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原子可以从原子间的碰撞中获得能量,从而发生能级跃迁(在碰撞中,动能损失最大的是完全非弹性碰撞).一个具有13.6 eV动能、处于基态的氢原子与另一个静止的、也处于基态的氢原子发生对心正碰.

(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图11所示)?
(2)若上述碰撞中可以使基态氢原子发生电离,则氢原子的初动能至少为多少?
(1)不能 (2)27.2 eV
(1)设运动氢原子的速度为v0,完全非弹性碰撞后两者的速度为v,损失的动能ΔE被基态氢原子吸收.若ΔE=10.2 eV,则基态氢原子可由n=1跃迁到n=2.由动量守恒和能量守恒有:
mv0=2mv①
mvmv2mv2+ΔE②
mv=Ek
Ek=13.6 eV④
解①②③④得,ΔE=·mv=6.8 eV
因为ΔE=6.8 eV<10.2 eV.
所以不能使基态氢原子发生跃迁.
(2)若使基态氢原子电离,则ΔE=13.6 eV,代入①②③得Ek=27.2 eV.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核,同时辐射一个光子。已知质子、中子、氘核的质量分别为,普朗克常量为h,真空中的光速为c,若产生的核能全部被光子带走。下列说法正确的是__________。(全部选对的得5分。选对但不全的得3分,有错选的得0分)
A.核反应方程是
B.聚变反应中的质量亏损
C.辐射出光子的能量
D.光子的波长

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

裂变反应是目前核能利用中常见的反应.以原子核U为燃料的反应堆中,当俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式,其中一种可表示为:                                  
U + n → Xe + Sr+3X
235.0432 1.0087 138.9178 93.9154
反应方程下方的数字是中子及有关原子核的静止质量(以原子质量单位 u 为单位,取1 u 的质量对应的能量为9.3×102 MeV,此裂变反应中  
A.释放出的能量是30×102 MeV,X是中子
B.释放出的能量是30 MeV,X是质子
C.释放出的能量是1.8×102 MeV,X是中子
D.释放出的能量是1.8×102 MeV,X是质子

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

(2010年高考大纲全国卷Ⅱ)原子核X与氘核H反应生成一个α粒子和一个质子.由此可知(  )
A.A=2,Z=1       B.A=2,Z=2
C.A=3,Z=3D.A=3,Z=2

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

如图5所示为氢原子能级示意图,现有每个电子的动能都是Ee=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域,使电子与氢原子发生正碰。已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量恰好为零。碰撞后氢原子受激发,跃迁到n=4的能级。求碰撞后电子和受激氢原子的总动能。已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3).它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为He+He―→2H+He.关于He聚变下列表述正确的是(  )
A.聚变反应不会释放能量
B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损
D.目前核电站都采用He聚变反应发电

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源.
(1)写出这个核反应方程;
(2)用mH表示质子的质量mHe表示氦核的质量,me表示电子的质量,求一次核反应放出的能量;

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

下列说法中正确的是(   )
A.卢瑟福用α粒子轰击氧核发现了质子
B.电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构
C.β射线是电磁波
D.放射性元素的半衰期与温度有关

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

有一种衰变叫EC衰变,EC衰变发生于核内中子数相对过少的放射性原子核.核内的一个质子()可以俘获一个核外电子()并放射出一个中微子而转变为一个中子().经过一次EC衰变后原子核的(  )
A.质量数不变,原子序数减少1B.质量数增加1,原子序数不变
C.质量数不变,原子序数不变D.质量数减少1,原子序数减少1

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