撞特例1．两质量分别为m1、m2的小球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则碰后两球速度分别为v1′＝m1－m2m1＋m2v1，v2′＝2m1m1＋m2v1。

2．若m1＝m2的两球发生弹性正碰，v1≠0，v2＝0，则v1′＝0，v2′＝v1，即两者碰后交换速度。

3．若m1≪m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝－v1，v2′＝0。

表明m1被反向以原速率弹回，而m2仍静止。

4．若m1≫m2，v1≠0，v2＝0，则二者弹性正碰后，v1′＝v1，v2′＝2v1。

表明m1的速度不变，m2以2v1的速度被撞出去。

三、散射1．定义微观粒子相互接近时并不像宏观物体那样“接触”而发生的碰撞。

2．散射方向由于粒子与物质微粒发生对心碰撞的概率很小，所以多数粒子碰撞后飞向四面八方。

1．自主思考——判一判(1)两小球在光滑水平面上碰撞后粘在一起，因而不满足动量守恒定律。

(×)(2)速度不同的两小球碰撞后粘在一起，碰撞过程中没有能量损失。

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》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）

第4节玻尔的原子模型

1．轨道量子化与定态 (1)玻尔认为，电子绕原子核做圆周运动，服从经典力学的规律，但轨道______任意的，只有当半径大小符合一定条件时，这样的轨道才是可能的，也就是说：电子的轨道是 ________的．电子在这些轨道上绕核的转动是稳定的，不产生__________辐射． (2)电子在不同轨道上运动时能量是不同的，轨道的量子化势必对应着能量的量子化，这些量子化的能量值叫做______．这些具有确定能量的稳定状态称为______，能量最低的状态叫做______，其他状态叫做________．也就是说，原子只能处在一系列________的能量状态中． 2．频率条件玻尔假定：当电子从能量__________的定态轨道跃迁到能量______的定态轨道时，会辐射出能量为________的光子，反之会________光子．频率条件表达式为____________． 3．玻尔理论对氢光谱的解释 (1)玻尔理论解释巴耳末公式：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hν＝Em－En；巴耳末公式中的正整数n和2正好代表能级跃迁之前和跃迁之后的 __________的量子数n和2，并且理论上的计算和实验测量的______________符合得很好，同样，玻尔理论也能很好地解释甚至预言氢原子的其他谱线系． (2)解释气体导电发光：气体放电管中的原子受到______________的撞击，有可能跃迁到激发态，激发态是不稳定的，会自发地向低能级跃迁，放出光子． (3)解释氢光谱的不连续：原子从高能态向低能态跃迁时放出光子的能量等于前后》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧 ____．由于原子的能级是________的，所以放出的光子的能量也是________ 的，因此原子的发射光谱只有一些分立的亮线． 4．玻尔模型的局限性 (1)玻尔理论的成功之处：玻尔的原子理论第一次将__________引入原子领域，提出了 ______和______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：对更复杂的原子发光，玻尔理论却无法解释，它的不足之处在于过多地保留了__________，仍然把电子的运动看成是经典力学描述下的轨道运动．

【概念规律练】知识点一玻尔的原子理论 1．根据玻尔的原子模型，原子中核外电子绕核运转的半径( ) A．可以取任意值 B．可以在某一范围内取任意值 C．可以取一系列不连续的任意值 D．是一系列不连续的特定值 2．玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有( ) A．原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子做圆周运动，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知识点二原子的跃迁 3．根据玻尔理论，某原子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道，辐射出波长为λ 的光．以h表示普朗克常量，c表示真空中的光速，E′等于( )

A．E－hλc B．E＋hλc C．E－hcλ D．E＋hcλ 4．氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道过程中( ) A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大 D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大【方法技巧练】一、原子跃迁过程放出或吸收光子的能量的计算》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧图1 5．如图1中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量En.用下列几种能量的光子照射处于基态的原子，能使氢原子发生跃迁或电离的是( ) A．9 eV的光子 B．12 eV的光子 C．10.2 eV的光子 D．15 eV的光子 6．设氢原子从基态向n＝2能级跃迁时，吸收的光子波长为λ1，从n＝2激发态向n＝3 能级跃迁时，吸收的光子波长为λ2，则氢原子从n＝3激发态向低能级跃迁时，所辐射光子的波长可能为( ) A．λ1 B．λ2

C．λ1＋λ2 D.λ1λ2λ1＋λ2 二、氢原子跃迁放出光子种类的分析方法 7．已知氢原子的能级结构如图2所示，可见光的光子能量范围约为1.62 eV～3.11 eV.下列有关说法错误的是( )

图2 A．处于n＝3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并发生电离》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧 B．大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，发出的光具有显著的热效应 C．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出6种不同频率的光 D．大量处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时，可能发出3种不同频率的可见光

1．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，其电子做圆周运动，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 2．原子的能量量子化现象是指( ) A．原子的能量是不可以改变的 B．原子的能量与电子的轨道无关 C．原子的能量状态是不连续的 D．原子具有分立的能级 3．根据玻尔的氢原子理论，电子在各条可能轨道上运动的能量是指( ) A．电子的动能 B．电子的电势能 C．电子的电势能与动能之和 D．电子的动能、电势能和原子核能之和 4．一群氢原子处于同一较高的激发态，它们在向较低激发态或基态跃迁的过程中( ) 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明线 C．只能吸收频率一定的光子，形成光谱中的一条暗线 D．只能发出频率一定的光子，形成光谱中的一条明线 5．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．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《

马鸣风萧萧图3 6．氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子，已知基态氦离子能量为E1＝－54.4 eV，氦离子能级的示意图如图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( ) A．40.8 eV B．43.2 eV C．51.0 eV D．54.4 eV 7．氢原子处于量子数n＝3的状态时，要使它的核外电子成为自由电子，吸收的光子能量应是( ) A．13.6 eV B．3.5 eV C．1.51 eV D．0.54 eV 8．氢原子从能量为E1的较高激发态跃迁到能量为E2的较低激发态，设真空中的光速为 c，则( )

A．吸收光子的波长为cE1－E2h

B．辐射光子的波长为cE1－E2h C．吸收光子的波长为chE1－E2 D．辐射光子的波长为chE1－E2 》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《

马鸣风萧萧图4 9．氢原子的部分能级如图4所示．已知可见光的光子能量在1.62 eV到3.11 eV之间．由此可推知，氢原子( ) A．从高能级向n＝1能级跃迁时发出的光的波长比可见光的短 B．从高能级向n＝2能级跃迁时发出的光均为可见光 C．从高能级向n＝3能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高 D．从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发出的光为可见光 10．图5所示为氢原子的能级图．一群处于n＝4激发态的氢原子，发生跃迁时可观测到氢原子发射不同波长的光有多少种( )

图5 A．6 B．2 C．3 D．1 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

答案 11.已知氢原子的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10 m，量子数为n的能级的能量值为En

＝－13.6n2 eV. (1)有一群氢原子处于量子数n＝3的激发态，画一张能级图，在图上用箭头标明这些氢》》》》》》》》》积一时之跬步臻千里之遥程《《《《《《《《《《《《马鸣风萧萧原子能发出哪几种光谱线； (2)计算这几种光谱线中最短的波长．(静电力常量k＝9×109 N·m2/C2，电子电荷量e＝ 1.6×10－19 C，普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s，真空中光速c＝3.00×108 m/s)

第4节玻尔的原子模型课前预习练 1．(1)不是量子化电磁 (2)能级定态基态激发态不连续 2．较高较低 hν 吸收 hν＝Em－En 3．(1)定态轨道里德伯常量 (2)高速运动的电子 (3)两能级差分立分立 4．(1)量子观念定态跃迁 (2)经典理论课堂探究练 1．D 2．ABC [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级跃迁学说的提出，也就是“量子化”概念，原子的不同能量状态与电子绕核运动的不同圆轨道相对应，是经典理论与量子化概念的结合．电子跃迁辐射的能量为hν＝Em－En与电子绕核做的圆周运动无关，故D错．] 点评解答本题应注意把握以下三点： (1)电子的轨道是一些不连续的某些分立的值，不同轨道对应不同的能量值． (2)电子在可能的轨道上，不向外辐射能量，状态稳定，原子处于一系列不连续的能量状态．

(3)原子从一种定态跃迁到另一种定态时要吸收或辐射一定频率的光子． 3．C [释放的光子能量为：hν＝hcλ，所以E′＝E－hν＝E－hcλ.] 4．D [根据玻尔理论，氢原子核外电子在离核越远的轨道上运动时，其能量越大，电子从低轨道(量子数n小)向高轨道(n值较大)跃迁时，要吸收一定能量的光子，故选项B可排

除；氢原子核外电子绕核做圆周运动，其向心力由原子核对电子的库仑引力提供，即ke2r2＝mv2r，

电子运动的动能Ek＝12mv2＝ke22r.由此可知：电子离核越远，r越大，则电子的动能越小，故选项A、C均可排除；由于原子核带正电荷，电子带负电荷，事实上异种电荷远离过程中需克服库仑引力做功，即库仑力对电子做负功，则原子系统的电势能将增大，系统的总能量增加，故选项D正确．] 5．CD [能使处于基态的氢原子发生电离的最小能量为13.6 eV，能使电子发生跃迁的最小能量为10.2 eV，故选项C、D正确．] 方法总结由跃迁条件可知，氢原子在各能级间跃迁时，只能吸收能量值刚好等于某两能级之差的光子，即hν＝E末－E初；当光子的能量大于氢原子的基态电离能时，电子将脱离原子核的束缚而成为自由电子，不受氢原子能级间跃迁条件的限制． 6．ABD 7．D [处于n＝3能级的氢原子欲发生电离，只需吸收1.51 eV的能量即可，低于可见光的光子能量范围，所以可以吸收任意频率的紫外线而发生电离，A正确；大量氢原子从高能级向n＝3能级跃迁时，放出的能量至多为1.51 eV，低于可见光的光子能量，此光处于红