题目内容

(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=(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?
【答案】分析:(1)根据玻尔理论求出氢原子从n=4向n=2的能级跃迁时,辐射的光子的能量.一群处于n能级的氢原子向低能级跃迁,任意两个能级间产生一次跃迁,发出一种频率的光子,共产生种频率不同的光子.所发出光子的最大频率是n=4向n=1跃迁时发射的光子.
(2)子弹与木块碰撞过程中动量守恒,由动量守恒定律可以求出碰后木块的速度;
解答:解:(1)一群处于n能级的氢原子向低能级跃迁,任意两个能级间产生一次跃迁,发出一种频率的光子,共产生种频率不同的光子,
最大频率是n=4向n=1跃迁时发射的光子
(2)解:①根据动量守恒定律得:mAvA=(mA+mB)v1
解得:v1=60m/s
②根据动量守恒定律得:mAvA=mAvA′+mBv2
解得:v2=50m/s
故答案为:(1)6;   (2)①60m/s;②50m/s
点评:(1)本题是玻尔原子理论与光电效应规律的综合,其桥梁是光子的频率.基本题.
(2)在应用动量守恒定律解题时,要注意正方向的选取,要明确物体变化的过程.
练习册系列答案
相关题目
A.(选修模块3-3)
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一,人类在采取节能减排措施的同时,也在研究控制温室气体的新方法,目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术.
(1)在某次实验中,将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中,将容器缓慢移到海水某深处,气体体积减为原来的一半,不计温度变化,则此过程中
BD
BD

A.封闭气体对外界做正功            B.封闭气体向外界传递热量
C.封闭气体分子的平均动能增大      D.封闭气体组成的系统的熵减小
(2)实验发现,二氧化碳气体在水深170m处变成液体,它的密度比海水大,靠深海的压力使它永沉海底,以减少排放到大气中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而
增大
增大
(选填“增大”、“减小”或“不变”);在二氧化碳液体表面,其分子间的引力
大于
大于
(选填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.
(3)实验发现,在水深300m处,二氧化碳将变成凝胶状态,当水深超过2500m时,二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体.设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ,摩尔质量为M,阿伏加德罗常数为N,将二氧化碳分子看作直径为D的球,体积为于
1
6
π
D3,则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少?
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法中正确的是
AB
AB

A.相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B.用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
C.一列波在向前传播,当波源突然停止振动时,其他质点也同时停止振动
D. 单摆的摆长增大后,简谐运动的频率会变大
(2)我国正在大规模建设第三代移动通信系统(3G),它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来,能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务.某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号,此电磁波在真空中的波长为
0.17
0.17
m;在通话时,手机将声音信号转变成电信号,再经过
调制
调制
(选填“调谐”、“调制”或“解调”)后,把信号发送到基站中转.
(3)在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体,其俯视图如图所示,0为半圆的圆心.甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率,进行了如下实验.他们分别站在A、O处时,相互看着对方,然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动,到达B、C处时,甲刚好看不到乙.已知半圆柱体的半径为R,OC=0.6R,BC⊥OC,则半圆柱形透明物体的折射率为多少?
C.(选修模块3-5)
(1)下列物理实验中,能说明粒子具有波动性的是
CD
CD

A.通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系,证明了爱因斯坦方程的正确性
B.通过测试多种物质对X射线的散射,发现散射射线中有波长变大的成分
C.通过电子双缝实验,发现电子的干涉现象
D.利用晶体做电子束衍射实验,证实了电子的波动性
(2)氢原子的能级如图所示.有一群处于n=4能级的氢原子,这群氢原子能发出
6
6
种谱线,发出的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功应小于
12.75
12.75
eV.
(3)近年来,国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展,它利用的核反应方程是
 
2
1
H+
 
3
1
H
 
4
2
He+
 
1
0
n
.若
 
2
1
H
 
3
1
H
迎面碰撞,初速度大小分别为v1、v2
 
2
1
H
 
3
1
H
 
4
2
He、
 
1
0
n
的质量分别为m1、m2、m3、m4,反应后
 
4
2
He的速度大小为v3,方向与
 
2
1
H
的运动方向相同,求中子
 
1
0
n
的速度
(选取m的运动方向为正方向,不计释放的光子的动量,不考虑相对论效应).
(选做题)(请从A、B和C三小题中选定两小题作答,并在答题卡相应的答题区域内作答,如都作答则按A、B两小题评分)
A.(选修模块3-3)
如图所示,某种自动洗衣机进水时,洗衣机缸内水位升高,与洗衣缸相连的细管中会封闭一定质量的空气,通过压力传感器感知管中的空气压力,从而控制进水量.
(1)当洗衣缸内水位缓慢升高时,设细管内空气温度不变,
则被封闭的空气
AD
AD

A.分子间的引力和斥力都增大
B.分子的热运动加剧
C.分子的平均动能增大
D.体积变小,压强变大
(2)若密闭的空气可视为理想气体,在上述(1)中空气体积变化的过程中,外界对空气做了
0.6J的功,则空气
放出
放出
(选填“吸收”或“放出”)了
0.6
0.6
J的热量;当洗完衣服缸内
水位迅速降低时,则空气的内能
减小
减小
(选填“增加”或“减小”).
(3)若密闭的空气体积V=1L,密度ρ=1.29kg/m3,平均摩尔质量M=0.029kg/mol,阿伏加德罗常数NA=6.02×1023mol-1,试估算该气体分子的总个数(结果保留一位有效数字).
B.(选修模块3-4)
(1)下列说法正确的是
BC
BC

A.光的偏振现象说明光是纵波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光导纤维传播光信号利用了光的全反射原理
D.光的双缝干涉实验中,若仅将入射光从红光改为紫光,则相邻亮条纹间距一定变大
(2)如图1所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,波的传播速度v=2m/s,试回答下列问题:
①x=4m处质点的振动函数表达式y=
-5sinπt
-5sinπt
cm;
②x=5m处质点在0~4.5s内通过的路程s=
45
45
cm.
(3)如图2所示,直角三角形ABC为一三棱镜的横截面,
∠A=30°.一束单色光从空气射向BC上的E点,并
偏折到AB上的F点,光线EF平行于底边AC.已
知入射方向与BC的夹角为θ=30°.试通过计算判断光在F点能否发生全反射.
C.(选修模块3-5)
(1)如图所示,小车与木箱紧挨着静放在光滑的水平冰面上,现有一男孩站在小车上用力向右迅速推出木箱,关于上述过程,下列说法中正确的是
C
C

A.男孩和木箱组成的系统动量守恒
B.小车与木箱组成的系统动量守恒
C.男孩、小车与木箱三者组成的系统动量守恒
D.木箱的动量增量与男孩、小车的总动量增量相同
(2)若氢原子的基态能量为E(E<0 ),各个定态的能量值为En=E/n2(n=1,2,3…),则为使一处于基态的氢原子核外电子脱离原子核的束缚,所需的最小能量为
-E
-E
;若有一群处于n=2能级的氢原子,发生跃迁时释放的光子照射某金属能产生光电效应现象,则该金属的逸出功至多为
-
3
4
E
-
3
4
E
(结果均用字母表示).
(3)在某些恒星内,3个α粒子可以结合成一个612C核,已知612C核的质量为1.99502×10-26kg,α粒子的质量为6.64672×10-27kg,真空中的光速c=3×108m/s,计算这个反应中所释放的核能(结果保留一位有效数字).
A.(选修3-3模块)
(1)以下说法中正确的是
 

A.被活塞封闭在空缸中的一定质量的理想气体,若体积不变,压强增大,则气缸在单位面积上,单位时间内受到的分子碰撞次数增加
B.布朗运动是悬浮在液体中固体颗粒的分子无规则运动的反映
C.分子间距增大,分子势能就一定增大
D.用力拉铁棒的两端,铁棒没有断,这是分子间存在吸引力的宏观表现
(2)如图所示,气缸内封闭一定质量的某种理想气体,活塞通过滑轮和一重物连接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面积10cm2,大气压强1.0×105Pa,物重50N,活塞质量及一切摩擦不计,缓慢升高环境温度,使活塞刚好升到缸口,封闭气体吸收了60J的热量,则封闭气体的压强将
 
(选填“增加”、“减小”或“不变”),气体内能变化量为
 
J.精英家教网
(3)一滴体积为V的油酸,配制成体积比为1:k的油酸溶液(k>1),现取一滴体积仍为V的油酸溶液在滴在水面上,在水面上形成面积为S的单分子油膜,已知油酸的密度为ρ,摩尔质量为M.请据此推算阿伏伽德罗常数的表达式.
B.(选修3-4模块
(1)下列说法中正确的有
 

A.不管光源与观察者是否存在相对运动,观察者观察到的光速是不变的
B.水面上的油膜呈现彩色是光的干涉现象
C.日落时分,拍摄水面下的景物,在照相机镜头前装上偏振光片可以使像更清晰
D.声源向静止的观察者运动,观察者接收到的频率小于声源的频率
(2)如图所示是一列沿x轴正方向传播的简谐横波在t=0时刻的波形图,已知波的传播速度v=1m/s,则0.5m处质点在1s时的位移为
 
cm,x=1m处的质点做简谐运动的表达式y=
 
cm.精英家教网
(3)直角玻璃三棱镜的截面如图所示,一条光线从AB面入射,ab为其折射光线,图中a=60°.已知这种玻璃的折射率n=
2
试求:
①ab光线在AC面上有无折射光线?(要有论证过程)
②ab光线经AC面反射后,再经BC面折射后的光线与BC面的夹角.
C.(选修模块3-5)
(1)下列说法正确的是
 

A.康普顿效应进一步证实了光的波动特性
B.为了解释黑体辐射规律,普朗克提出电磁辐射的能量的量子化
C.经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期与环境的温度有关
(2)
234
90
Th
是不稳定的,能自发地发生衰变.
①完成
234
90
Th
衰变反应方程
234
90
Th
234
91
Pa
 

234
90
Th
衰变为
222
86
Rn
,共经过
 
次a衰变,
 
次β衰变.
(3)氢原子的能级如图所示,有一群处于n=4能级的氢原子.如果原子n=2向n=1跃迁所发生的光正好使某种金属材料产生光电效应,则:
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①这群氢原子发出的光谱中共有几条谱线能使该金属产生光电效应?
②从能级n=4向n=1发出的光照射该金属材料,所产生的光电子的最大初动能为多少?

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