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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

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: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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