- 原子物理学与相对论
- 共457题
(1)如图所示是某原子的能级图,a、b、c为原子跃迁所发出的三种波长的光,在下列该原子光谱的各选项中,谱线从左向右的波长依次增大,则正确的是________。
(A)
(B)
(C)
(D)
(2)一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为________,该反应放出的能量为Q,则氘核的比结合能为________。
(3)A、B两种光子的能量之比为2∶1,它们都能使某种金属发生光电效应,且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB,求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功。
正确答案
(1)C
(2)
(3)2∶1 ;EA-2EB
解析
(1)由

(2)设某原子核的质量数为x,核电荷数为y,根据核反应前后质量数、核电荷数均守恒可得:x+1=2,0+y=1,联立两式解得:x=1,y=1,该原子核为质子,核反应方程式为


(3)光子能量ε=hν,动量
得
A照射时,光电子的最大初动能EA=εA-W0,同理,EB=εB-W0,解得W0=EA-2EB。
知识点
(1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等,则它们的也相等。
A.速度
B.动能
C.动量
D.总能量
(2)根据玻尔原子结构理论,氦离子(He+ )的能级图如题图所示. 电子处在n =3 轨道上比处在n =5 轨道上离氦核的距离 (选填“近”或“远”). 当大量He+处在n =4 的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有 条。
(3)如题图所示,进行太空行走的宇航员A和B的质量分别为80kg和100 kg,他们携手远离空间站,相对空间站的速度为0. 1 m/ s. A 将B向空间站方向轻推后,A 的速度变为0. 2 m/ s,求此时B 的速度大小和方向。
正确答案
(1)C
(2)近 6
(3)
解析
(1)根据德布罗意波长公式
(2)由玻尔原子理论可知电子在n=3轨道比n=5轨道离核近;由能级跃迁知大量的氮离子从n=4能级跃迁所发射的谱线为6条。
(3)由动量守恒

知识点
(1)氢原子能级如图,当氢原子从

a. 氢原子从

b. 用波长为325nm的光照射,可使氢原子从

c. 一群处于
d. 用波长为633nm的光照射,不能使氢原子从

(2)如图,光滑水平直轨道上两滑块A.B用橡皮筋连接,A的质量为m。开始时橡皮筋松驰,B静止,给A向左的初速度v0。一段时间后,B与A同向运动发生碰撞并粘在一起。碰撞后的共同速度是碰撞前瞬间A的速度的两倍,也是碰撞前瞬间B的速度的一半。求:
(ⅰ)B的质量;
(ⅱ)碰撞过程中A.B系统机械能的损失。
正确答案
(1)cd
(2)解:
(ⅰ)以初速度v0的方向为正方向,设B的质量为mB,A.B碰撞后的共同速度为v,由题意知:碰撞前瞬间A的速度为

由①式得 
(ⅱ)从开始到碰后的全过程,由动量守恒定律得

设碰撞过程A.B系统机械能的损失为

联立②③④式,得
解析
略。
知识点
氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1,从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2。已知普朗克常量为h,若氢原子从能级k跃迁到能级m,则
正确答案
解析
氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光, 


知识点
大量氢原子处于不同能量激发态,发生跃迁时放出三种不同能量的光子,其能量值分别是:1.89eV 、10.2eV 、12.09eV。跃迁发生前这些原子分布在_______个激发态能级上,其中最高能级的能量值是______eV 基态能量为 −13.6eV)。
正确答案
2;−1.51
解析
由于氢原子得基态能量为−13.6eV,跃迁时放出三种不同能量的光子,应在2激发态。最高能级的能量值为12.9−13.6= −1.51eV。
知识点
(1)用频率为


a
b 
c
d
(2)如图所示,光滑的水平地面上有一木板,其左端放有一重物,右方有一竖直的墙。重物质量为木板质量的2倍,重物与木板间的动摩擦因数为


正确答案
见解析
解析
(1)b
(2)解:第一次与墙碰撞后,木板的速度反向,大小不变,此后木板向左做匀减速运动,重物向右做匀减速运动,最后木板和重物达到共同的速度

设从第一次与墙碰撞到重物和木板具有共同速度v所用的时间为

由牛顿第二定律得
式中
在达到共同速度v时,木板离墙的距离

开始向右做匀速运动到第二次与墙碰撞的时间为
从第一次碰撞到第二次碰撞所经过的时间为
由以上各式得
知识点
下列说法正确的是
正确答案
解析
本题主要考察原子结构和原子核的相关知识。 A选项错误。该项是较大的迷惑项,考生不留意极易误选,原子核发生衰变时,电荷守恒,但会有质量亏损,遵循的是爱因斯坦的质能方程而非质量守恒规律; B选项错误。α射线和β射线分别是带正电的氦核流和带负电的电子流,而γ射线不带电; C选项正确。根据玻尔氢原子模型的相关理论,电子轨道和能量都是量子化的,而在“跃迁”过程中要遵循hυ=Em-En,故只能辐射特定频率的光子 李琪解析 D选项错误。由光电效应的基本方程Ek=hυ-W0可知,光电子的动能由入射光频率决定。
知识点
氢原子核外电子在能级间跃迁时发出a、b两种频率的光,经同一双缝干涉装置得到的干涉图样分别如甲、乙两图所示。若a 光是氢原子核外电子从n=3的能级向n=1的能级跃迁时释放的,则b光可能是
正确答案
解析
略
知识点
下列过程吸收能量的是
正确答案
解析
略
知识点
选考题:请考生在15、16、17三题中任选二题作答,如果多做,则按所做题的一、二题计分。
15.模块3-3试题
(1)已知地球大气层的厚度h远小于地球半径R,空气平均摩尔质量为M,阿伏伽德罗常数为

(2)如图,一底面积为S、内壁光滑的圆柱形容器竖直放置在水平地面上,开口向上,内有两个质量均为m的相同活塞A和B ;在A与B之间、B与容器底面之间分别封有一定量的同样的理想气体,平衡时体积均为V。已知容器内气体温度始终不变,重力加速度大小为g,外界大气压强为
16.模块3-4试题。
(1)一列沿x轴正方向传播的简谱横波在t=0时刻的波形如图所示,质点P的x坐标为3m.。已知任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s。下列说法正确的是( )(填正确答案标号。选对1个得2分,选对2个得3分,选3个得4分;每选错1个扣2分,最低得分为0分)。
A. 波速为4m/s
B. 波的频率为1.25Hz
C. x坐标为15m的质点在t=0.2s时恰好位于波谷
D. x的坐标为22m的质点在t=0.2s时恰好位于波峰
E.当质点P位于波峰时,x坐标为17m的质点恰好位于波谷
(2)一半径为R的半圆形玻璃砖,横截面如图所示。已知玻璃的全反射临界角r(r<

17.模块3-5试题
(1)氢原子基态的能量为


(2)运动的原子核






正确答案
15.(1)
试题解析:(1)设大气层中气体的质量为m,由大气压强产生,,即:



(2)A与B之间、B与容器底面之间的气体压强分别为








16.(1)BDE;(2)
试题解析:(1)任意振动质点连续2次经过平衡位置的时间间隔为0.4s,则




(2)光路图如图所示,沿半径方向射入玻璃砖的光线,即光线①射到MN上时,根据几何知识入射角恰好等于临界角,即恰好在圆心O处发生全反射,光线①左侧的光线,经球面折射后,射到MN上的角一定大于临界角,即在MN上发生全反射,不能射出,光线①右侧的光线射到MN上的角小于临界角,可以射出,如图光线③与球面相切,入射角



17.(1)
试题解析:(1)频率最小的光子是从

















(2)反应后由于存在质量亏损,所以反应前后总动能之差等于质量亏损而释放出的能量,故根据爱因斯坦质能方程可得

解析
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知识点
以下说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图所示是氢原子的能级图,现有大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁,所辐射的光子中,只有一种能使某金属产生光电效应。以下判断正确的是
正确答案
解析
略
知识点
如图所示为氢原子的能级结构示意图,一群氢原子处于n=3的激发态,在向较低能级跃迁的过程中向外辐射出光子,用这些光子照射逸出功为2.49eV的金属钠。下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
以下说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
下列说法中正确的是 ( )
正确答案
解析
略
知识点
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