- 氢原子的能级公式和跃迁
- 共97题
19．如图所示为氢原子的能级图。现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是（ ）
正确答案
解析
此题有多个选项符合题目要求，全部选对得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分。
知识点
选考题：从给出的3道物理题中任选一道作答。
33. 【模块3—3试题】
（1）下列说法正确的是（ ）
A. 当一定量气体吸热时，其内能可能减小
B. 玻璃、石墨和金刚石都是晶体，木炭是非晶体
C. 单晶体有固定的熔点，多晶体和非晶体没有固定的熔点
D. 当液体与大气相接触时，液体表面层内的分子所受其它分子作用力的合力总是指向液体内部
E. 气体分子单位时间内与单位面积器壁碰撞的次数，与单位体积内气体的分子数和气体温度有关。
（2）如图所示，
气缸放置在水平平台上，活塞质量为10 kg，横截面积为50 cm2，厚度为1 cm，气缸全长为21 cm，大气压强为1×105 Pa，当温度为7 ℃时，活塞封闭的气柱长10 cm，若将气缸倒过来放置时，活塞下方的空气能通过平台上的缺口与大气相通。(g取10 m/s2，不计活塞与气缸之间的摩擦，计算结果保留三位有效数字)
①将气缸倒过来放置，若温度上升到27 ℃，求此时气柱的长度。
②汽缸倒过来放置后，若逐渐升高温度，发现活塞刚好接触平台，求此时气体的温度。
34. 【模块3—4试题】
（1）一列简谐横波沿x轴正方向传播，在t秒与（t+0.2）秒两个时刻，x轴上（-3m，3m）区间的波形完全相同，如图所示。
并且图中M、N两质点在t秒时位移均为
A．该波的最大波速为20m/s
B．（t+0.1）秒时刻，x=-2m处的质点位移一定是a
C．从t秒时刻起，x=2m处的质点比x=2.5m的质点先回到平衡位置
D．从t秒时刻起，在质点M第一次到达平衡位置时，质点N恰好到达波峰
E．该列波在传播过程中遇到宽度为d=3m的狭缝时会发生明显的衍射现象
（2）如图所示，
MN为竖直放置的光屏，光屏的左侧有半径为R、折射率为
35. 【模块3—5试题】
（1）氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时产生的．四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是（ ）
A．红色光谱是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的
B．蓝色光谱是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的
C．若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生红外线
D．若氢原子从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射将可能使该金属发生光电效应
E．若氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时所产生的辐射能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时所产生的辐射一定能使该金属发生光电效应
（2）如图所示，
竖直平面内一光滑水平轨道左边与墙壁对接，右边与一足够高的1/4光滑圆弧轨道平滑相连，木块A、 B静置于光滑水平轨道上，A、B质量分别为1.5kg和0.5kg。现让A以6m/s的速度水平向左运动，之后与墙壁碰撞，碰撞时间为0.3s，碰后速度大小变为4m/s。当A与B碰撞后会立即粘在一起运动，已知g=10m/s2 求 ：
①A与墙壁碰撞过程中，墙壁对小球平均作用力的大小；
②A、B滑上圆弧轨道的最大高度。
正确答案
33.
（1）ADE
（2）以活塞为研究对象，汽缸未倒过来时，有p0S＋mg＝pS
汽缸倒过来后，有p′S＋mg＝p0S 温度为7 °C不变，有pSl0＝p′Sl′
联立解得l′＝l0＝15 cm
①温度由7 °C升高到27 °C的过程中，封闭气体压强不变
解得l″≈16.1 cm
②活塞刚好接触平台时，气体的温度为T ， 则
解得T≈373 K 故t＝100 °C
34.
（1）ABD
（2）解：光从光源S射出经半球体到达光屏的光路如图。
光由空气射向半球体，由折射定律，有
解得
在
解得
光由半球体射向空气，由折射定律，有
解得
光从光源S出发经玻璃半球体到达光屏所用的总时间
解得 
35.
（1）ADE
（2）解：①设水平向右为正方向，当A与墙壁碰撞时根据动能定理有：
解得
②当A与B碰撞时，设碰撞后两物体的速度为v，根据动量守恒定律有
A B在光滑圆形轨道上升时，机械能守恒，由机械能守恒定律得
解得h=0.45m
解析
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知识点
26.(5分)已知能使某种金属发生光电效应的光子的最小频率为ν0。一群氢原子处于量子数n＝4的激发态，这些氢原子能够自发地跃迁到较低的能量状态，并向外辐射多种频率的光，且氢原子从量子数n＝3的激发态跃迁到量子数n＝2的能量状态时向外辐射频率为ν0的光子。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4分，选对3个得5分。每选错1个扣3分，最低得分为0分）（选做题）
正确答案
解析
A.一群处于n＝4能级的氢原子向低能级跃迁时共产生
B.逸出功由金属的本身属性决定，与照射光的频率无关，故B错误；
C.根据光电效应方程
D.光电子的最大初动能与照射光的频率有关，与光强无关，故D错误；
E.n=4跃迁到n=3辐射的光子能量小于n=3跃迁到n=2辐射的光子能量，该光子不能使金属发生光电效应，故E正确；
考查方向
爱因斯坦光电效应方程
解题思路
逸出功与极限频率的关系为
易错点
关键正确理解爱因斯坦光电效应方程，明确逸出功与极限频率的关系为
教师点评
本题考查了爱因斯坦光电效应方程，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与图象法等知识点交汇命题.
知识点
32.下列说法正确的是
正确答案
解析
A、聚变反应指由质量小的原子，在一定条件下,发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，故A正确；
B、从n=3跃迁到n=1辐射的光子能量大于从n=2跃迁到n=1的光子能量,则从n=3跃迁到n=1辐射的光子频率大于紫外线的频率,不可能是可见光,故B错误;
C、在核反应中,只有比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核才会释放核能,故C正确;
D、在核反应过程中亏损质量转变为能量,但是自然界能量是守恒的,故D错误;
E、根据光电效应方程
考查方向
轻核的聚变；氢原子的能级公式和跃迁；原子核的结合能；爱因斯坦质能方程
解题思路
聚变反应释放能量,产生新的原子核.能级跃迁时辐射的光子能量等于两能级间的能级差,结合光子频率的大小关系判断分析;比结合能较小的原子核变成比结合能较大的原子核会释放核能;在核反应中,能量是守恒的;根据光电效应方程,结合最大初动能与遏止电压的关系分析遏止电压与入射光频率的关系.
易错点
关键理解相关的物理概念，掌握典型的核反应方程及玻尔模型和氢原子的能级跃迁公式.
教师点评
本题考查了轻核的聚变；氢原子的能级公式和跃迁；原子核的结合能；爱因斯坦质能方程等知识点，在近几年的各省高考题出现的频率较高，常与电势能等知识点交汇命题.
知识点
7．一群处于n＝3激发态的氢原子向基态跃迁，发出的光以入射角θ照射到一块平行玻璃砖A上，经玻璃砖A后又照射到一块金属板B上，如图则下列说法正确的是（）（全对的得6分，选不全得3分，选错或不答得0分）
正确答案
解析
A、一群处于n=3激发态的氢原子向基态跃迁，发出三种不同频率的光子，光线经过平行玻璃砖折射后，出射光线与入射光线平行．从n=3直接跃迁到基态发出的光频率最大，则折射率最大，偏折最厉害，根据几何关系知，出射光线与入射光线间的距离最大．故A错误．
B、根据
C、经玻璃砖A后，光子的频率不变，所以能量不变，在玻璃砖的下表面，根据光的可逆性，知不可能发生全反射．故C错误．
D、从n=3能级向低能级跃迁时，跃迁到n=2能级放出的光子频率最小，该光子刚好能使金属板B发生光电效应，从n=2能级跃迁到基态放出的光子大于n=3→n=2跃迁时放出光子的能量，故一定能使金属板B发生光电效应．故D正确．
故选：BD．
考查方向
光的折射定律．
解题思路
通过光子频率的大小得出折射率的大小、波长的大小、临界角的大小，从而判断出出射光线与入射光线间的距离、条纹间距大小，以及是否发生全反射和是否能产生光电效应．
易错点
关键通过频率的大小得出折射率、波长等大小．
知识点
20.下列说法正确的是 （填入正确选项前的字母。选对1个给2分，选对2个给4分，选对3个给5分；每选错1个扣3分，最低得分为0分）。（选考题，多答则每学科按所答的第一题评分。）
正确答案
解析
A、半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间，由原子核的种类决定，与温度等外界因数无关，故A错误；
B、天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B正确；
C、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，C错误；
D、光的波长越大，根据
E、波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能量减小，故E正确；
考查方向
原子核衰变及半衰期、衰变速度; 氢原子的能级公式和跃迁; 天然放射现象
解题思路
半衰期与外界因素无关，天然放射现象说明原子核内部是有结构的，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构．氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子，动能增大，电势能减小，总能量减小.
易错点
在物理学中，半衰期并不能指少数原子，它的定义为:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间; 放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关.
知识点
39.选考题三 【物理-选修3-5】
下列说法正确的是
正确答案
解析
AE、对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动，即向频率较大的方向移动.故A错误，E正确；
B、半衰期有原子核的种类决定，与物理、化学状态无关，故B错误；
C、由光电效应的方程Ek=hυ-W0可知，光电子的动能由入射光频率决定，频率越大，光电子的最大初动能越大，故C正确；
D、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，故D正确；
考查方向
光电效应；原子核衰变及半衰期、衰变速度；黑体辐射
解题思路
对黑体辐射的研究表明：随着温度的升高，辐射强度的最大值向波长较短的方向移动；半衰期有原子核的种类决定；根据光电效应方程得出光电子的最大初动能与入射光频率有关；能级间跃迁辐射的光子能量等于两能级间的能级差.
易错点
半衰期并不能指少数原子，它的定义为:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关.
知识点
有以下说明和定义语句： struct student { int age; char num[8];}; struct student stu[3]={{20,"200401"},{21,"200402"},{10\9,"200403"}}; struct student *p=stu; 以下选项中引用结构体变量成员的表达式错误的是（ ）。
A．(p++)->num
B．p->num
C．(*p).num
D．stu[3].age
正确答案
D
解析
暂无解析
1．下列说法中正确的是（ ）
正确答案
解析
A、氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，释放光子，能量减小，轨道半径减小，根据
B、比结合能是结合能与核子数的比值，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定，故B错误；
C、α射线是原子核内放射出的氦核，α射线电离最强，穿透最弱，γ射线电离最弱，穿透最强，故C错误；
D、放射性元素的半衰期是由原子核内的结构决定的，与温度或压强无关，故D错误．
考查方向
玻尔模型和氢原子的能级结构；X射线、α射线、β射线、γ射线及其特性；原子核衰变及半衰期、衰变速度；原子核的结合能
解题思路
根据轨道半径的变化，通过库仑引力提供向心力得出电子动能的变化，通过能量的变化得出电势能的变化；比结合能是结合能与核子数的比值，比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠；α射线电离最强，穿透最弱，γ射线电离最弱，穿透最强．放射性元素的半衰期是由原子核内的结构决定的，与温度或压强无关.
易错点
在物理学中，半衰期并不能指少数原子，它的定义为:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间；放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关.
知识点
下列项目中，属于借款费用的有( )。
A．应付公司债券的利息
B．发行公司债券的手续费
C．发行公司债券的折价
D．外币借款发生的汇兑差额
E．发行公司债券的溢折价的摊销
正确答案
A,B,D,E
解析
[解析] 发行债券折价的摊销属于借款费用，但折价本身不属于借款费用，所以C选项不正确。
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