题目内容
16．氢原子基态能量E1=-13.6eV，电子绕核运动半径r1=0.53×10-10m．En=$\frac{{E}_{1}}{{n}^{2}}$，rn=n2r1（电子的质量m=0.9×10-30kg）求氢原子处于n=4激发态时：（1）原子系统具有的能量；
（2）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有多少种？其中最低频率为多少（保留两位有效数字）？
（3）电子在轨道上运动的动能；
（4）电子具有的电势能．
分析 根据氢原子能级公式求出原子在n=4轨道的能量；
根据库仑引力提供电子做圆周运动的向心力，求出电子在轨道上的动能．
原子的能量等于电势能和电子动能之和，求出原子在n=4激发态的能量，从而求出电子具有的电势能．
根据${C}_{n}^{2}$计算辐射光子频率的种类．
解答 解：（1）根据氢原子能级公式有E4=$\frac{{E}_{1}}{4}$=-0.85eV；
（2）最多有$\frac{4×（4-1）}{2}$=6种．从n=4→3；3→2；2→1；4→2；4→1；3→1．
能级差最小的是n=4→n=3，所辐射的光子能量为：△E=hγ=E4-E3=0.66eV．
得：γ=1.6×1014Hz．
（3）由题意：r4=42r1，
根据库仑力提供向心力：$\frac{{ke}^{2}}{{r}_{4}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{{r}_{4}}$
所以动能为：Ek4=$\frac{1}{2}$mv2=0.85eV；
（4）由于E4=Ek4+EP4
所以电势能为：Ep4=E4-Ek4=-1.7eV
答：（1）原子系统具有的能量-0.85eV；
（2）向低能级跃迁辐射的光子频率最多有6种，其中最低频率为1.6×1014Hz．
（3）电子在轨道上运动的动能为0.85eV；
（4）电子具有的电势能为-1.7eV；
点评 解决本题的关键知道原子的能量等于电势能与电子动能之和，会通过库仑引力提供向心力求出电子的动能．
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4．
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通电矩形导线框abcd与无限长通电直导线MN在同一平面内，电流的方向如图，ab边与MN平行，关于MN的磁场对线框的作用，下列叙述正确的是（ ）| A． | 线框所受安培力的合力向右 | |
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11．
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将一个质量为1kg的小球竖直向上抛出，最终落回抛出点，运动过程中所受阻力大小恒定，方向与运动方向相反，该过程的v-t图象如图所示，g取10m/s2．下列说法中正确的是（ ）| A． | 小球重力与阻力之比为5：1 | |
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| C． | 小球上升过程，受到向下的空气阻力，处于失重状态 | |
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