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          50条信息

            • 1.
              如图所示为氢原子能级图,试回答下列问题:
              \((1)\)一群处于能级\(n=4\)的氢原子跃迁后最多可能辐射出几种频率的光子?
              \((2)\)通过计算判断:氢原子从能级\(n=4\)跃迁到能级\(n=2\)时辐射出的光子的最大频率有多大?
              \((3)\)设氢原子处于基态时电子的轨道半径为\(r_{1}\),动能为\(E_{kn}\);处于第\(n\)能级时电子的轨道半径为\(r_{n}\),动能为\(E_{kn}\)已知\(r_{n}=n^{2}r_{1}.\)试用库仑定律和牛顿运动定律证明:\(E_{kn}= \dfrac {E_{k1}}{n^{2}}\).
            • 2.

              氢原子处于基态时,原子的能量为\(E1=-13.6 eV\),当处于\(n=3\)的激发态时,能量为\(E3=-1.51 eV\),\((\)结果保留三位有效数字\()\)则:

              \((1)\)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射原子?

              \((2)\)若有大量的氢原子处于\(n=3\)能级,则在向低能级跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?其中波长最长的是多少?

            • 3.

              氢原子的核外电子处于第三轨道上,当它向能级较低的轨道跃迁时,放出光子,则

              \((1)\)放出光子的最长波长和最短波长之比是多少?

              \((2)\)若电离\(n=3\)的氢原子至少需要给它多少能量?\((E_{1}=-13.6ev)\)

            • 4.

              原子核的能量也是量子化的,钍核\(\mathrm{(}_{90}^{226}Th)\)的能级图如图所示\(\mathrm{{.}}_{89}^{226}Ac\)发生\(β\)衰变产生钍核,钍核处于\(n=3\)的能级.


              \((1)\) 写出\({{\;}}_{89}^{226}Ac\)发生\(β\)衰变的方程.

              \((2)\) 发生上述衰变时,探测器能接收到\(γ\)射线谱线有几条\(?\)求波长最长的\(λ\)光子的能量\(E\).

            • 5.

              已知氢原子各能级的能量为\({{E}_{n}}=\dfrac{{{E}_{1}}}{{{n}^{2}}}\),其中基态能级\({{E}_{1}}=-13.6eV\),则

              \((1)\)当氢原子从\(n=3\)的激发态跃迁到\(n=1\)的基态时,向外辐射的光子的波长是多少?

              \((2)\)若要使处于基态的氢原子电离,要用多大频率的电磁波照射原子?

              \((3)\)若有大量的氢原子处于\(n=3\)的激发态,则在跃迁过程中可能释放出几种频率的光子?其中波长最长的是多少?

            • 6. 如图所示为氢原子能级图,试回答下列问题:

              \((1)\)一群处于能级\(n=4\)的氢原子跃迁后最多可能辐射出几种频率的光子?
              \((2)\)通过计算判断:氢原子从能级\(n=4\)跃迁到能级\(n=2\)时辐射出的光子的最大频率有多大?
              \((3)\)设氢原子处于基态时电子的轨道半径为\(r_{1}\),动能为\(E_{kn}\);处于第\(n\)能级时电子的轨道半径为\(r_{n}\),动能为\(E_{kn}\)已知\({r}_{n}={n}^{2}{r}_{1} .\)试用库仑定律和牛顿运动定律证明:\({E}_{kn}= \dfrac{{E}_{KL}}{{n}^{2}} \).
            • 7.

              氢原子能级示意图如图所示,氢原子处于基态时,原子的能级为\(E_{1}=-13.6eV(1eV=1.6×10^{-19} J)\),普朗克常量\(h=6.63×10^{-34} J⋅s\),求:


              \((1)\)当氢原子在\(n=4\)的激发态时,要使氢原子电离,入射光子的最小能量多大;

              \((2)\)若氢原子从\(n=4\)的能级跃迁到\(n=2\)的能级时,辐射出的光恰好使金属\(A\)发生光电效应,则金属\(A\)的截止频率为多大;

              \((3)\)现用\(13eV\)的电子能否使基态氢原子发生跃迁?

              若能发生跃迁,当辐射出的电磁波照射金属\(A\)的表面时,光电子的最大初动能为多大?

            • 8.
              原子核的能量也是量子化的,钍核\(( \;_{ 90 }^{ 226 }Th)\)的能级图如图所示.\( \;_{ 89 }^{ 226 }Ac\)能发生\(β\)衰变产生钍核,钍核处于\(n=3\)的能级.
              \(①\)写出\( \;_{ 89 }^{ 226 }Ac\)发生\(β\)衰变的方程;
              \(②\)发生上述衰变时,探测器能接收到\(γ\)射线谱线有几条?求出波长最长\(γ\)光子的能量\(E\).
            • 9. 设氢原子处于基态时电子的轨道半径为 \(r\) \({\,\!}_{1}\),动能为 \(E\) \({\,\!}_{k}\) \({\,\!}_{1}\)\(.\)处于第 \(n\)能级时电子的轨道半径为 \(r_{n}\),动能为 \(E\) \({\,\!}_{kn}\),已知\({r}_{n}={n}^{2}{r}_{1} \),试用库仑定律和牛顿运动定律证明:\({E}_{kn}= \dfrac{E{k}_{1}}{{n}^{2}} \).
            • 10.

              类比法经常用到科学研究中。科学家在探索未知领域的规律时,常常将在未知新领域实验中得到的测量结果和实验现象与已知的物理规律作类比,从而推测出未知领域可能存在的规律。然后再通过实验进行检验,以确定类比得到的结论是否正确。

              经典物理告诉我们,若规定相距无穷远时引力势能为\(0\),则两个质点间引力势能的表达式为\({{E}_{p}}=-G\dfrac{{{m}_{1}}{{m}_{2}}}{r}\),其中\(G\)为引力常量,\(m_{1}\)、\(m_{2}\)为两个质点的质量,\(r\)为两个质点间的距离。
              \((1)\)把电荷之间相互作用的力及电势能与万有引力及引力势能作类比,我们可以联想到电荷之间相互作用的力及电势能的规律。在真空中有带电荷量分别为\(+q\)\({\,\!}_{1}\)和\(-q\)\({\,\!}_{2}\)的两个点电荷,若取它们相距无穷远时电势能为零,已知静电力常量为\(k\),请写出当它们之间的距离为\(r\)时相互作用的电势能的表达式。
              \((2)\)科学家在研究顶夸克性质的过程中,发现了正反顶夸克之间的强相互作用势能也有与引力势能类似的规律,根据实验测定,正反顶夸克之间的强相互作用势能可表示为\({{E}_{{p}}}=-\dfrac{A}{r}\),其中\(A\)是已知数值为正的常量,\(r\)为正反顶夸克间的距离。请根据上述信息,推测正反顶夸克之间强相互作用力大小的表达式\((\)用\(A\)和\(r\)表示\()\)。
              \((3)\)如果正反顶夸克在彼此间相互作用下绕它们连线的中点做稳定的匀速圆周运动,若正反顶夸克系统做匀速圆周运动的周期比正反顶夸克本身的寿命小得多,则一对正反顶夸克可视为一个处于“束缚状态”的系统。已知正反顶夸克质量都是\(m(\)不考虑相对论效应\()\),根据玻尔理论,如果正反顶夸克粒子系统处于束缚态,正反顶夸克粒子系统必须像氢原子一样满足的量子化条件为:
              \(m{{v}_{n}}{{r}_{n}}=n\dfrac{h}{2\pi },n=1,2,3,\cdot \cdot \cdot \)式中\(n\)称为量子数,可取整数值\(1\),\(2\),\(3\),\(¼\),\(h\)为普朗克常量,\(r\)\({\,\!}_{n}\)为系统处于量子数为\(n\)的状态时正反顶夸克之间的距离,\(v\)\({\,\!}_{n}\)是系统处于该状态时正反顶夸克做圆周运动的速率。

              若实验测得正反顶夸克的寿命为\(τ=0.40×10^{-24}s\),并且已知组合常数\(\dfrac{{{h}^{3}}}{{{A}^{2}}m}{=}3.6\times {{10}^{{-}23}}{s}\),其中\(A\)为\((2)\)中的常数。根据已知条件在以上模型中通过计算判断,正反顶夸克能否构成一个处在束缚状态的系统?

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