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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

氢原子能级图的一部分如图所示,A、B、C分别表示原子在三种跃迁过程中辐射出的光子。其中EA表示原子从n=3能级向n=2能级跃迁的能量,EB表示原子从n=2能级向n=1能级跃迁的能量,EC表示原子从n=3能级向n=1能级跃迁的能量,则下述关系中正确的是

A

B

C

D

正确答案

A,D

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)下列说法正确的是

A. 一个氢原子从 n = 3的能级发生跃迁,可能只辐射一种频率的光子

B. 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应

C. 比结合能越小,表示原子核中核子结合的越牢固,原子核越稳定

D. 铀核()衰变为铅核(),要经过8次α衰变和10次β衰变

(2)如图所示,光滑水平直轨道上放置长木板B和滑块C,滑块A置于B的左端,且A、B间接触面粗糙,三者质量分别为mA = 1 kg 、mB = 2 kg、 mC = 23 kg ,开始时 A、B一起以速度v0 =10 m/s向右运动,与静止的C发生碰撞,碰后C向右运动,又与竖直固定挡板碰撞,并以碰前速率弹回,此后B与C不再发生碰撞,已知B足够长,A、B、C最终速度相等,求B与C碰后瞬间B的速度大小。

正确答案

(1)AB

(2)7.25 m/s

解析

(1)略。

(2)设碰后B速度为vB ,C速度为vC , 以向右为正方向,由动量守恒定律得

mBv0 = mCvC - mBvB

BC碰后,A、B在摩擦力作用下达到共同速度,大小为vC ,由动量守恒定律得

mAv0-mBvB=-(mA+mB)vC

代入数据得vB=7.25m/s

知识点

动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁原子核的结合能轻核的聚变
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题型:简答题
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简答题 · 8 分

(1)已知氢原子各定态能量为,式中n=1,2,3,…,为氢原子的基态能量。要使处于基态的氢原子跃迁到激发态,入射光子具有的最小频率为_______。若大量氢原子处于n=4的激发态,则它们发生能级跃迁时,最多能辐射_______种频率的光子。(普朗克常量为h)

(2)如图所示,两个并排放置的木块A和B静止在光滑水平面上,已知mA=0.5 kg,mB=0.3 kg ,A、B之间不粘连。有一质量mC=0.1 kg的小物块C,以20 m/s的水平速度滑上A表面,最终在木块B上以2.5 m/s的速度与B共同运动,求:C离开A时的速度大小。

正确答案

(1);6

(2)v=4m/s

解析

(1)    

(2)设C离开A时速度为v,根据动量守恒定律得

C与A分离后,对C、B由动量守恒定律:

解得

知识点

动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁
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题型:填空题
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填空题 · 15 分

(1)氢原子处于基态时,原子的能量为E1,处于n=3的激发态时,原子的能量为E3,一群处于n=3激发态的氢原子跃迁到n=1的基态时,可以向外辐射________种不同频率的光子.已知普朗克常量为h,光在真空中传播的速度为c,其中最短波长是________,若用该光子去照射某种金属,恰能发生光电效应,则该金属的逸出功是________。

(2)如图13所示,三个大小相同、质量均为m的小球A、B、C静止在光滑水平面上,且A、B、C共线,现让A球以速度v0向着B运动,A、B两球碰撞后粘在一起继续向右运动并与C球发生弹性碰撞,求最终A、B、C的速度.

图13

正确答案

(1)

(2)

解析


知识点

动量守恒定律爱因斯坦光电效应方程氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)如图所示是氢原子的能级图,大量处于n=4激发态的氢原子向低能级跃迁时,一共可以辐射出6种不同频率的光子,其中巴耳末系是指氢原子由高能级向n=2能级跃迁时释放的光子,则   (    )

A,6种光子中有2种属于巴耳末系

B,6种光子中波长最长的是n=4激发态跃迁到基态时产生的

C,若从n=2能级跃迁到基态释放的光子能使某金属板发生光电效应,则从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子也一定能使该板发生光电效应

D,使n=4能级的氢原子电离至少要0.85eV的能量

E,6种光子中频率最大的是n=4激发态跃迁到基态时产生的

(2)两根足够长的平行光滑导轨,相距1m水平放置。匀强磁场竖直向上穿过整个导轨所在的空间,B=0.4T,金属棒ab、cd质量分别为0.1kg和0.2kg,电阻分别为0.4Ω和0.2Ω,并排垂直横跨在导轨上。若两棒以相同的初速度3m/s向相反方向分开,不计导轨电阻,求:

①棒运动达到稳定时ab棒的速度大小。

②金属棒运动达到稳定的过程中,回路上释放出的焦耳热。

③金属棒运动达到稳定后,两棒间距离增加了多少。

正确答案

答案:(1) ADE

解析

(2) 1ab、cd棒组成的系统动量守恒,最终具有共同速度V,以水平向右为正方               向,则mcdV0 – mabV0 =(mcd + mab)V      (2分)    V = 1 m/s(1分)

2根据能量转化与守恒定律,产生的焦耳热为:

(3分)

3对cd棒利用动量定理:– BIL·t = mcd(V – V0)

BLq = mcd(V0 – V)

又  q= BLs /(R1 + R2)

s = mcd(V0 – V)(R1+R2)/ B2L2  = 1. 5 m  (3分)

知识点

电磁感应中的能量转化氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

氢原子能级如图所示。大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时发出不同频率的光,其中a 光是从n=3能级向n=1能级跃迁时发出的,b光的频率大于a光的频率,则b光可能是

A从n=4能级向n=3能级跃迁时发出的

B从n=4能级向n=2能级跃迁时发出的

C从n=4 能级向n=1能级跃迁时发出的

D从n=3能级向n=2能级跃迁时发出的

正确答案

C

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 多选题
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多选题 · 6 分

下列说法正确的是

A某色光照射在某金属表面上,不能发生光电效应,是由于该色光波长太长

B太阳上进行的核反应方程是:

C大量处于n=4能量轨道的氢原子,可能发出6种不同频率的光

D在可见光中,红光光子能量最大

正确答案

A,C

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁原子核衰变及半衰期、衰变速度
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

下列说法正确的是

A射性元素的半衰期是指大量该元素的原子核中有半数发生衰变需要的时间

B放当氢原子从n=2的能级跃迁到n=6的能级时,发射出光子

C同一元素的两种同位素具有相同的中子数

D中子与质子结合成氘核时吸收能量

正确答案

A

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁原子核衰变及半衰期、衰变速度放射性同位素的应用
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题型: 单选题
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单选题 · 4 分

汞原子的能级如图,现一束单色光照射到大量处于基态的汞原子,汞原子只发出三种不同频率的单色光,关于入射光的能量下列说法正确的是

A等于4.9 eV

B等于7.7 eV

C等于8.8 eV

D大于或等于10.4 eV

正确答案

B

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b。则(  )

A氢原子从高能级向低能级跃迁时,可能会辐射出γ射线

B氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时,会辐射出紫外线

C氢原子在n=2的能级时,可吸收任意频率的光而发生电离

D在水中传播时,a光比b光的速度小

正确答案

D

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

图为氢原子的能级示意图。现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当这些氢原子向低能级跃迁时

A能发出3种不同频率的光

B能发出4种不同频率的光

C能发出5种不同频率的光

D能发出6种不同频率的光

正确答案

D

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时,有可能不发射光子。例如在某种条件下,铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子,而是将相应的能量转交给n=4能级上的电子,使之脱离原子,这一现象叫做俄歇效应。以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子。已知铬原子的能级公式可简化表示为 ,式中n=1,2,3…表示不同的能级,A是正的已知常数。上述俄歇电子的动能是                            (       )

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.使木板与重物以共同的速度向右运动,某时刻木板与墙发生弹性碰撞,碰撞时间极短.求木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间.设木板足够长,重物始终在木板上.重力加速度为g.

正确答案

(1)C

(2)t=

解析

2 解析:木板第一次与墙碰撞后,向左匀减速直线运动,直到静止,再反向向右匀加速直线运动直到与重物有共同速度,再往后是匀速直线运动,直到第二次撞墙。

木板第一次与墙碰撞后,重物与木板相互作用直到有共同速度,动量守恒,有:

,解得:

木板在第一个过程中,用动量定理,有:

用动能定理,有:

木板在第二个过程中,匀速直线运动,有:

木板从第一次与墙碰撞到再次碰撞所经历的时间t=t1+t2=+=

知识点

牛顿运动定律的综合应用动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁
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题型:简答题
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简答题 · 15 分

(1)氦原子被电离出一个核外电子,形成类氢结构的氦离子.已知基态的氦离子能量为=-54.4eV,氦离子能级的示意图如图所示.在具有下列能量的粒子中,能被基态氦离子吸收而发生跃迁的是(填正确答案标号.选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分.每选错1个扣3分,最低得分为0分)

A.54.4 eV(光子)

B.50.4 eV(光子)

C.48.4 eV(电子)

D.42.8 eV(光子)

E.41.8 eV(电子)

(2)如图所示,有n个相同的质点静止在光滑水平面上的同一直线上,相邻的两个质点间的距离都是1m,在某时刻给第一个质点一个初速度,依次与第二个、第三个…质点相碰,且每次碰后相碰的质点都粘在一起运动,求从第一个质点开始运动到与第n个质点相碰所经历的时间.

正确答案

⑴ACE

⑵t=

解析

(1)由玻尔理论知,基态的氦离子要实现跃迁,入射光子的能量(光子能量不可分)应该等于氦离子在某激发态与基态的能量差,因此只有能量恰好等于两能级差的光子才能被氦离子吸收;而实物粒子(如电子)只要能量不小于两能级差,均可能被吸收.

氦离子在图示的各激发态与基态的能量差为:

Δ==0-(-54.4 eV)=54.4 eV

Δ==-3.4 eV-(54.4 eV)=51.0 eV

Δ==-6.0 eV-(-54.4 eV)=48.4 eV

Δ==-13.6 eV-(54.4 eV)=40.8 eV

可见,42.8eV和50.4eV的光子不能被基态氦离子吸收而发生跃迁.

(2)解:根据动量守恒可得:

得:

则相邻的两个质点间的运动时间表达式为:

∴经历的时间为:t=++…+=++…==

知识点

动量守恒定律氢原子的能级公式和跃迁
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题型: 单选题
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单选题 · 6 分

一个氢原子从基态跃迁到的激发态.该氢原子

A放出光子,能量增加

B放出光子,能量减少

C吸收光子,能量增加

D吸收光子,能量减少

正确答案

C

解析

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
1
题型:填空题
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填空题 · 6 分

一群处于量子数n=3的氢原子向低能级跃迁的过程中能产生_______种不同频率的光子。

正确答案

3

解析

根据=3知,这些氢原子向低能级跃迁的过程中能产生3种不同频率的光子。

知识点

氢原子的能级公式和跃迁
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