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氢原子能级图如图所示,氢原子质量为mH=1.67×10-27kg。设原来处于静止...

氢原子能级图如图所示,氢原子质量为mH=1.67×10-27kg。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态。

(1)求氢原子由高能级向低能级跃迁时,可能发射出多少种不同频率的光;

(2)若跃迁后光子沿某一方向飞出,且光子的动量可以用表示(h为普朗克常量,v为光子频率,c=3×108m/s),忽略氢原子的动能变化,求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。(保留三位有效数字)

 

(1)10种;(2)4.17m/s. 【解析】 (1)氢原子由高能级向低能级跃迁时,可能发射出n==10种不同频率的光辐射. (2)由题意知氢原子从n=5能级跃迁到n=1能级时,氢原子具有最大反冲速率.氢原子发生跃迁时辐射出的光子能量为. 开始时,将原子(含核外电子)和即将辐射出去的光子作为一个系统,由动量守恒定律可得:mHvH-p光=0 光子的动量,氢原子速度为  . 所以v原=4.17m/s.  
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考点分析:
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可利用如图l所示的电路研究光电效应中电子的发射情况与光照的强弱、光的频率等物理量间的关系。KA是密封在真空玻璃管中的两个电极,K受到光照时能够发射电子,KA之间的电压大小可以调整,电源的正负极也可以对调。

(1)a.电源按图1所示的方式连接,且将滑动变阻器中的滑片置于中央位置附近,试判断:光电管中从K发射出的电子由KA的运动是加速运动还是减速运动?

b.现有一电子从K极板逸出,初动能忽略不计,已知电子的电量为e,电子经电压U加速后到达A极板,求电子到达A极板时的动能Ek

(2)美国物理学家密立根为了检验爱因斯坦光电效应方程的正确性,设计实验并测量了某金属的遏止电压UC与入射光的频率。根据他的方法获得的实验数据绘制成如图2所示的图线。已知电子的电量e=1.6l019C,求普朗克常量h。(将运算结果保留l位有效数字)

 

 

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吸烟有害健康,香烟中含有钋210是一种很强的放射性同位素,为了探测放射线的性质,真空室中在放射源钋210的对侧放有一荧光屏,可以根据荧光屏上的打点情况来检测放射线的强弱。

1)在放射源与荧光屏之间不加任何场时发现荧光屏的中间有闪光产生,当施加一垂直的匀强磁场时,发现荧光屏的闪光都向一侧偏移,撤去磁场在放射源与荧光屏中间放一厚纸,发现荧光屏上没有闪光产生,请你根据上面的情况分析判断是什么射线,同时写出衰变方程(新原子核用Y表示)

2α粒子以初速度v0轰击静止的氮14原子核打出一种新的粒子,同时产生一个新的原子核,新的粒子速度为3v0,且方向不变,反应过程中释放的能量完全转化为系统的动能,已知中子质量为m,质子质量和中子质量相等,光速为c,试计算此反应过程中的质量亏损。

 

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用单摆测定重力加速度的实验装置如图所示.

1)组装单摆时,应在下列器材中选用_______(选填选项前的字母)

A.长度为1m左右的细线

B.长度为30cm左右的细线

C.直径为1.8cm的塑料球

D.直径为1.8cm的铁球

2)若测量出单摆摆长为l,用秒表记录下单摆完成n次全振动所用的时间t.重力加速度的表达式g=___(用直接测量量表示).

3)为了减小实验误差,某同学用图像法处理实验数据.他通过改变摆长,测得了多组摆长l和对应的周期T.作出T2-l图象如图乙所示.则此图线的斜率的物理意义是_______

A.g                    B.                    C.                    D.

4)某同学在家里测重力加速度.他找到细线和铁锁,制成一个单摆,如图所示.由于家里只有一根量程为30cm的刻度尺,于是他在细线上的A点做了一个标记,使得悬点OA点间的细线长度小于刻度尺量程.保持该标记以下的细线长度不变,通过改变OA间细线长度以改变摆长.实验中,当OA间细线的长度分别为l1l2时,测得相应单摆的周期为T1T2.由此可得重力加速度g=__________(用l1l2T1T2表示).

 

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测量分子大小的方法有很多,如油膜法.

1)在用油膜法估测分子大小的实验中,用移液管量取0.25mL油酸,倒入标注250mL的溶液.然后用滴管吸取这种溶液向小量筒中滴入100滴溶液,溶液的液面达到量筒中1mL的刻度,再用滴管取配好的油酸溶液,向撒有痱子粉的盛水浅盘中滴入2滴溶液,在液面上形成油酸薄膜待薄膜稳定后,放在带有正方形坐标格的玻璃板下勾画出油膜边框,如图所示.坐标格的正方形大小为2cm×2cm.由图可以估算出油膜的面积是____________cm2,由此估算出油酸分子的直径是___________m(保留一位有效数字)

2)根据查找资料,得知油酸分子的直径为4.6×10-10m,则造成实验结果偏差的原因可能是__________

A.痱子粉撒得过多

B.勾画油膜边框时面积圈大了

C.计算每滴油酸酒精溶液的体积时,1mL的溶液的滴数多记了几滴

D.在滴入量筒之前,配置的溶液在空气中搁置了较长时间

 

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下列论述正确的是

A. 一定质量的理想气体经历一缓慢的绝热膨胀过程,气体的内能增大

B. 第一类永动机违反了能量守恒定律

C. 气体向真空的自由膨胀是不可逆的

D. 热力学第二定律可描述为第二类永动机不可制成

 

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