2027年高考物理一轮复习学案练习含答案16-第十六章 近代物理 02-第2讲 原子结构和玻尔理论（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习学案练习含答案16-第十六章 近代物理 02-第2讲 原子结构和玻尔理论（教用），共16页。试卷主要包含了原子的核式结构，氢原子光谱、玻尔理论和能级跃迁等内容，欢迎下载使用。
课标要求
知道原子的核式结构模型；通过对氢原子光谱的分析，了解原子的能级结构。
考点一 原子的核式结构
回归教材 强基础
原子的核式结构模型
（1） 1909～1911年，英国物理学家_ _ _ _ _ _ 指导他的助手进行了α 粒子散射实验，提出了核式结构模型。
（2） α 粒子散射实验
①实验装置：如图所示。
②实验结果：绝大多数α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿_ _ _ _ 方向前进，少数α 粒子发生大角度偏转，极少数偏转角度大于90∘ ，几乎被弹回。
（3） 核式结构模型：原子中心有一个很小的核，叫作原子核，原子的全部_ _ _ _ _ _ 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绕核旋转。
【答案】（1） 卢瑟福
（2） 原
（3） 正电荷
突破核心 提能力
例1 多选 如图所示是α 粒子散射实验装置的示意图。从α 粒子源发射的α 粒子射向金箔，金箔非常薄，可认为金箔是单原子薄膜，每个α 粒子只可能与其中一个金原子作用。利用观测装置观测发现，绝大多数α 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但有少数α 粒子（约占八千分之一）发生了大角度偏转，极少数α 粒子偏转的角度甚至大于90∘ 。已知α 粒子的质量是氢原子质量的4倍、电子质量的7 300倍，金原子质量是氢原子质量的197倍。下列说法正确的是（ ）
A. α 粒子发生大角度偏转是金箔中的电子对α 粒子的作用引起的
B. 实验结果说明原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内
C. α 粒子发生大角度偏转是金箔中带正电的物质对α 粒子的作用引起的
D. 卢瑟福假设原子中带正电的部分和绝大部分质量集中在一个很小的区域，这个假设与实验结果相符
【答案】CD
【解析】电子对α 粒子速度的大小和方向的影响可以忽略，故A错误；若原子中的正电荷弥漫性地均匀分布在原子内，α 粒子穿过原子时受到的各方向正电荷的斥力基本上会相互平衡，对α 粒子运动的影响不会很大，不会出现大角度偏转的实验结果，故B错误；原子核带正电，体积很小，但几乎占有原子的全部质量，电子在核外运动，当α 粒子进入原子区域后，大部分离原子核很远，受到的库仑斥力很小，运动方向几乎不变，只有极少数α 粒子在穿过时离原子核很近，因此受到很强的库仑斥力，发生大角度散射，故C、D正确。
例2 在α 粒子散射实验中，α 粒子散射图景如图所示，图中实线表示α 粒子的运动轨迹，假定金原子核位置固定，a、b、c为其中一条轨迹上的三个点，其中a、c两点距金原子核的距离相等，下列说法正确的是（ ）
A. 卢瑟福根据α 粒子散射实验提出了能量量子化
B. 大多数α 粒子几乎沿原方向返回
C. 从a经过b运动到c的过程中，α 粒子的电势能先增大后减小
D. α 粒子经过a、b两点时动能相等
【答案】C
【解析】卢瑟福通过对α 粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，普朗克提出了能量量子化，故A错误；根据α 粒子散射实验现象可知，大多数α 粒子击中金箔后几乎沿原方向前进，故B错误；根据电场力做功特点可知α 粒子从a经过b运动到c的过程中电场力先做负功后做正功，所以α 粒子的电势能先增大后减小，故C正确；α 粒子从a运动到b的过程中电场力做负功，动能减小，故D错误。
考点二 氢原子光谱、玻尔理论和能级跃迁
回归教材 强基础
1．氢原子光谱
（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_ _ _ _ （频率）和强度分布的记录，即光谱。
（2）光谱分类
（3）氢原子光谱的实验规律：氢原子光谱在可见光区的谱线的波长满足公式1λ=R∞(122−1n2)(n=3,4,5,⋯)，R∞ 是里德伯常量，R∞=1.10×107m−1。这个公式称为巴耳末公式，它确定的这一组谱线称为巴耳末系。
（4）光谱分析：利用每种原子都有自己的_ _ _ _ _ _ _ _ 可以鉴别物质和确定物质的组成成分，且灵敏度很高。在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义。
【答案】波长； 特征谱线
2．玻尔理论
【答案】能级； 定态； En−Em
3．几个概念
（1）能级：在玻尔理论中，原子中各个稳定状态的能量值。
（2）基态：原子能量_ _ _ _ 的状态。
（3）激发态：在原子能量状态中除基态之外的其他状态。
（4）量子数：原子的状态是不连续的，用于标记原子状态的正整数。
【答案】最低
4．氢原子的能级和轨道半径
（1）氢原子的能级公式：En=1n2E1(n=1,2,3,⋯)，其中E1为基态能量，E1=_ _ _ _ _ _ _ _ eV。
（2）氢原子的轨道半径公式：rn=_ _ _ _ _ _ r1(n=1,2,3,⋯)，其中r1为基态轨道半径，r1=0.53×10−10m。
（3）氢原子能级图，如图所示。
【答案】−13.6； n2
5.两类能级跃迁
（1）自发跃迁：高能级→ 低能级，释放能量，发射光子。光子的频率ν=ΔEh=En−Emh(m