2021-2022学年高二物理暑假作业（9）

2021-2022学年高二物理暑假作业（9）

1.如图所示为氢原子能级图，一群处于激发态的氢原子，在向较低能级跃迁的过程中向外发出光子，用这些光照射逸出功为2.49 eV的金属钠。下列关于这群氢原子的说法正确的是(   )
 

A.向低能级跃迁时能发出5种不同频率的光子

B.从能级跃迁到能级所发出的光的频率最小

C.向低能级跃迁时发出的光中有5种频率的光可使金属钠发生光电效应

D.从能级跃迁到能级所发出的光照射金属钠时产生的光电子的最大初动能为7.71 eV

2.大量的氢原子处于能级，该能级的氢原子向低能级跃迁时能向外辐射不同频率的光子，从能级跃迁到能级时辐射的光子频率为。若某种金属的极限频率略大于，下列说法中正确的是(   )

A.从能级跃迁到能级时辐射光子的波长最长

B.氢原子跃迁时，向外辐射的光子中有4种能使该金属发生光电效应现象

C.用辐射出的光子照射该金属时，光子的频率越大，该金属的逸出功越大

D.当该金属发生光电效应时，入射光的强度越大，光电子的最大初动能越大

3.如图所示为氢原子能级的示意图，下列有关说法正确的是(   )
 

A.处于基态的氢原子吸收10.5 eV的光子后能跃迁至能级

B.大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可辐射出3种不同频率的光

C.若用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光，照射某金属时恰好发生光电效应，则用从能级跃迁到能级辐射出的光，照射该金属时也一定能发生光电效应

D.用氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光，照射逸出功为6.34 eV的金属铂时逸出的光电子的最大初动能为6.41 eV

4.等离子具有与氢原子类似的原子结构模型，又称为“类氢离子”。从能级N跃迁到能级M，释放频率为的光子，从能级P跃迁到能级M，吸收频率为的光子，且。则它从能级N跃迁到能级P时(   )

A.吸收频率为的光子 B.释放频率为的光子

C.吸收频率为的光子 D.释放频率为的光子

5.如图所示，图甲为氢原子的能级图，大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率不同的大量光子。其中频率最高的光子照射到图乙电路中光电管阴极K上时，电路中电流随电压变化的图像如图丙。下列说法正确的是(   )

A.阴极K金属的逸出功为6.75eV

B.氢原子跃迁时共发出4种频率的光

C.保持入射光不变，向右移动滑片P，电流表示数可能变大

D.光电子最大初动能与入射光的频率成正比

6.可见光光子的能量在1.61～3.10eV范围内。若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图可判断n为(   )

A.1 B．2 C.3 D．4

7.根据玻尔理论,在氢原子中,量子数n越大,则(   )

A.电子轨道半径越小   B.核外电子运动速度越大 

C.原子能级的能量越小  D.电子的电势能越大

8.一群处于基态的氢原子吸收某种单色光光子后，只发射波长为，，的三种单色光光子，且，则被氢原子吸收的光子的波长为(   )

A. B.     C.     D.

9.如图氢为原子发射光谱，是其中的四条光谱线，下列说法正确的是(   )

A．氢原子发射光谱属于连续光谱 B．谱线对应光子的能量最大

C．谱线对应光子的频率最小 D．该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生

10.氢原子的能级如图所示，现处于n=4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(   )

A．这些氢原子可能发出3种不同频率的光

B．已知钾的逸出功为2.22eV，则氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子

C．氢原子由n=4能级跃迁到n=3能级时，氢原子能量减小，核外电子动能增加

D．氢原子从n=2能级跃迁到n=1能级释放的光子能量最小

11.原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知.原子从a能级状态跃迁到c能级状态时________（填“吸收”或“辐射”）波长为_________的光子。

12.用速度大小为v的中子轰击静止的锂核（），发生核反应后生成氚核和α粒子.生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7:8，中子的质量为m，质子的质量可近似看成m，光速为c.

（1）写出核反应方程；

（2）求氚核和α粒子的速度大小；

（3）若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损.

答案以及解析

1.答案：D

解析：这群氢原子从能级向低能级跃迁时能发出6种不同频率的光子，根据可知，从能级跃迁到能级时所发出的光的频率最小，从能级跃迁到能级时所发出的光的频率最大，A、B错误；根据可知，能量大于2.49 eV的光有4种，因此有4种频率的光可使金属钠发生光电效应，C错误；从能级跃迁到能级时所发出的光的能量为10.2 eV，照射到金属钠表面，产生的光电子的最大初动能，D正确。

2.答案：B

解析：根据知，从能级跃迁到能级时辐射出光子的频率最大，根据知，频率最大，波长最短，选项A错误；大量的氢原子处于能级，跃迁时，向外辐射的光子有6种，但由于该金属的极限频率略大于，所以从能级跃迁到能级时辐射出的光子以及从能级跃迁到能级时辐射出的光子都不能使该金属发生光电效应现象，即只有4种能使该金属发生光电效应现象，选项B正确；金属的逸出功由金属本身决定，与入射光的频率无关，选项C错误；根据爱因斯坦光电效应方程知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，选项D错误。

3.答案：D

解析：能级和能级的能量差为，则吸收的光子能量为10.2 eV时，氢原子才能由基态跃迁到能级，A错误；大量处于能级的氢原子向低能级跃迁时，最多向外辐射的光子种类为种，B错误；由氢原子的能级图可知，从能级跃迁到能级辐射出的光子能量大于从能级跃迁到能级辐射出的光子能量，而发生光电效应现象的条件是入射光光子的能量大于金属的逸出功，C错误；氢原子从能级跃迁到能级辐射出的光子的能量为，用该光照射逸出功为6.34 eV的金属铂时，根据爱因斯坦光电效应方程可知逸出的光电子的最大初动能为，D正确。

4.答案：B

解析：从能级N跃迁到能级M，释放频率为的光子，说明能级N的能量大于能级M的能量，且两能级能量差为，同理能级P的能量小于能级M的能量，且两能级能量差为，所以从能级N跃迁到能级P释放光子，且光子的能量为，故B正确。

5.答案：C

解析：A、大量处于激发态的氢原子跃迁时，发出频率最高的光子对应到的跃迁，频率最高光子的能量为，由图可知辐射光电子的最大初动能为6eV，由可知，阴极K金属的逸出功为6.09eV，故A错误；

B、氢原子跃迁时共发出3种频率的光，故B错误；

C、保持入射光不变，向右移动滑片P，则光电管两端电压增大，若两端电压是正向电压且电流未达到饱和光电流时，电流表示数可能变大，故C正确；

D、由爱因斯坦光电效应方程知，光电子最大初动能与入射光的频率成一次函数关系，但不是正比，故D错误。

故选：C。

6.答案：B

解析：根据能级图可有：当时，是最小的光子能量，大于3.10eV，所以不可能；如果时，，则从到的跃迁时发出的光子能量是最大，也小于1.61eV，所以，也不可能，到的跃迁时发出的光子能量为0.85eV，不在可见光范围内；则剩下只有才满足条件。故选项ACD错误，B正确。故选B。

7.答案：D

解析：在氢原子中，量子数n越大，电子的轨道半径越大，根据知，r越大，v越小，则电子的动能越小，因为量子数越大，原子能级的能量越大，动能越小，则电势能越大，故D正确，A、B、C错误。

8.答案：D

9.答案：D

解析：A.氢原子发射光谱属于线状谱。A错误;
B.谱线波长最长，频率最小，所以光子能量最小。B错误;
C.谱线波长最短，频率最大。C错误;
D.该光谱由氢原子核外电子的跃迁产生。D正确。
故选D。

10.答案：C

解析：A、根据知这些氢原子总共可辐射出6种不同频率的光，故A错误；
B、能级跃迁到能级辐射出的光子能量，小于钾的逸出功，不能发生光电效应，故B错误；
C、由能级跃迁到能级过程中释放能量，氢原子的能量减少，库仑力做正功，电势能减少，核外电子的动能增加，故C正确;
D、由图可知当核外电子从能级跃迁到能级时，能级差最小，所以放出光子的能量最小，故D错误。
故选：C。

11.答案：吸收;

解析：原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为的光子；原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为的光子，已知；

故：能级之间能量等于能级与能级之间能量之和，即有：，故从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为：。

12.答案：（1）见解析（2）;（3）

解析：（1）根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为：.

（2）由动量守恒定律得.
由题意得，
解得，.

（3）氚核和α粒子的动能之和为，
释放的核能为，

由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为.