第16章 第2讲 原子结构 原子核-2027年高考物理一轮复习优质课件（全国通用）

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知识点一　原子结构3个高考关键点关键点1　电子的发现及其受力特点1.电子射线管示意图如图所示。接通电源后,电子射线由阴极沿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,在下列措施可采用的是(　　)[命题点❶]A.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
解析 若加磁场,由左手定则可知,所加磁场方向应沿y轴正方向,B正确,A错误;若加电场,因要使电子向下偏转,则电场方向应沿z轴正方向,C、D错误。
关键点2　α粒子散射实验现象的解释2.(多选)(2025湖南长沙一中测试)α粒子散射实验是近代物理学中经典的实验之一,卢瑟福通过该实验证实了原子的核式结构模型,其实验装置如图所示。下列说法正确的是(　　)[命题点❷❸]A.荧光屏在C位置的亮斑比在A、B位置的亮斑少B.该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上C.荧光屏在B位置的亮斑比在A位置的亮斑多D.该实验说明原子质量均匀地分布在原子内
解析 根据α粒子散射实验现象,大多数粒子通过金箔后方向不变,少数粒子方向发生改变,极少数偏转超过90°,甚至有的被反向弹回,可知荧光屏在B位置的亮斑比A位置少,荧光屏在C位置的亮斑比A、B位置少,A正确,C错误;该实验说明原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上,而不是原子质量均匀地分布在原子内,B正确,D错误。
关键点3　原子的核式结构学说的建立3.(2025安徽合肥测试)根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型。如图所示为原子核式结构模型的α粒子散射情境。图中实线表示α粒子的运动轨迹。关于α粒子散射实验,下列说法正确的是(　　)[命题点❷❸]A.图中大角度偏转的α粒子的电势能先减小后增大B.图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核发生了碰撞C.绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小D.根据α粒子散射实验不可以估算原子核大小
解析 题图中大角度偏转的α粒子所受的电场力先做负功,后做正功,则其电势能先增大后减小,A错误;题图中的α粒子反弹是因为α粒子与金原子核电性相同,互相排斥,并没有发生碰撞,B错误;绝大多数α粒子沿原方向继续前进说明了带正电的原子核占据原子的空间很小,C正确;根据α粒子散射实验可以估算原子核大小,D错误。
一、原子核式结构模型1.电子的发现英国物理学家J.J.汤姆孙在研究阴极射线时发现了电子。[❶]电子带负电,在电场中受到的电场力与电场方向相反,在磁场中运动受到的洛伦兹力与正电荷受到的洛伦兹力方向相反。
2.原子的核式结构原子中带正电部分的体积很小,但几乎占有原子的全部质量,电子在原子核的外面运动。 [❷]原子核虽然很小,但是原子所有的正电荷、几乎所有的质量集中在原子核上,原子核外是带负电荷的电子,可认为核外电子绕中心的原子核做匀速圆周运动,原子核对电子的库仑引力提供向心力。3.α粒子散射实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转,极少数α粒子甚至被“撞了回来”。 [❸]荧光屏在金箔的周围都能接收到α粒子。
4.卢瑟福对α粒子散射实验现象的解释(1)当α粒子接近原子时,电子对它的影响可以忽略。(2)因为原子核很小,进入原子区域的大部分α粒子离原子核很远,受到的库仑斥力很小,运动方向几乎不改变。(3)只有极少数α粒子在穿过原子区域时离原子核很近,因此造成α粒子散射角度大的原因是受到的原子核的斥力比较大,从而发生大角度散射。
知识点二　玻尔理论3个高考关键点关键点1　光谱的分类特点4.如图所示是原子的发射光谱、原子的吸收光谱、太阳光谱图像,下列说法正确的是(　　)[命题点❹❺]A.大多数原子的发射光谱是线状谱B.太阳光谱中的暗线表明,太阳中正好不存在这些金属C.可见光的光谱有分立特征,不可见光的光谱没有分立特征D.电子绕原子核运动的轨道是不连续的,所以我们看到了原子光谱的分立特征
解析 任何原子的发射光谱都是线状谱,A错误;太阳光谱中的许多暗线与太阳中存在的金属元素的特征谱线相对应,太阳光谱中的暗线表明太阳中正好存在这些金属元素,B错误;可见光的光谱与不可见光的光谱都有分立特征,C错误;电子绕原子核的运动都是不连续变化的,我们看到了原子光谱的分立特征,D正确。
关键点2　玻尔理论的应用5.(2025河北保定模拟)如图所示为氢原子的能级图。已知可见光的光子能量范围为1.62~3.11 eV。根据玻尔理论可知,大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁的过程中,能产生不同频率的可见光光子有(　　)[命题点❻]A.6种B.4种C.3种D.2种
关键点3　原子能级图的处理方法6.(多选)(2025山东潍坊期末)如图所示是氢原子的能级图,按照玻尔理论,下列判断正确的是(　　)[命题点❻❼]A.氢原子处于n=4能级比n=2能级时能量小B.氢原子处于n=4能级比n=2能级时核外电子动能小C.若用光子能量为12.5 eV的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子最多可辐射出3种不同频率的光D.若用光子能量为12.75 eV的光照射大量处于基态的氢原子,氢原子最多可辐射出6种不同频率的光
二、光谱1.线状谱:光谱是一条条分立的亮线。2.连续谱:光谱是连在一起的光带。3.原子的特征谱线:各种原子的发射光谱都是线状谱。不同原子的线状谱不同,这些不同的谱线称为原子的特征谱线。
三、玻尔理论1.轨道量子化:电子绕原子核运动的轨道是分立的、特定的。[❹]电子运行轨道的半径是特定的值,不是任意的数值。2.能量量子化(1)能级:不同轨道的原子对应不同的状态,同时具有不同的能量,这些不同的能量值称为能级。(2)定态:电子在轨道上运动时,原子具有确定能量的稳定状态,称为定态。[❺]电子在特定的轨道上具有特定的能量,不向外辐射电磁波。(3)基态和激发态:能量最低的状态叫作基态,其他状态叫作激发态。
3.跃迁的频率条件:电子跃迁时放出、吸收的光子的能量由前后两个能级的能量差决定,即hν=En-Em(m