2011高考物理 第1单元 原子结构 氢原子光谱解析 新人教版.doc

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1、第七模块第16章第1单元一、选择题图81．在做光电效应实验中，某金属被光照射发生了光电效应，实验测出了光电子的最大初动能EK与入射光的频率ν的关系如图8所示，由实验图象可求出(　　)A．该金属的逸出功B．该金属的极限频率C．单位时间内逸出的光电子数D．普朗克常量解析：根据爱因斯坦光电效应方程EK＝hr－W，任何一种金属的逸出功W一定，说明EK随r的变化而变化，且是线性关系(与y＝ax＋b类似)，直线的斜率等于普朗克常量，直线与横轴的截距QA表示EK＝0时的频率r0，即为金属的极限频率，还可由波速公式C＝r0λ0.求该金属发生光电效应照射光

2、的极限波长．EK＝hν－W，EK＝0时，有hν0－W＝0，r0＝，又由波速公式，得C＝r0λ0，λ0＝.答案：ABD图92．(2009年四川卷)氢原子能级的示意图如图9所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则(　　)A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线C．在水中传播时，a光较b光的速度小D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离6用心爱心专心解析：由题意a光光子能量大于b光光子能

3、量，a光频率大于b光频率，由v水＝，可知C正确．γ射线是原子核衰变而产生的，A错．E43

4、能转变成电能的一种装置．答案：A4．(2009年浙江卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是(　　)A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是强相互作用力，氦原子核内的2个质子是靠核力结合在一起的．可见核力远大于库仑力；微观粒子的质量非常小，万有引力小于库仑力．故D选项正确．答案：D二、计算题5．已知钠原子在A、B、C、D、E几个能级间跃迁时辐射的波长分别为：589nm(B―→A),330nm(C

5、―→A),285nm(D―→A),514nm(E―→B)．试作出钠原子在这几个能量范围的能级图．作图时注意，表示能级的横线间的距离和相应能级差成正比，并在线旁以电子伏为单位标出这个能级的值(设最高能级为0)．6用心爱心专心图10解析：根据ΔE＝可以由辐射的波长得到几个能级差；EB－EA＝2.1eV；EC－EA＝3.8eV；ED－EA＝4.4eV；EE－EB＝2.4eV；根据以上能级差所作能级图如答案图10所示．答案：如图10所示6．根据巴尔末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内最长波长与最短波长所对应的n，并计算其波长．解析：当n＝3时，波

6、长最长，＝R(－)λ＝×m＝×m＝6.55×10－7m当n＝∞时，波长最短，＝R(－)＝R×λ＝m＝m＝3.64×10－7m答案：n＝3时，波长最长　6.55×10－7m　n＝∞时，波长最短　3.64×10－7m7．波长为λ＝0.17μm的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为B的匀强磁场中，做最大半径为r的匀速圆周运动时，已知r·B＝5.6×10－6T·m，光电子质量m＝9.1×10－31kg，电荷量e＝1.6×10－19C，求：(1)光电子的最大动能；(2)金属筒的逸出功．解析：光电子做半径最大的匀速圆周运动时，它

7、的动能即是最大动能．(1)由eBv＝得v＝所以mv2＝m·()2＝代入数据得mv2≈4.41×10－19J(2)由爱因斯坦光电效应方程得W＝hν－mv2＝h－mv2代入数据得W≈7.3×10－19J.答案：(1)4.41×10－19J　(2)7.3×10－19J8．已知原子的基态能量为－13.6eV，核外电子的第一轨道半径为0.53×10－10m6用心爱心专心，电子质量me＝9.1×10－31kg，电量为1.6×10－19C，求：电子跃迁到第三轨道时，氢原子的能量、电子的动能和电子的电势能各多大？解析：本题考查了氢原子的核外电子绕核运动时

8、相关的物理量与轨道半径的关系．氢原子能量E3＝E1/32＝－13.6eV/32＝－1.51eV.电子在第3轨道时半径为r3＝n2r1＝32r1①电子绕核做圆周运动向心力即库仑力，所以ke2/r