【题目】氢原子的基态能量E1=﹣13.6eV,电子绕核做圆周运动的半径r1=0.53×10﹣10m.(已知能量关系En= ,半径关系rn=n2r1 , 静电力常量k=9.0×109Nm2/C2 , e=1.6×10﹣19C,普朗克常量h=6.63×10﹣34JS)
(1)氢原子处于n=4激发态时:
①求原子系统具有的能量;
②求电子在n=4轨道上运动的动能(用eV表示,保留两位小数);
(2)若要使处于n=2轨道上的氢原子电离,至少要用频率为多大的电磁波照射氢原子(保留两位小数)?
【答案】
(1)解:①由 得:
=
=﹣0.85eV.
②因为 ,所以有:r4=42r1
由圆周运动知识得: ,
所以, J≈0.85eV.
(2)解:要使处于n=2的氢原子电离,照射光的光子能量应能使电子从第2能级跳跃到无限远处,最小频率的电磁波的光子能量应为
hv=0﹣ ,
代入数据解得v≈8.21×1014Hz.
答:若要使处于n=2轨道上的氢原子电离,至少要用频率为8.21×1014Hz的电磁波照射氢原子.
【解析】(1)根据 得出氢原子处于n=4激发态时,原子系统具有的能量.根据库仑引力提供向心力,得出电子在n=4轨道上的动能.(2)根据能级差等于吸收的光子能量,求出光子频率的大小.
【考点精析】通过灵活运用匀速圆周运动和向心力,掌握匀速圆周运动线速度的大小恒定,角速度、周期和频率都是恒定不变的,向心加速度和向心力的大小也都是恒定不变的,是速度大小不变而速度方向时刻在变的变速曲线运动;向心力总是指向圆心,产生向心加速度,向心力只改变线速度的方向,不改变速度的大小;向心力是根据力的效果命名的.在分析做圆周运动的质点受力情况时,千万不可在物体受力之外再添加一个向心力即可以解答此题.
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【题目】冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为T0 , 其近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,半短轴的长度为c,如图所示.若太阳的质量为M,万有引力常量为G,忽略其他行星对它的影响,则( )
A.冥王星从A→B→C的过程中,机械能逐渐增大
B.冥王星从A→B所用的时间等于
C.冥王星从B→C→D的过程中,万有引力对它先做正功后做负功
D.冥王星在B点的加速度为
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【题目】如图所示,光滑水平面上有A、B两个物体,A物体的质量mA=1kg,B物体的质量mB=4kg,A、B两个物体分别与一个轻弹簧拴接,B物体的左端紧靠竖直固定墙壁,开始时弹簧处于自然长度,A、B两物体均处于静止状态,现用大小为F=10N的水平恒力向左推A,将弹簧压缩了20cm时,A的速度恰好为0,然后撤去水平恒力,求:
(1)运动过程中A物体的最大速度.
(2)运动过程中B物体的最大速度.
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【题目】质量是60kg的人站在升降机的体重计上,如图所示,当升降机做下列各种运动时,体重计的读数分别是多少?(取g=10m/s2)
(1)升降机匀速上升;
(2)升降机以6m/s2的加速度匀加速上升;
(3)升降机以3m/s2的加速度匀加速下降
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【题目】一静止的铝原子核 Al俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后,变为处于激发态的硅原子核
Si,下列说法正确的是 ( )
A.核反应方程为P+ Al→
Si
B.核反应方程过程中系统动量守恒
C.核反应过程中系统能量不守恒
D.核反应前后核子数相等,所以生成物的质量等于反应物的质量之和
E.硅原子核速度的数量级为105m/s,方向与质子初速度方向一致
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【题目】1995年科学家“制成”了反氢原子,它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成.反质子和质子有相同的质量,带有等量异种电荷.反氢原子和氢原子有相同的能级分布,氢原子能级如图所示.
(1)下列说法中正确的是 .
A.反氢原子光谱与氢原子光谱不相同
B.基态反氢原子的电离能是13.6eV
C.基态反氢原子能吸收11eV的光子发生跃迁
D.在反氢原子谱线中,从n=2能级跃迁到基态辐射光子的波长最长
(2)反氢原子只要与周围环境中的氢原子相遇就会湮灭,因此实验室中造出的反氢原子稍纵即逝.已知氢原子质量为m,光在真空中传播速度为c,一对静止的氢原子和反氢原子湮灭时辐射光子,则辐射的总能量E= , 此过程守恒.
(3)一群氢原子受激发后处于n=3能级,当它们向低能级跃迁时,辐射的光照射光电管阴极K,发生光电效应,测得遏止电压UC=9.80V.求:
①逸出光电子的最大初动能Ek;
②阴极K的逸出功W.
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【题目】如图所示为氢原子能级的示意图,现有大量的氢原子处于n=4的激发态,当向低能级跃迁时辐射出若干不同颜色的光.关于这些光下列说法正确的是( )
A.由n=4能级跃迁到n=1能级产生的光子波长最长
B.由n=2能级跃迁到n=1能级产生的光子频率最小
C.这些氢原子总共可辐射出3种不同频率的光
D.用n=2能级跃迁到n=1能级辐射出的光照射逸出功为6.34 eV的金属铂能发生光电效应
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【题目】小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路,不计电路的其他电阻.下列说法正确的是( )
A.交变电流的周期为0.125 s
B.交变电流的频率为8 Hz
C.交变电流的有效值为 A
D.交变电流的最大值为4 A
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【题目】原来静止的原子核 衰变出α粒子的动能为Ek0 , 假设衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来,则此衰变过程的质量亏损是( )
A.
B.
C.
D.
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