题目内容

（12分）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：

（1）氢原子可能发射几种频率的光子？

（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？

（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？

几种金属的逸出功

金属

铯

钙

镁

钛

逸出功W/eV

1．9

2．7

3．7

4．1

 

解析：（1）可发射6种频率的光子。

（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为，代入数据得E=2．55eV

（3）E只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应．

根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为

    代入数据得，eV（或1．0×10－19J）
练习册系列答案
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（2008?肇庆二模）氢原子基态能级为-13.6eV，一群氢原子处于量子数n=3的激发态，它们向较低能级跃迁时，放出光子的能量可以是（　　）
（选修3-5模块）氢原子的能级图如图所示，下列说法正确的是（　　）
选做题（请从A、B和C三小题中选定两小题作答，并在答题卡上把所选题目对应字母后的方框涂满涂黑，如都作答则按A、B两小题评分．）
A．（选修模块3-3）
（1）下列说法中正确的是
B
B

A．布朗运动是分子的无规则热运动
B．气体分子间距离减小时，分子间斥力增大，引力也增大
C．导热性能各向同性的固体，一定不是单晶体
D．机械能不可能全部转化为内能
（2）如图1所示，一导热性能良好的金属气缸静放在水平面上，活塞与气缸壁间的摩擦不计．气缸内封闭了一定质量的理想气体．现缓慢地向活塞上倒一定质量的沙土，忽略环境温度的变化，在此过程中
CD
CD

A．气体的内能增大
B．气缸内分子平均动能增大
C．气缸内气体分子密度增大
D．单位时间内撞击气缸壁单位面积上的分子数增多

（3）在做用油膜法估测分子的大小实验中，油酸酒精溶液的浓度为每104mL溶液中有纯油酸6mL．用注射器测得50滴这样的溶液为1mL．把l滴该溶液滴入盛水的浅盘里，待水面稳定后，将玻璃板放在浅水盘上，在玻璃板上描出油膜的轮廓，随后把玻璃放在坐标纸上，其形状如图2所示，坐标纸正方形小方格的边长为20mm．则油酸膜的面积是
2.4×10-2
2.4×10-2
m2，每一滴油酸酒精溶液中含有纯油酸的体积是
1.2×10-11
1.2×10-11
m3，根据上述数据，可估算出油酸分子的直径．
B．（选修模块3-4）
（1）关于对光现象的解释，下列说法中正确的是
AC
AC
．
A．自然光斜射到玻璃表面时，反射光和折射光都是偏振光
B．水面上的油膜呈现彩色是光的衍射现象
C．光纤导光利用了光的全反射规律
D．玻璃中的气泡看起来特别明亮是光的干涉现象
（2）一列横波沿x轴正方向传播，在t0=0时刻的波形如图3所示，波刚好传到x=3m处，此后x=lm处的质点比x=-lm处的质点
后
后
（选填“先”、“后”或“同时”）到达波峰位置；若该波的波速为10m/s，经过△t时间，在x轴上-3m～3m区间内的波形与t0时刻的正好相同，则△t=
0.4ns（n=1，2，3┅）
0.4ns（n=1，2，3┅）
．
（3）某实验小组利用数字实验系统探究弹簧振子的运动规律，装置如图4所示，水平光滑导轨上的滑块与轻弹簧组成弹簧振子，滑块上固定有传感器的发射器．把弹簧拉长5cm由静止释放，滑块开始振动．他们分析位移一时间图象后发现，滑块的运动是简谐运动，滑块从最右端运动到最左端所用时间为ls，则弹簧振子的振动频率为
0.5
0.5
Hz；以释放的瞬时为初始时刻、向右为正方向，则滑块运动的表达式为x=
5cosлt
5cosлt
cm．

C．（选修模块3-5）
（1）下列关于原子和原子核的说法正确的是
B
B
．
A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B．波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
（2）一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级      示意图如图5所示，那么
金属 铯 钙 镁 钛
逸出功W/eV 1.9 2.7 3.7 4.1
①氢原子可能发射
6
6
种频率的光子．
②氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的频率是
6.15×1014
6.15×1014
Hz，用这样的光子照射右表中几种金属，金属
铯
铯
能发生光电效应，发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是
0.65
0.65
eV．（普朗克常量h=6?63×10-34J?S，1eV=1.6×10-19J）
（3）在氘核
 
2
1
H和氚核
 
3
1
H结合成氦核
 
4
2
He的核反应方程如下：
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n+17.6MeV
①这个核反应称为
聚变
聚变

②要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文．式中17.6MeV是核反应中
放出
放出
（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量
减少
减少
（选填“增加”或“减少”）了
3×10-29
3×10-29
㎏（保留一位有效数字）
（1）有一群氢原子处于量子数n=4的激发态，已知氢原子的能级公式为En=
E1n2
（E1为n=l时的能量）．当它们自发地向低能级跃迁时能发出
 
种不同频率的光子．所发出光子的最大频率是
 
（已知普朗克常量为h）．
（2）质量mA=10g的子弹，以vA=300m/s的速度射向质量mB=40g、静止在光滑水平桌面上的木块．
①如果子弹留在木块中，木块运动的速度v1是多大？
②如果子弹把木块打穿，子弹穿过后的速度vA=100m/s，这时木块的速度v2又是多大？
一群氢原子处于量子数n=3的能级，当这些氢原子向低能级跃迁时，发出的光的频率有三个值：γ1，γ2，γ3，且γ1＞γ2＞γ3，则n=3能级和n=1能级的能量差为（　　）

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