题目内容

模块3—5试题（12分）
（1）（4分）能量为Ei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，这一能量Ei称为氢的电离能。现用一频率为v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v、电子质量m、氢的电离能Ei与普朗克常量h表示）
（2）（8分）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k倍，中子与原子核的每次碰撞都可看成是弹性正磁。设每次碰撞前原子核可认为是静止的，求N次碰撞后中子速率与原速率之比。
（1）
（2）
（1）  （4分）
（2）设中子和作减速剂的物质的原子核A的质量分别为和，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，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
评分参考：本题共8分，①②④⑤式各2分.
练习册系列答案
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已知氢原子在基态时的轨道半径为r1=0.53×10-10m，能级值E1= —13.6eV，求赖曼系（高能级跃迁至基态）中能量最大的光子和能量最小光子的波长各是多少？
氢原子的能级如图所示，一群氢原子处于n=4能级时，下列关于氢原子跃迁说法中正确的是
A．最多能放出4种频率不同的光子
B．从n=4能级跃迁到n=1能级放出的光子波长最长
C．从n=4能级跃迁到n=l能级放出的光子频率最高
D．用11 eV的光子照射，能从n=1能级跃迁到n=2能级
如图所示为氢原子的能级图。当氢原予从n=4能级跃迁到n=2能级时，辐射出光子a；当氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时，辐射出光子b，则下列说法中正确的是（   ）
A．光子的能量大于光子b的能量
B．光子a的波长小干光子b的波长
C．b光比a光更容易发生衍射现象
D．在同种介质中，a光子的传播速度大于b光子的传播速度

(1)有一群氢原子处在量子数n=3的激发态,画一能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出几种光谱线.
(2)计算这几条光谱线中最短的波长.（已知En =E1/n2，普朗克常量为6.63×10-34J.s ）
下列说法中正确的是______
A．X射线是处于激发态的原子核辐射出的
B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1
D．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短．
如图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3的激发态，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，下列说法中正确的是（  ）
A．从n=3的激发态跃迁到n=2的激发态时所发出的光的波长最短
B．这群氢原子能发出3种频率不同的光，且均能使金属钠发生光电效应
C．金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV
D．从n=3的激发态跃迁到基态时所发出的光能使金属钠发生光电效应，且使光电子获得最大初动能
氢原子能级结构如图2所示，以下说法中正确的是（  ）
A．用一群动能为12.78ev的电子轰击大量处于基态的氢原子后，最多能辐射出3种不同频率的光子
B．用一群动能为12.78ev的电子轰击大量处于基态的氢原子后，最多能辐射出6种不同频率的光子
C．用一群能量为12.78ev的光子照射大量处于基态的氢原子后，最多能辐射出3种不同频率的光子
D．用一群能量为12.78ev的光子照射大量处于基态的氢原子后，最多能辐射出6种不同频率的光子
如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。处在n=4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是
A．n=4跃迁到n=1时辐射的光子
B．n=4跃迁到n=3时辐射的光子
C．n=2跃迁到n=1时辐射的光子
D．n=3跃迁到n=2时辐射的光子

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