用波长为λ＝50 nm的紫外线能否使处于基态的氢原子电离?电离后的电子速率将是多大?(氢原子的基态能量为-13.6 eV.电子质量为0.91×10-30 kg) 题目和参考答案——青夏教育精英家教网——

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用波长为λ＝50 nm的紫外线能否使处于基态的氢原子电离？电离后的电子速率将是多大？(氢原子的基态能量为－13.6 eV，电子质量为0.91×10^－30 kg)

答案：
解析：

能，2.0×10⁶ m/s

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　　太阳是银河系中极为普通的一颗恒星，剧烈的热核反应使之不断地向外辐射能量，太阳辐射的能量绝大部分集中在紫外波段、可见光波段和红外光波段，它们的能量分别占总辐射量的9％，44％和47％．

　　地球的大气层中，基本不变的成分为氧、氮、氩等，占大气总量的99.96％，可变气体成分主要有、水汽和臭氧等，这些气体的含量极小，但对大气物理状况的影响极大．

　　大气臭氧层一般是指高度在离地面10km～15km的大气层，其中臭氧浓度很低，将它折合成标准状况，其总累积厚度也不过0.3cm，其含量虽小，但对地球的气候和生物影响很大，如臭氧层空洞每增加1％，人类患皮肤癌比率将增加2％～3％．

(1)大气压强p随距地面高度h(m)的增大而减小，经验公式为＝·，其中为地表的气压值，e＝2.718．若臭氧层集中在24km的高空处，设在该高度处的温度为－50℃，试估算臭氧层的厚度．

(2)设地球半径为R，在离地面20km～30km处的平均温度为，压强为，地球表面温度为2，大气压强为1×，请写出这部分臭氧全部集中在地表的厚度H的表达式．

(3)由于臭氧在紫外光波长200nm～300nm的谱段有强吸收带，在300nm～340nm的谱段有弱的吸收带，在440nm～740nm可见光区有吸收带，所以臭氧层可以大量吸收紫外线和可见光．

①紫外线产生的微观机理是

[　　]

A．振荡电路中自由电子的运动而产生的

B．原子的外层电子受到激发而产生的

C．原子的内层电子受到激发而产生的

D．原子核受到激发而产生的

②氢原子处于基态时能量为＝－13.6eV，它从n＝2能级向基态跃迁时，发生的紫外线波长为多少？(h＝6.63×J·s)

③若用上述两种波长的紫外光照射银板，试计算说明哪个谱段的光线可能使银板产生光电效应．(银的极限频率为1.15×Hz)

(1)如图所示是氢原子的能级图，现有大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁，所辐射的光子中，只有一种能使某金属产生光电效应．以下判断正确的是

A．该光子一定是氢原子从激发态n＝3跃迁到n＝2时辐射的光子

B．该光子一定是氢原子从激发态n＝2跃迁到基态时辐射的光子

C．若氢原子从激发态n＝4跃迁到基态，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应

D．若氢原子从激发态n＝4跃迁到n＝3，辐射出的光子一定能使该金属产生光电效应

(2)一个质量为50 kg的人站立在静止于平静的水面上的质量为400 kg船上，突然船上人对地以2 m/s的水平速度跳向岸，不计水的阻力，则船以________m/s的速度后退，若该人向上跳起，以人船为系统，人船系统的动量________．(填守恒或不守恒)

(3)太阳现在正处于主序星演化阶段．它主要是由电子和、等原子核组成．维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是∶＋释放核能，这些核能最后转化为辐射能．

①已知质子质量m_p，氦核的质量m_α，电子质量m_e，光速C．试求每发生一次上述核反应所释放的核能；

②用上述辐射中产生的波长为400 nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10^－19J金属材料铯时，能否产生光电效应？若能，试求出产生的光电子的最大初动能．(保留三位有效数字，普朗克常量h＝663×10^－34J·s)