原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性導(dǎo)學(xué)案-高二下學(xué)期物理期末易錯(cuò)專題復(fù)習(xí)_第1頁
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第四章、原子結(jié)構(gòu)與波粒二象性一、黑體、黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)黑體:能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波而不發(fā)生反射的物體。(2)黑體輻射的實(shí)驗(yàn)規(guī)律①對(duì)于一般材料的物體,輻射電磁波的情況除與溫度有關(guān)外,還與材料的種類及表面狀況有關(guān)?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)1】下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長關(guān)系的圖中,符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是()[答案]A【對(duì)點(diǎn)練習(xí)2】在2015年中國發(fā)射衛(wèi)星“悟空”,用來探測(cè)暗物質(zhì)粒子和黑洞。黑洞是黑體的一種,關(guān)于黑體和黑體輻射,下列說法正確的是()A、黑體輻射電磁波的強(qiáng)度按波長的分布不僅與溫度有關(guān),還與材料的種類及表面狀況有關(guān)B、黑體能夠反射各種波長的電磁波,但不會(huì)輻射電磁波C、在空腔壁上開一個(gè)很小的孔,射入孔的電磁波最終不能從空腔射出,這個(gè)帶小孔的空腔就成了黑體D、愛因斯坦為得出黑體輻射的強(qiáng)度按波長分布的公式,提出了能量子的假說[答案]C二、愛因斯坦光電效應(yīng)方程(1)表達(dá)式:Ek=hν-W0。(2)物理意義:金屬中的電子吸收一個(gè)光子獲得的能量是hν,在這些能量中,一部分大小為W0的能量被電子用來脫離金屬,剩下的是逸出后電子的初動(dòng)能。(3)逸出功W0:電子從金屬中逸出所需做功的最小值。(4)截止頻率:νc=W0(5)最大初動(dòng)能:發(fā)生光電效應(yīng)時(shí),金屬表面上的電子吸收光子后克服原子核的引力逸出時(shí)所具有的動(dòng)能的最大值。(6)入射光強(qiáng)度大→光子數(shù)目多→發(fā)射光電子多→光電流大;光子頻率高→光子能量大→光電子的最大初動(dòng)能大?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)3】(多選)光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)的裝置如圖所示,用弧光燈照射鋅板,驗(yàn)電器指針張開一個(gè)角度,則下面說法正確的是()A.用紫外線照射鋅板,驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)B.用綠色光照射鋅板,驗(yàn)電器指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C.鋅板帶的是負(fù)電荷D.使驗(yàn)電器指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)的是正電荷[答案]AD【對(duì)點(diǎn)練習(xí)4】(多選)在探究光電效應(yīng)現(xiàn)象時(shí),某小組的同學(xué)分別用頻率為ν1、ν2的單色光照射真空管的陰極(陰極K),陰極發(fā)射出的光電子最大速度之比為2:1,光電子被陽極A吸收,在電路中形成光電流,實(shí)驗(yàn)得到了兩條光電流與電壓之間的關(guān)系曲線(為甲光、乙光),如圖所示,普朗克常量用hA.甲光對(duì)應(yīng)單色光的頻率為ν1B.乙光的強(qiáng)度小于甲光的強(qiáng)度 C.該金屬的逸出功為h(2ν2﹣ν1D.該金屬的截止頻率為4[答案]ABD三、對(duì)康普頓效應(yīng)的理解(1)在光的散射中,光子不僅具有能量,也具有動(dòng)量,在與其他微粒作用過程中遵守能量守恒定律和動(dòng)量守恒定律。(2)光電效應(yīng)和康普頓效應(yīng)都說明光具有粒子性。(3)物質(zhì)波的波長:λ=?p=?【對(duì)點(diǎn)練習(xí)5】量子技術(shù)是當(dāng)前物理學(xué)應(yīng)用研究的熱點(diǎn),下列關(guān)于量子論的說法正確的是()A.普朗克認(rèn)為黑體輻射的能量是連續(xù)的B.光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中,紅光照射可以讓電子從某金屬表面逸出,若改用紫光照射也可以讓電子從該金屬表面逸出C.康普頓研究石墨對(duì)X射線散射時(shí),發(fā)現(xiàn)散射后僅有波長小于原波長的射線成分D.德布羅意認(rèn)為質(zhì)子具有波動(dòng)性,而電子不具有波動(dòng)性[答案]B【對(duì)點(diǎn)練習(xí)6】一個(gè)德布羅意波長為λ1的中子和另一個(gè)德布羅意波長為λ2的氘核同向正碰后結(jié)合成一個(gè)氚核,該氚核的德布羅意波長為()A.λ1λ2λ1+λ[答案]A四、原子的核式結(jié)構(gòu)(1)英國物理學(xué)家盧瑟福指導(dǎo)他的助手蓋革和馬斯頓進(jìn)行了α粒子散射實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置如圖甲所示。盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型。(2)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果:絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后,基本上仍沿原來的方向前進(jìn),但有少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn),極少數(shù)偏轉(zhuǎn)的角度甚至大于90°,也就是說,它們幾乎被“撞了回來”,如圖乙所示。(3)原子的核式結(jié)構(gòu)模型:原子中帶正電部分的體積很小,但幾乎占有全部質(zhì)量,電子在正電體的外面運(yùn)動(dòng)?!緦?duì)點(diǎn)練習(xí)7】α粒子散射實(shí)驗(yàn)中,使α粒子散射的原因是()A.α粒子與原子核外電子碰撞B.α粒子與原子核發(fā)生接觸碰撞C.α粒子發(fā)生明顯衍射D.α粒子與原子核的庫侖斥力作用[答案]D【對(duì)點(diǎn)練習(xí)8】(多選)J.J.示是J.J.湯姆孫的原子模型,他認(rèn)為原子是一個(gè)球體,正電荷彌漫性地分布在整個(gè)球體內(nèi),電子鑲嵌在其中。甲圖中的小圓點(diǎn)代表正電荷,大圓點(diǎn)代表電子。J.J.湯姆孫的原子模型無法解釋?duì)亮W由⑸鋵?shí)驗(yàn)。如圖乙所示是盧瑟福為解釋?duì)亮W由⑸鋵?shí)驗(yàn)假設(shè)的情景:占原子質(zhì)量絕大部分的帶正電的那部分物質(zhì)應(yīng)集中在很小的空間范圍。下列說法中正確的是()A.α粒子質(zhì)量遠(yuǎn)大于電子質(zhì)量,電子對(duì)α粒子速度的影響可以忽略B.入射方向的延長線越接近原子核的α粒子發(fā)生散射時(shí)的偏轉(zhuǎn)角越大C.由不同元素原子核對(duì)α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以確定各種元素原子核的質(zhì)量D.由α粒子散射的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以估計(jì)出原子核半徑的數(shù)量級(jí)是10-15m[答案]ABD五、氫原子光譜的實(shí)驗(yàn)規(guī)律(1)原子的總能量就是電子的動(dòng)能Ek與電子的電勢(shì)能Ep的代數(shù)和。(此處電子的電勢(shì)能指電子與原子核組成的系統(tǒng)的電勢(shì)能,以無限遠(yuǎn)處為零勢(shì)能點(diǎn))(2)電子繞核運(yùn)動(dòng)靠庫侖力提供向心力(3)電子的電勢(shì)能電荷在某點(diǎn)的電勢(shì)能等于把它從該點(diǎn)移到零勢(shì)能位置時(shí)靜電力所做的功。(4)氫原子軌道半徑(5)氫原子基態(tài)能級(jí)(6)巴爾末公式巴爾末系對(duì)應(yīng)電子從量子數(shù)n=3,4,5,···的能級(jí)向量子數(shù)為2的能級(jí)躍遷。(7)躍遷——頻率條件①躍遷:原子由一個(gè)能量態(tài)變?yōu)榱硪粋€(gè)能量態(tài)的過程稱為躍遷。②頻率條件自發(fā)躍遷:高能級(jí)→低能級(jí),釋放能量,發(fā)射光子。釋放光子的頻率滿足hν=ΔE=E高-E低。受激躍遷:低能級(jí)→高能級(jí),吸收能量。吸收光子的能量必須恰好等于能級(jí)差hν=ΔE=E高-E低。注意:若實(shí)物粒子與原子碰撞,使原子受激躍遷,實(shí)物粒子能量大于能級(jí)的能量差。(8)電離①電離態(tài):n=∞,E=0。②電離能:指原子從基態(tài)或某一激發(fā)態(tài)躍遷到電離態(tài)所需要吸收的最小能量。若吸收能量足夠大,克服電離能后,獲得自由的電子還具有動(dòng)能。(9)譜線條數(shù)的確定方法①一個(gè)氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)最多為(n-1)。②一群氫原子躍遷發(fā)出可能的光譜線條數(shù)N=CnA.巴耳末依據(jù)核式結(jié)構(gòu)理論總結(jié)出巴耳末公式B.巴耳末公式反映了氫原子發(fā)光的連續(xù)性C.巴耳末依據(jù)氫光譜的分析總結(jié)出巴耳末公式D.巴耳末公式準(zhǔn)確反映了氫原子發(fā)光的分立性,其波長的分立值并不是人為規(guī)定的[答案]C【對(duì)點(diǎn)練習(xí)10】氫原子的核外電子從離原子核較近的軌道躍遷到離原子核較遠(yuǎn)的軌道的過程中()A.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢(shì)能增大B.原子要放出光子,電子的動(dòng)能減小,原子的電勢(shì)能減小C.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢(shì)能減小D.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能減小,原子的電勢(shì)能增大[答案]D【對(duì)點(diǎn)練習(xí)11】(多選)氫原子能級(jí)圖如圖所示,可見光的光子能量范圍為1.62~3.11eV。根據(jù)玻爾理論判斷下列說法正確的是()A.一個(gè)處在n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多可產(chǎn)生4種不同頻率的光B.大量處在n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),最多可產(chǎn)生3種不同頻率的光C.大量處在n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),由n=5能級(jí)向n=4能級(jí)躍遷輻射出的光子的波長最長D.大量處在n=3能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),能產(chǎn)生3種不同頻率的可見光[答案]AC【對(duì)點(diǎn)練習(xí)12】如圖所示,巴耳末由氫原子在可見光區(qū)的四條譜線Hα、Hβ、Hγ、Hδ總結(jié)出巴耳末系譜線波長公式1λ=R∞122?1n2,n=3,4,5,…。其中λδ<λA.Hα對(duì)應(yīng)的是原子從n=5能級(jí)向n=2能級(jí)躍遷所釋放光的譜線B.四條譜線中Hα譜線所對(duì)應(yīng)的光子的能量最高C.大量處于同一能級(jí)的氫原子要能夠發(fā)出這四條譜線,必須使得原子所處的能級(jí)n≥6D.若

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