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(12分)一群氢原子处于量子数n=4能级状态,氢原子的能级图如图所示,则:

(1)氢原子可能发射几种频率的光子?

(2)氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏?

(3)用(2)中的光子照射下表中几种金属,哪些金属能发生光电效应?发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是多大?

几种金属的逸出功

金属

逸出功W/eV

1.9

2.7

3.7

4.1

 

解析:(1)可发射6种频率的光子。

(2)由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为,代入数据得E=2.55eV

(3)E只大于铯的逸出功,故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应.

根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为

    代入数据得,eV(或1.0×10-19J)
练习册系列答案
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(2008?肇庆二模)氢原子基态能级为-13.6eV,一群氢原子处于量子数n=3的激发态,它们向较低能级跃迁时,放出光子的能量可以是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:

(选修3-5模块)氢原子的能级图如图所示,下列说法正确的是(  )

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

选做题(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑,如都作答则按A、B两小题评分.)
A.(选修模块3-3)
(1)下列说法中正确的是
B
B

A.布朗运动是分子的无规则热运动
B.气体分子间距离减小时,分子间斥力增大,引力也增大
C.导热性能各向同性的固体,一定不是单晶体
D.机械能不可能全部转化为内能
(2)如图1所示,一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上,活塞与气缸壁间的摩擦不计.气缸内封闭了一定质量的理想气体.现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土,忽略环境温度的变化,在此过程中
CD
CD

A.气体的内能增大
B.气缸内分子平均动能增大
C.气缸内气体分子密度增大
D.单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

(3)在做用油膜法估测分子的大小实验中,油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL.用注射器测得50滴这样的溶液为1mL.把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里,待水面稳定后,将玻璃板放在浅水盘上,在玻璃板上描出油膜的轮廓,随后把玻璃放在坐标纸上,其形状如图2所示,坐标纸正方形小方格的边长为20mm.则油酸膜的面积是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2,每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3,根据上述数据,可估算出油酸分子的直径.
B.(选修模块3-4)
(1)关于对光现象的解释,下列说法中正确的是
AC
AC

A.自然光斜射到玻璃表面时,反射光和折射光都是偏振光
B.水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C.光纤导光利用了光的全反射规律
D.玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
(2)一列横波沿x轴正方向传播,在t0=0时刻的波形如图3所示,波刚好传到x=3m处,此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
(选填“先”、“后”或“同时”)到达波峰位置;若该波的波速为10m/s,经过△t时间,在x轴上-3m~3m区间内的波形与t0时刻的正好相同,则△t=
0.4ns(n=1,2,3┅)
0.4ns(n=1,2,3┅)

(3)某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律,装置如图4所示,水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子,滑块上固定有传感器的发射器.把弹簧拉长5cm由静止释放,滑块开始振动.他们分析位移一时间图象后发现,滑块的运动是简谐运动,滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls,则弹簧振子的振动频率为
0.5
0.5
Hz;以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向,则滑块运动的表达式为x=
5cosлt
5cosлt
cm.

C.(选修模块3-5)
(1)下列关于原子和原子核的说法正确的是
B
B

A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
(2)一群氢原子处于量子数n=4能级状态,氢原子的能级      示意图如图5所示,那么
金属
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氢原子可能发射
6
6
种频率的光子.
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz,用这样的光子照射右表中几种金属,金属
能发生光电效应,发生光电效应时,发射光电子的最大初动能是
0.65
0.65
eV.(普朗克常量h=6?63×10-34J?S,1eV=1.6×10-19J)
(3)在氘核
 
2
1
H
和氚核
 
3
1
H
结合成氦核
 
4
2
He
的核反应方程如下:
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV

①这个核反应称为
聚变
聚变

②要发生这样的核反应,需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文.式中17.6MeV是核反应中
放出
放出
(选填“放出”或“吸收”)的能量,核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
减少
减少
(选填“增加”或“减少”)了
3×10-29
3×10-29
㎏(保留一位有效数字)

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科目:高中物理 来源: 题型:

(1)有一群氢原子处于量子数n=4的激发态,已知氢原子的能级公式为En=
E1n2
(E1为n=l时的能量).当它们自发地向低能级跃迁时能发出
 
种不同频率的光子.所发出光子的最大频率是
 
(已知普朗克常量为h).
(2)质量mA=10g的子弹,以vA=300m/s的速度射向质量mB=40g、静止在光滑水平桌面上的木块.
①如果子弹留在木块中,木块运动的速度v1是多大?
②如果子弹把木块打穿,子弹穿过后的速度vA=100m/s,这时木块的速度v2又是多大?

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科目:高中物理 来源: 题型:

一群氢原子处于量子数n=3的能级,当这些氢原子向低能级跃迁时,发出的光的频率有三个值:γ1,γ2,γ3,且γ1>γ2>γ3,则n=3能级和n=1能级的能量差为(  )

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