- 氢原子的能级公式和跃迁
- 共97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、及能级跃迁图可得a光的波长最短,b光的波长最长,C项正确。
(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,核反应放出能量为Q时,的比结合能为。
(3)光子能量ε=hν,动量,且
得,则pA∶pB=2∶1
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),离开空间站方向
解析
(1)根据德布罗意波长公式可知C正确;
(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,解得:,方向为离开空间站方向
知识点
(1)氢原子能级如图,当氢原子从跃迁到的能级时,辐射光的波长为656nm。以下判断正确的是________。(双选,填正确答案标号)
a. 氢原子从跃迁到的能级时,辐射光的波长大于656nm
b. 用波长为325nm的光照射,可使氢原子从跃迁到的能级
c. 一群处于能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线
d. 用波长为633nm的光照射,不能使氢原子从跃迁到的能级
(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,碰撞前瞬间B的速度为2v,由动量守恒定律得
①
由①式得 ②
(ⅱ)从开始到碰后的全过程,由动量守恒定律得
③
设碰撞过程A.B系统机械能的损失为,则
④
联立②③④式,得⑤
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, ,从能级n跃迁到能级k时吸收紫光,则从能级k跃迁到能级m,,能量降低辐射光子,答案D。
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
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