2019-2020年高中物理 第三章章末总结（含解析）粤教版选修3-5

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1、2019-2020年高中物理第三章章末总结（含解析）粤教版选修3-5一、对α粒子散射实验及核式结构模型的理解1．实验结果：α粒子穿过金箔后，绝大多数α粒子仍沿原来的方向前进；少数α粒子有较大的偏转；极少数α粒子的偏转角度超过90°，有的甚至被弹回，偏转角达到180°.2．核式结构学说：在原子的中心有一个很小的原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核内，电子绕核运转．3．原子核的组成与尺度(1)原子核的组成：由质子和中子组成，原子核的电荷数等于原子核中的质子数．(2)原子核的大小：实验确定的原子核半径的数量级为10－15m，而原子的半径的数量级是10－10m．因

2、而原子内部十分“空旷”．例1　(双选)关于α粒子散射实验现象的分析，下列说法正确的是(　　)A．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明正电荷在原子内均匀分布，是α粒子受力平衡的结果B．绝大多数α粒子沿原方向运动，说明这些α粒子未受到明显的力的作用，说明原子是“中空”的C．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内质量和电量比α粒子大得多的粒子在原子内分布空间很小D．极少数α粒子发生大角度偏转，说明原子内的电子对α粒子的吸引力很大解析　在α粒子散射实验中，绝大多数α粒子仍沿原方向运动，说明α粒子未受到原子核明显的力的作用，也说明原子核相对原子来讲很小，原子内大部分空间是空的，故A错，

3、B对；极少数α粒子发生大角度偏转，说明受到原子核明显的力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量远大于α粒子的质量和电量，电子的质量远小于α粒子的质量，α粒子打在电子上，不会有明显偏转，故C对，D错．答案　BC例2　设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动，氢原子中电子离核最近的轨道半径r1＝0.53×10－10m，用经典物理学的知识，试计算在此轨道上电子绕核运动的加速度．解析　因为电子在原子核外绕核高速运动，即带负电的电子绕带正电的原子核做匀速圆周运动，所需的向心力恰好由电子和原子核间的库仑力来提供．设电子绕核运动的加速度为a，已知：电子质量

4、me＝9.1×10－31kg电子电量大小qe＝质子电量qH＝1.6×10－19C，因为F库＝F向所以k·qe·qH/r＝me·a，所以a＝＝m/s2＝9.01×1022m/s2答案　9.01×1022m/s2二、对玻尔原子结构模型的理解1．氢原子的能级对氢原子而言，核外的一个电子绕核运行时，若半径不同，则对应的原子能量也不同．若使原子电离，外界必须对原子做功，使电子摆脱它与原子核之间的库仑力的束缚，所以原子电离后的能量比原子其他状态的能量都高．我们把原子电离后的能量记为零，即选取电子离核无穷远时氢原子的能量为零，则其他状态下的能量值就是负的．原子各能级的关系为En＝(n＝

5、1,2,3…)对于氢原子而言，基态能级：E1＝－13.6eV，其他各激发态的能级为：E2＝－3.4eV，E3＝－1.51eV…2．氢原子的能级图氢原子的能级图如图1所示．图1例3　已知氢原子基态的电子轨道半径为r1＝0.528×10－10m，量子数为n的能级值为En＝eV.(1)求电子在基态轨道上运动的动能；(2)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原子能发出的光谱线．(3)计算这几种光谱线中最短的波长．(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，真空中光速c

6、＝3.0×108m/s)解析　(1)核外电子绕核做匀速圆周运动，库仑引力提供向心力，则＝，又知Ek＝mv2，故电子在基态轨道上运动的动能为：Ek＝＝J＝2.18×10－18J＝13.6eV.(2)当n＝1时，能级值为E1＝eV＝－13.6eV.当n＝2时，能级值为E2＝eV＝－3.4eV.当n＝3时，能级值为E3＝eV＝－1.51eV.能发出的光谱线分别为3→2,2→1,3→1共3种，能级图如图所示．(3)由E3向E1跃迁时发出的光子频率最大，波长最短．hν＝E3－E1，又知ν＝，则有λ＝＝m＝1.03×10－7m.答案　见解析点评　由＝，可计算出电子在任意轨道上运动的动

7、能Ekn＝mv＝，并由此计算出相应的电势能Epn，且Ekn＝

8、En

9、，Epn＝2En.针对训练1　有一群氢原子处于量子数n＝4的激发态中，能发出几种频率的光子？其中最高频率、最低频率各为多少？若有一个氢原子处于量子数n＝4的激发态时，最多能发出几种频率的光子？答案　6种　3.1×1015Hz　1.6×1014Hz　3种解析　一群氢原子向低能级跃迁时，各种跃迁方式都会发生，即可以从n＝4的激光态跃迁到n＝3、n＝2、n＝1的各能级；再从n＝3的激发态跃迁到n＝2、n＝1的各能级；再从n＝2的激发态跃迁到n＝1的基态．故能发出N＝