发布时间 : 星期五 文章(山东省专用)2018-2019学年高中物理 第十八章 原子结构 阶段验收评估(五)原子结构(含解析)新人教版选更新完毕开始阅读e7947b2ff71fb7360b4c2e3f5727a5e9846a277c
级差越小,由ΔE=,n′>n,则ΔE′<ΔE,所以λ′>λ,故C项正确。
二、计算题(本题共3小题,共52分)
9.(16分)氢原子的能级图如图所示。原子从能极n=3向n=1跃迁所放出的光子,正好使某种金属材料产生光电效应。有一群处于
hcλn=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属。普朗克
常量h=6.63×10
-34
J·s,求:
(1)氢原子向较低能级跃迁时共能发出几种频率的光; (2)该金属的逸出功和截止频率。
解析:(1)处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可产生的光的频率的种数为
nn-14×3
N===6(种)。
2
2
(2)W=E3-E1=12.09 eV,E3-E1=hν 解得ν=2.9×10 Hz。
答案:(1)6种 (2)12.09 eV 2.9×10 Hz
10.(18分)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。
15
15
(1)是否可以使基态氢原子发生能级跃迁(氢原子能级如图所示)?
(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? 解析:(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:
- 5 -
mv0=2mv①
121212
mv0=mv+mv+ΔE② 22212
mv0=Ek③ 2
Ek=13.6 eV④
解①②③④得,
112
ΔE=×mv0=6.8 eV。
22
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。 答案:(1)不能 (2)27.2 eV
11.(18分)将氢原子电离,就是从外部给电子能量,使其从基态或激发态脱离原子核的束缚而成为自由电子。
(1)若要使n=2激发态的氢原子电离,至少要用多大频率的电磁波照射该氢原子? (2)若用波长为200 nm的紫外线照射该n=2氢原子,则电子飞到离核无穷远处时的速度多大?(电子电荷量e=1.6×10
-19
C,电子质量me=0.91×10
-30
kg)
-13.6
解析:(1)n=2时,E2= eV=-3.4 eV。 2
2
所谓电离,就是使处于基态或激发态的原子的核外电子跃迁到n=∞的轨道,
n=∞时,E∞=0。
所以,要使处于n=2激发态的原子电离,电离能应为ΔE=E∞-E2=3.4 eV, ΔE3.4×1.6×1014
ν== Hz=8.21×10 Hz。 -34h6.63×10(2)波长为200 nm的紫外线一个光子所具有的能量
-19
E0=hν=6.63×10
-34
3×10-19
× J, -9 J=9.945×10200×10
-19
8
电离能ΔE=3.4×1.6×10 J=5.44×10
-19
J,
12
由能量守恒:E0-ΔE=mev,
2代入数据解得:v=9.95×10 m/s。 答案:(1)8.21×10 Hz (2)9.95×10 m/s
14
5
5
- 6 -
- 7 -