图5

9．如图5所示，氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．

图6

解析：氢原子从n>2的某一能级跃迁到n＝2的能级，满足：

hν＝E_n－E₂＝2.55 eV

E_n＝hν+E₂＝－0.85 eV，所以n＝4

基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供：

ΔE＝E₄－E₁＝12.75 eV.跃迁图如图6.

答案：12.75 eV　见解析图

图7

8．(2010·重庆高考)氢原子部分能级的示意图如图4所示．不同色光的光子能量如下表所示．(　)

图4

处于某激发态的氢原子，发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条，其颜色分别为(　)

A．红、蓝-靛　　　　　　　　 B．黄、绿

C．红、紫　 　　　　　　　　　　　　　　　 D．蓝-靛、紫

解析：由能级图可知，只有原子从n＝4能级向n＝2能级以及从n＝3能级向n＝2能级跃迁时发射光子的能量符合题目要求，两种光子对应的能量分别为2.55 eV和1.89 eV，分别为蓝-靛光和红光，选项A正确．

答案：A

7．如图3中画出了氢原子的4个能级，并注明了相应的能量E_n，处在n＝4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能够发出若干种不同频率的光波．已知金属钾的逸出功为2.22 eV.在这些光波中，能够从金属钾的表面打出光电子的总共有(　)

A．二种　　　　　　　　　　　　　　　 B．三种　　

C．四种　　　　　　　　　　　　　　　 D．五种

图3

解析：由题意和能级图知，能够发出6种不同频率的光波．而逸出功W＝hν₀<E_n－E_m可产生光电子．代入数据

E₄－E₃＝0.66 eV

E₃－E₂＝1.89 eV

E₄－E₂＝2.55 eV

E₃－E₁＝12.09 eV

E₄－E₁＝12.75 eV

E₂－E₁＝10.20 eV

显然总共有4种．

答案：C

6．紫外线照射一些物质时，会发生荧光效应，即物质发出可见光，这些物质中的原子先后发生两次跃迁，其能量变化分别为ΔE₁和ΔE₂，下列关于原子这两次跃迁的说法中正确的是(　)

A．两次均向高能级跃迁，且|ΔE₁|>|ΔE₂|

B．两次均向低能级跃迁，且|ΔE₁|＜|ΔE₂|

C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE₁|＜|ΔE₂|

D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且|ΔE₁|＞|ΔE₂|

解析：原子吸收紫外线，使原子由低能级向高能级跃迁，吸收ΔE₁，再由高能级向低能级跃迁，放出可见光，紫外线光子能量大于可见光，故ΔE₁＞ΔE₂，D正确．

答案：D

5．氢原子从n＝3激发态向低能级状态跃迁可能放出的光子中，只有一种光子不能使金属A产生光电效应，则下列说法正确的是(　)

A．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到基态时放出的

B．不能使金属A产生光电效应的光子一定是从n＝3激发态直接跃迁到n＝2激发态时放出的

C．从n＝4激发态跃迁到n＝3激发态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应

D．从n＝4激发态跃迁到基态，所放出的光子一定不能使金属A产生光电效应

解析：氢原子从n＝3激发态向低能级跃迁时，各能级差为：E_3→2＝－1.51 eV－(－3.4) eV＝1.89 eV，E_3→1＝－1.51 eV－(－13.6) eV＝12.09 eV，E_2→1＝－3.4 eV－(－13.6) eV＝10.2 eV，故3→2能级差最低，据E＝hν可知此时辐射的频率最低，因此一定不能使金属A产生光电效应，E_4→3＝0.66 eV，故一定不能使A发生光电效应．

答案：BC

4．如图2所示，是氢原子四个能级的示意图．当氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝3的能级时，辐射出光子a.当氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级时，辐射出光子b.则以下判断正确的是(　)

图2

A．光子a的能量大于光子b的能量

B．光子a的频率大于光子b的频率

C．光子a的波长大于光子b的波长

D．在真空中光子a的传播速度大于光子b的传播速度

解析：参照提供的能级图，容易求得b光子的能量大，E＝hν，所以b光子频率高、波长小，所有光子在真空中速度都是相同的，正确答案是C.该题考查光的本性问题，涉及到能级的基本规律．

答案：C

3．氢原子辐射出一个光子后，则(　)

A．电子绕核旋转的半径增大

B．电子的动能增大

C．氢原子的电势能增大

D．原子的能级值增大

解析：由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，应从离核较远的轨道跃迁到离核较近的轨道，在此跃迁过程中，电场力对电子做了正功，因而电势能应减小．另由经典电磁理论知，电子绕核做匀速圆周运动的向心力即为氢核对电子的库仑力：k＝m，所以E_k＝mv²＝.可见，电子运动半径越小，其动能越大．再结合能量转化和守恒定律，氢原子放出光子，辐射出一定的能量，所以原子的总能量减小．综上讨论，可知该题只有答案B正确．

答案：B

2．根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，图1中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a 运动到b，再运动到c的过程中．下列说法中正确的是(　)

A．动能先增大，后减小

B．电势能先减小，后增大

C．电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D．加速度先变小，后变大

解析：α粒子从a到b，受排斥力作用，电场力做负动，动能减少，电势能增大；α粒子从b再运动到c，电场力做正功．动能增加，电势能减少；到达c点时，由于a、c在同一等势面上，所以从a到c，总功为零．故A、B错，C对．α粒子从a到b，场强增大，加速度增大；从b到c，场强减小，加速度减小．故D错．

答案：C

1．关于α粒子散射实验(　)

A．绝大多数α粒子经过金属箔后，发生了角度不太大的偏转

B．α粒子在接近原子核的过程中，动能减小，电势能减小

C．α粒子在离开原子核的过程中，动能增大，电势能增大

D．对α粒子散射实验的数据进行分析，可以估算原子核的大小

解析：由于原子核很小，α粒子十分接近它的机会很少，所以绝大多数α粒子基本上仍按直线方向前进，只有极少数的粒子发生大角度偏转，从α粒子散射实验的数据可估算出原子核的大小约为10^－15-10^－14m，A错误，D正确．α粒子在接近原子核的过程中，电场力做负功，动能减小，电势能增大，在离开时，电场力做正功，动能增大，电势能减小，B、C均错．

答案：D

图1

11．钍核₉₀²³⁰Th发生衰变生成镭核₈₈²²⁶Ra并放出一个粒子．设该粒子的质量为m、电荷量为q，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S₁和S₂间的电场时，其速度为v₀，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S₂，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角θ＝60°，如图6所示，整个装置处于真空中．

图6

(1)写出钍核衰变方程；

(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；

(3)求粒子在磁场中运动所用时间t.

解析：(1)衰变方程为　 ₉₀²³⁰Th→₂⁴He+₈₈²²⁶Ra①

(2)设粒子离开电场时速度为v，对加速过程有

qU＝mv²－mv₀²②

粒子在磁场中有qvB＝m③

由②③得R＝ ④

(3)粒子做圆周运动的回旋周期T＝＝⑤

粒子在磁场中运动时间t＝T⑥

由⑤⑥两式可以解得t＝

答案：(1) ₉₀²³⁰Th→₂⁴He+ ₈₈²²⁶Ra　(2)

(3)