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题型:简答题
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简答题 · 12 分

(1)研究光电效应电路如图所示,用频率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极K),钠极板发射出的光电子被阳极A吸收,在电路中形成光电流,下列光电流I与A、K之间的电压的关系图象中,正确的是       。

(2)钠金属中的电子吸收光子的能量,从金属表面逸出,这就是光电子,光电子从金属表面逸出的过程中,其动量的大小       (选填“增大”、“减小”或“不变”),原因是_______。

(3)已知氢原子处在第一、第二激发态的能级分别为-3.40eV和-1.51eV,金属钠的截止频率为Hz,普朗克常量h=Js,请通过计算判断,氢原子从第二激发态跃迁到第一激发态过程中发出的光照射金属钠板,能否发生光电效应。

正确答案

(1)C

(2)减小;光电子受到金属表面层中力的阻碍作用(或需要克服逸出功)

(3)氢原子放出的光子能量,带入数据的金属钠的逸出功,带入数据得因为,所以不能发生光电效应。

解析

(1)本题考查光电效应规律,光强超强,饱和光电流越大,C正确。

(2)电子需要克服金属中正电荷对它的引力做功,因此动量减小,能量减小。

(3)略

知识点

光电效应光的波粒二象性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 · 8 分

(1)氢原子第能级的能量为,其中为基态能量。当氢原子由第4能级跃迁到第2能级时,发出光子的频率为;若氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为,则         。

(2)光滑水平轨道上有三个木块A、B、C,质量分别为,开始时B、C均静止,A以初速度向右运动,A与B相撞后分开,B又与C发生碰撞并粘在一起,此后A与B间的距离保持不变。求B与C碰撞前B的速度大小。

正确答案

见解析。

解析

(1)根据跃迁公式即可解得。

(2)设AB碰撞后,A的速度为,B与C碰撞前B的速度为,B与V碰撞后粘在一起的速度为,由动量守恒定律得

对A、B木块:            ①

对B、C木块:             ②

由A与B间的距离保持不变可知

                       ③

联立①②③式,代入数据得               ④

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

氢原子分能级示意图如题19所示,不同色光的光子能量如下表所示。

处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为

A红、蓝靛

B黄、绿

C红、紫‰

D蓝靛、紫

正确答案

A

解析

如果激发态的氢原子处于第二能级,能够发出10.2 eV的光子,不属于可见光;如果激发态的氢原子处于第三能级,能够发出12.09 eV、10.2 eV、1.89 eV的三种光子,只有1.89 eV属于可见光;如果激发态的氢原子处于第四能级,能够发出12.75 eV、12.09 eV、10.2 eV、2.55 eV、1.89 eV、0.66 eV的六种光子,1.89 eV和2.55 eV属于可见光,1.89 eV的光子为红光,2.55 eV的光子为蓝—靛,A正确。

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

已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量En=E1/n2,其中n=2,3,…。用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为

A

B

C

D

正确答案

C

解析

依题意可知第一激发态能量为E2=E1/22,要将其电离,需要的能量至少为△E=0-E2=hγ,根据波长、频率与波速的关系c=γλ,联立解得最大波长λ=,C对。

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

如图为氢原子能级示意图的一部分,则氢原子(  )

A从n=4能级跃迁到n=3能级比从n=3能级跃迁到n=2能级辐射出电磁波的波长长

B从n=5能级跃迁到n=1能级比从n=5能级跃迁到n=4能级辐射出电磁波的速度大

C处于不同能级时,核外电子在各处出现的概率是一样的

D从高能级向低能级跃迁时,氢原子核一定向外放出能量

正确答案

A

解析

由hν=Em-En可得:从n=4跃迁到n=3比从n=3跃迁到n=2辐射出的电磁波的能量小,频率小,波长长,A项正确;电磁波在真空中的速度都是一样的,B项错误;电子轨道与能级对应,处于不同能级,核外电子在各处出现的概率是不一样的,C项错误;从高能级向低能级跃迁时,氢原子一定向外释放能量,但不是氢原子核释放能量,D项错误。

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

下列说法正确的是

Aα粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部

B氢原子跃迁发出的光从空气射入水时可能发生全反射

C裂变反应有质量亏损,质量数不守恒

Dγ射线是一种波长很短的电磁波

正确答案

D

解析

α粒子散射实验现象表明大多数α粒子不发生偏转,说明穿过了原子,少数α粒子发生偏转,说明无法穿过原子核,A错误。光只有从光密介质进入光疏介质才可能发生全反射,空气和水比较水是光密介质,B错误。裂变反应有质量亏损是由于核子的平均密度变化引起的,但核子的总数不变,即质量数守恒,C错误。γ射线是频率很大、波长很短的电磁波,D正确。

知识点

原子的核式结构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

一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级。该氢原子( )

A放出光子,能力增加。

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

B

解析

从高能级跃迁到低能级,能量会减少,同时释放光子。基础知识,记忆性内容。

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 · 8 分

(1)能量为的光子照射基态氢原子,刚好可使该原子中的电子成为自由电子,这一能 称为氢的电离能,现用一频率为的光子从基态氢原子中击出了一电子,该电子在远离核以后速度的大小为_______________(用光子频率、电子质量、氢原子的电离能和普朗克常量表示)。

(2)在核反应堆中,常用减速剂使快中子减速,假设减速剂的原子核质量是中子的倍,中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正碰,设每次碰撞前原子核可认为是静止的,求次碰撞后中子速率与原速率之比。

正确答案

(1)

(2) 

解析

(1)由能量守恒得 ,解得电子速度为

(2)设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为,碰撞后速度分别为,碰撞前后的总动量和总能量守恒,有

                                          ①

                       ②

式中为碰撞前中子速度,由题设

                                                            ③

由①②③式得,经1次碰撞后中子速率与原速率之比为

                                                              ④

经N次碰撞后,中子速率与原速率之比为

                                                                  ⑤

知识点

弹性碰撞和非弹性碰撞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)用频率为的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为的三条谱线,且,则       

a

b   

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

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。设木板的质量为m,重物的质量为2m,取向右为动量的正向,由动量守恒得

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,对木板应用动量定理得

由牛顿第二定律得

式中为木板的加速度。

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

动量定理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

下列说法正确的是

A原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律

Bα射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流

C氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子

D发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关

正确答案

C

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

光电效应氢原子的能级公式和跃迁
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