(1)有一群氫原子處于量子數(shù)n=4的激發(fā)態(tài),已知?dú)湓拥哪芗?jí)公式為En=
E1n2
(E1為n=l時(shí)的能量).當(dāng)它們自發(fā)地向低能級(jí)躍遷時(shí)能發(fā)出
 
種不同頻率的光子.所發(fā)出光子的最大頻率是
 
(已知普朗克常量為h).
(2)質(zhì)量mA=10g的子彈,以vA=300m/s的速度射向質(zhì)量mB=40g、靜止在光滑水平桌面上的木塊.
①如果子彈留在木塊中,木塊運(yùn)動(dòng)的速度v1是多大?
②如果子彈把木塊打穿,子彈穿過(guò)后的速度vA=100m/s,這時(shí)木塊的速度v2又是多大?
分析:(1)根據(jù)玻爾理論求出氫原子從n=4向n=2的能級(jí)躍遷時(shí),輻射的光子的能量.一群處于n能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷,任意兩個(gè)能級(jí)間產(chǎn)生一次躍遷,發(fā)出一種頻率的光子,共產(chǎn)生
n(n-1)
2
種頻率不同的光子.所發(fā)出光子的最大頻率是n=4向n=1躍遷時(shí)發(fā)射的光子.
(2)子彈與木塊碰撞過(guò)程中動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒定律可以求出碰后木塊的速度;
解答:解:(1)一群處于n能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷,任意兩個(gè)能級(jí)間產(chǎn)生一次躍遷,發(fā)出一種頻率的光子,共產(chǎn)生x=
n(n-1)
2
=
4×3
2
=6
種頻率不同的光子,
最大頻率是n=4向n=1躍遷時(shí)發(fā)射的光子v=
△E
h
=
E4-E1
h
=-
15E1
16h

(2)解:①根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:mAvA=(mA+mB)v1
解得:v1=60m/s
②根據(jù)動(dòng)量守恒定律得:mAvA=mAvA′+mBv2
解得:v2=50m/s
故答案為:(1)6;-
15E1
16h
   (2)①60m/s;②50m/s
點(diǎn)評(píng):(1)本題是玻爾原子理論與光電效應(yīng)規(guī)律的綜合,其橋梁是光子的頻率.基本題.
(2)在應(yīng)用動(dòng)量守恒定律解題時(shí),要注意正方向的選取,要明確物體變化的過(guò)程.
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

A.(選修模塊3-3)
二氧化碳是導(dǎo)致全球變暖的主要原因之一,人類在采取節(jié)能減排措施的同時(shí),也在研究控制溫室氣體的新方法,目前專家們正在研究二氧化碳的深海處理技術(shù).
(1)在某次實(shí)驗(yàn)中,將一定質(zhì)量的二氧化碳?xì)怏w封閉在一可自由壓縮的導(dǎo)熱容器中,將容器緩慢移到海水某深處,氣體體積減為原來(lái)的一半,不計(jì)溫度變化,則此過(guò)程中
BD
BD

A.封閉氣體對(duì)外界做正功            B.封閉氣體向外界傳遞熱量
C.封閉氣體分子的平均動(dòng)能增大      D.封閉氣體組成的系統(tǒng)的熵減小
(2)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),二氧化碳?xì)怏w在水深170m處變成液體,它的密度比海水大,靠深海的壓力使它永沉海底,以減少排放到大氣中的二氧化碳量.容器中的二氧化碳處于汽液平衡狀態(tài)時(shí)的壓強(qiáng)隨溫度的增大而
增大
增大
(選填“增大”、“減小”或“不變”);在二氧化碳液體表面,其分子間的引力
大于
大于
(選填“大于”、“等于”或“小于”)斥力.
(3)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),在水深300m處,二氧化碳將變成凝膠狀態(tài),當(dāng)水深超過(guò)2500m時(shí),二氧化碳會(huì)濃縮成近似固體的硬膠體.設(shè)在某狀態(tài)下二氧化碳?xì)怏w的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M,阿伏加德羅常數(shù)為N,將二氧化碳分子看作直徑為D的球,體積為于
1
6
π
D3,則在該狀態(tài)下體積為V的二氧化碳?xì)怏w變成固體后體積為多少?
B.(選修模塊3-4)
(1)下列說(shuō)法中正確的是
AB
AB

A.相對(duì)論認(rèn)為時(shí)間和空間與物質(zhì)的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)有關(guān)
B.用激光讀取光盤上記錄的信息是利用激光平行度好的特點(diǎn)
C.一列波在向前傳播,當(dāng)波源突然停止振動(dòng)時(shí),其他質(zhì)點(diǎn)也同時(shí)停止振動(dòng)
D. 單擺的擺長(zhǎng)增大后,簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的頻率會(huì)變大
(2)我國(guó)正在大規(guī)模建設(shè)第三代移動(dòng)通信系統(tǒng)(3G),它將無(wú)線通信與國(guó)際互聯(lián)網(wǎng)等多媒體通信結(jié)合起來(lái),能提供無(wú)線網(wǎng)絡(luò)、電話會(huì)議、電子商務(wù)等信息服務(wù).某移動(dòng)運(yùn)營(yíng)商采用1.8x109HZ的電磁波傳遞信號(hào),此電磁波在真空中的波長(zhǎng)為
0.17
0.17
m;在通話時(shí),手機(jī)將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)變成電信號(hào),再經(jīng)過(guò)
調(diào)制
調(diào)制
(選填“調(diào)諧”、“調(diào)制”或“解調(diào)”)后,把信號(hào)發(fā)送到基站中轉(zhuǎn).
(3)在某科技館內(nèi)放置了一個(gè)高大的半圓柱形透明物體,其俯視圖如圖所示,0為半圓的圓心.甲、乙兩同學(xué)為了估測(cè)該透明體的折射率,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn).他們分別站在A、O處時(shí),相互看著對(duì)方,然后兩人貼著柱體慢慢向一側(cè)運(yùn)動(dòng),到達(dá)B、C處時(shí),甲剛好看不到乙.已知半圓柱體的半徑為R,OC=0.6R,BC⊥OC,則半圓柱形透明物體的折射率為多少?
C.(選修模塊3-5)
(1)下列物理實(shí)驗(yàn)中,能說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性的是
CD
CD

A.通過(guò)研究金屬的遏止電壓與入射光頻率的關(guān)系,證明了愛(ài)因斯坦方程的正確性
B.通過(guò)測(cè)試多種物質(zhì)對(duì)X射線的散射,發(fā)現(xiàn)散射射線中有波長(zhǎng)變大的成分
C.通過(guò)電子雙縫實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)電子的干涉現(xiàn)象
D.利用晶體做電子束衍射實(shí)驗(yàn),證實(shí)了電子的波動(dòng)性
(2)氫原子的能級(jí)如圖所示.有一群處于n=4能級(jí)的氫原子,這群氫原子能發(fā)出
6
6
種譜線,發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則該金屬的逸出功應(yīng)小于
12.75
12.75
eV.
(3)近年來(lái),國(guó)際熱核聚變實(shí)驗(yàn)堆計(jì)劃取得了重大進(jìn)展,它利用的核反應(yīng)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,初速度大小分別為v1、v2,
 
2
1
H
、
 
3
1
H
、
 
4
2
He、
 
1
0
n
的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4,反應(yīng)后
 
4
2
He的速度大小為v3,方向與
 
2
1
H
的運(yùn)動(dòng)方向相同,求中子
 
1
0
n
的速度
(選取m的運(yùn)動(dòng)方向?yàn)檎较,不?jì)釋放的光子的動(dòng)量,不考慮相對(duì)論效應(yīng)).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

(選做題)(請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答,并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答,如都作答則按A、B兩小題評(píng)分)
A.(選修模塊3-3)
如圖所示,某種自動(dòng)洗衣機(jī)進(jìn)水時(shí),洗衣機(jī)缸內(nèi)水位升高,與洗衣缸相連的細(xì)管中會(huì)封閉一定質(zhì)量的空氣,通過(guò)壓力傳感器感知管中的空氣壓力,從而控制進(jìn)水量.
(1)當(dāng)洗衣缸內(nèi)水位緩慢升高時(shí),設(shè)細(xì)管內(nèi)空氣溫度不變,
則被封閉的空氣
AD
AD

A.分子間的引力和斥力都增大
B.分子的熱運(yùn)動(dòng)加劇
C.分子的平均動(dòng)能增大
D.體積變小,壓強(qiáng)變大
(2)若密閉的空氣可視為理想氣體,在上述(1)中空氣體積變化的過(guò)程中,外界對(duì)空氣做了
0.6J的功,則空氣
放出
放出
(選填“吸收”或“放出”)了
0.6
0.6
J的熱量;當(dāng)洗完衣服缸內(nèi)
水位迅速降低時(shí),則空氣的內(nèi)能
減小
減小
(選填“增加”或“減小”).
(3)若密閉的空氣體積V=1L,密度ρ=1.29kg/m3,平均摩爾質(zhì)量M=0.029kg/mol,阿伏加德羅常數(shù)NA=6.02×1023mol-1,試估算該氣體分子的總個(gè)數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).
B.(選修模塊3-4)
(1)下列說(shuō)法正確的是
BC
BC

A.光的偏振現(xiàn)象說(shuō)明光是縱波
B.全息照相利用了激光相干性好的特性
C.光導(dǎo)纖維傳播光信號(hào)利用了光的全反射原理
D.光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中,若僅將入射光從紅光改為紫光,則相鄰亮條紋間距一定變大
(2)如圖1所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,波的傳播速度v=2m/s,試回答下列問(wèn)題:
①x=4m處質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)函數(shù)表達(dá)式y(tǒng)=
-5sinπt
-5sinπt
cm;
②x=5m處質(zhì)點(diǎn)在0~4.5s內(nèi)通過(guò)的路程s=
45
45
cm.
(3)如圖2所示,直角三角形ABC為一三棱鏡的橫截面,
∠A=30°.一束單色光從空氣射向BC上的E點(diǎn),并
偏折到AB上的F點(diǎn),光線EF平行于底邊AC.已
知入射方向與BC的夾角為θ=30°.試通過(guò)計(jì)算判斷光在F點(diǎn)能否發(fā)生全反射.
C.(選修模塊3-5)
(1)如圖所示,小車與木箱緊挨著靜放在光滑的水平冰面上,現(xiàn)有一男孩站在小車上用力向右迅速推出木箱,關(guān)于上述過(guò)程,下列說(shuō)法中正確的是
C
C

A.男孩和木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
B.小車與木箱組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
C.男孩、小車與木箱三者組成的系統(tǒng)動(dòng)量守恒
D.木箱的動(dòng)量增量與男孩、小車的總動(dòng)量增量相同
(2)若氫原子的基態(tài)能量為E(E<0 ),各個(gè)定態(tài)的能量值為En=E/n2(n=1,2,3…),則為使一處于基態(tài)的氫原子核外電子脫離原子核的束縛,所需的最小能量為
-E
-E
;若有一群處于n=2能級(jí)的氫原子,發(fā)生躍遷時(shí)釋放的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象,則該金屬的逸出功至多為
-
3
4
E
-
3
4
E
(結(jié)果均用字母表示).
(3)在某些恒星內(nèi),3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)612C核,已知612C核的質(zhì)量為1.99502×10-26kg,α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg,真空中的光速c=3×108m/s,計(jì)算這個(gè)反應(yīng)中所釋放的核能(結(jié)果保留一位有效數(shù)字).

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:閱讀理解

A.(選修3-3模塊)
(1)以下說(shuō)法中正確的是
 

A.被活塞封閉在空缸中的一定質(zhì)量的理想氣體,若體積不變,壓強(qiáng)增大,則氣缸在單位面積上,單位時(shí)間內(nèi)受到的分子碰撞次數(shù)增加
B.布朗運(yùn)動(dòng)是懸浮在液體中固體顆粒的分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的反映
C.分子間距增大,分子勢(shì)能就一定增大
D.用力拉鐵棒的兩端,鐵棒沒(méi)有斷,這是分子間存在吸引力的宏觀表現(xiàn)
(2)如圖所示,氣缸內(nèi)封閉一定質(zhì)量的某種理想氣體,活塞通過(guò)滑輪和一重物連接并保持平衡,已知活塞距缸口0.2m,活塞面積10cm2,大氣壓強(qiáng)1.0×105Pa,物重50N,活塞質(zhì)量及一切摩擦不計(jì),緩慢升高環(huán)境溫度,使活塞剛好升到缸口,封閉氣體吸收了60J的熱量,則封閉氣體的壓強(qiáng)將
 
(選填“增加”、“減小”或“不變”),氣體內(nèi)能變化量為
 
J.精英家教網(wǎng)
(3)一滴體積為V的油酸,配制成體積比為1:k的油酸溶液(k>1),現(xiàn)取一滴體積仍為V的油酸溶液在滴在水面上,在水面上形成面積為S的單分子油膜,已知油酸的密度為ρ,摩爾質(zhì)量為M.請(qǐng)據(jù)此推算阿伏伽德羅常數(shù)的表達(dá)式.
B.(選修3-4模塊
(1)下列說(shuō)法中正確的有
 

A.不管光源與觀察者是否存在相對(duì)運(yùn)動(dòng),觀察者觀察到的光速是不變的
B.水面上的油膜呈現(xiàn)彩色是光的干涉現(xiàn)象
C.日落時(shí)分,拍攝水面下的景物,在照相機(jī)鏡頭前裝上偏振光片可以使像更清晰
D.聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng),觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
(2)如圖所示是一列沿x軸正方向傳播的簡(jiǎn)諧橫波在t=0時(shí)刻的波形圖,已知波的傳播速度v=1m/s,則0.5m處質(zhì)點(diǎn)在1s時(shí)的位移為
 
cm,x=1m處的質(zhì)點(diǎn)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)的表達(dá)式y(tǒng)=
 
cm.精英家教網(wǎng)
(3)直角玻璃三棱鏡的截面如圖所示,一條光線從AB面入射,ab為其折射光線,圖中a=60°.已知這種玻璃的折射率n=
2
試求:
①ab光線在AC面上有無(wú)折射光線?(要有論證過(guò)程)
②ab光線經(jīng)AC面反射后,再經(jīng)BC面折射后的光線與BC面的夾角.
C.(選修模塊3-5)
(1)下列說(shuō)法正確的是
 

A.康普頓效應(yīng)進(jìn)一步證實(shí)了光的波動(dòng)特性
B.為了解釋黑體輻射規(guī)律,普朗克提出電磁輻射的能量的量子化
C.經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D.天然放射性元素的半衰期與環(huán)境的溫度有關(guān)
(2)
234
90
Th
是不穩(wěn)定的,能自發(fā)地發(fā)生衰變.
①完成
234
90
Th
衰變反應(yīng)方程
234
90
Th
234
91
Pa
 

234
90
Th
衰變?yōu)?span id="setmrkw" class="MathJye" mathtag="math" style="whiteSpace:nowrap;wordSpacing:normal;wordWrap:normal">
222
86
Rn,共經(jīng)過(guò)
 
次a衰變,
 
次β衰變.
(3)氫原子的能級(jí)如圖所示,有一群處于n=4能級(jí)的氫原子.如果原子n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產(chǎn)生光電效應(yīng),則:
精英家教網(wǎng)
①這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)?
②從能級(jí)n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料,所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為多少?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:

已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r1=0.53×1010 m,基態(tài)的能級(jí)值為E1=-13.6 eV.

(1)求電子在n=1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流.

(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫出能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線.

(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng).

【解析】:(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)具有周期性,設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T,由牛頓第二定律和庫(kù)侖定律有:km2r1

又軌道上任一處,每一周期通過(guò)該處的電荷量為e,由電流的定義式得所求等效電流I=②

聯(lián)立①②式得

I

=× A

=1.05×103 A

 (2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射,會(huì)得到三條光譜線,如右圖所示.

(3)三條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子能量最小,發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的能量差最小,根據(jù)氫原子能級(jí)的分布規(guī)律可知,氫原子一定是從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)

設(shè)波長(zhǎng)為λ,由hE3E2,得

λ

=m

=6.58×107m

 

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科目:高中物理 來(lái)源:新課標(biāo)版高三物理選修3-5原子結(jié)構(gòu)與原子核專項(xiàng)訓(xùn)練 題型:計(jì)算題

已知?dú)湓踊鶓B(tài)的電子軌道半徑r1=0.53×1010 m,基態(tài)的能級(jí)值為E1=-13.6 eV.

(1)求電子在n=1的軌道上運(yùn)動(dòng)形成的等效電流.

(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n=3的激發(fā)態(tài),畫出能級(jí)圖,在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線.

(3)計(jì)算這幾條光譜線中最長(zhǎng)的波長(zhǎng).

【解析】:(1)電子繞核運(yùn)動(dòng)具有周期性,設(shè)運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T,由牛頓第二定律和庫(kù)侖定律有:km2r1

又軌道上任一處,每一周期通過(guò)該處的電荷量為e,由電流的定義式得所求等效電流I=②

聯(lián)立①②式得

I

=× A

=1.05×103 A

 (2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射,會(huì)得到三條光譜線,如右圖所示.

(3)三條光譜線中波長(zhǎng)最長(zhǎng)的光子能量最小,發(fā)生躍遷的兩個(gè)能級(jí)的能量差最小,根據(jù)氫原子能級(jí)的分布規(guī)律可知,氫原子一定是從n=3的能級(jí)躍遷到n=2的能級(jí)

設(shè)波長(zhǎng)為λ,由hE3E2,得

λ

=m

=6.58×107m

 

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