近代物理综合题

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1、近代物理综合题,例1、 按照玻尔理论可以确定 （ ）A. 用波长为60nm的光照射，可使氢原子电离B. 用10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子 C. 用能量12.5 eV的光子照射，可使氢原子激发.D. 用能量11.0 eV的外来电子碰撞，可以激发处于基态的氢原子,提示： E= hc/=6.6310-34 3 108 /0.6 10-7 = 3.3210-18J = 21eV13.6eV,原子的跃迁公式只适用于光子和原子作用而 使原子在各定态之间跃迁的情况;,光子和原子作用使原子电离时则不受此条件的限制,实物粒子与原子相互作用而使原子激发时， 粒子的能量也不受上述条件的限制。,A B D

2、,（1）能级公式,En=E1/ n2 = -13.6/n2 ( eV),玻尔理论的几个重要推论,（2）跃迁公式 h=E2-E1,（3）半径公式,rn= n2 r1=0.5310-10 n2 (m),（4） 动能跟n 的关系,由 ke2/rn 2=mv 2/rn,得 EKn= 1/2 mvn 2 = ke22rn 1 / n2,（5）速度跟n 的关系,（6）周期跟n的关系,关系式（5）（6）跟卫星绕地球运转的情况相似。,例2、 根据玻尔玻尔理论，氢原子的核外电子在第一和第二可能轨道上的： （ ） A. 半径之比为14 B. 速率之比为21 C. 周期之比为12 D. 动能之比为4 1,解：半径公

3、式 rn= n2 r1=0.5310-10 n2 (m),由 ke2/rn 2=mv 2/rn,得 EKn= 1/2 mvn 2 = ke22rn 1 / n2,速度跟n 的关系,周期跟n的关系,A B D,例、氢原子的能级示意图如图示，现有每个电子的动能都为EKe=12.89eV的电子束与处在基态的氢原子束射入同一区域，使电子与氢原子发生迎头正碰，已知碰前一个电子与一个氢原子的总动量为0，碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级， 求碰撞后一个电子与一个受激氢原子的总动能，已知电子的质量me与氢原子的质量mH之比为 me / mH =5.44510-4,解：由动量守恒定律 me ve + mH

4、 vH = 0,EKH= EKe me /mH =0.007eV,所以碰前一个电子与一个基态氢原子的总动能为EK总=12.897eV,氢原子受激，跃迁到n=4的能级要吸收能量,E= - 0.85 -（-13.6）= 12.75eV,碰撞后一个电子与一个受激氢原子的总动能为,EK总 = EK总- E= 12.897- 12.75=0.147eV,练习、下列关于波粒二象性的叙述中正确的是 （ ） A. 任何频率的光都具有波动性和粒子性，二者是互相统一的 B. 大量光子产生的效果往往显示出波动性 C. 个别光子不具有波动性 D. 从光电效应现象看，光的频率越高，它的粒子性越强。,A B D,2000

5、年高考13、假设在NaCl蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子CI - 靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取Na+ 与CI - 相距无限远时其电势能为零，一个NaCl分子的电势能为 6.1eV，已知使一个中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子Na+所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原子Cl 结合一个电子形成氯离子所放出的能量（亲和能）为3.8eV。由此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼此远离的中性钠原子Na 和中性氯原子Cl的过程中，外界供给的总能量等于_eV。,E = 6.1 + 3.8 - 5.1 = 4.8 eV,4.8,例3、已知每秒钟从太阳射到地球上垂

6、直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为1.410 3 J，其中可见光约占45%。设可见光的波长均为0.55m，太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距离为1.510 11 m，则太阳每秒辐射出的可见光的光子数大约为 。 （只要求二位有效数字）,解：,太阳每秒辐射出来的能量,E=4R2 1.410 3 J,= 4 3.14 (1.5 1011) 2 1.4 103 = 410 26 J,根据题意有，E 45%=n hc/,n= E 45% /hc,=410 26 0.45 0.55 10 - 6 6.6 10-34 3 108,= 4.910 44,4.910 44,苏州04年调研7,设氢原子

7、的核外电子从高能级b向低能级a跃迁时，电子动能的增量EK = EKa - EKb ，电势能的增量EP = EPa - EPb ，则下列表述正确的是 （ ） A. EK 0、EP 0 、EK +EP = 0 B. EK 0、EP 0 、EK +EP = 0 C. EK 0、EP 0 、EK +EP 0 D. EK 0、EP 0 、EK +EP 0,解：电场力做正功，电势能减少；合外力做正功，动能增加；发射出光子，动能与电势能之和减少。,D,03年江苏高考9,原子从一个能级跃迁到一个较低的能级时，有可能不发射光子，例如在某种条件下，铬原子的n=2能级上的电子跃迁到n=1能级上时并不发射光子，而是将

8、相应的能量转交给n=4能级上的电子，使之能脱离原子，这一现象叫做俄歇效应，以这种方式脱离了原子的电子叫做俄歇电子，已知铬原子的能级公式可简化表示为 式中n=1，2，3表示不同能级，A是正的已知常数，上述俄歇电子的动能是 （ ）A3A/16 B7A/16 C11A/16 D13A/16,解： n=2跃迁到n=1 能级时放出能量为,E0=3A/4,处于n=4 能级的电子吸收能量为A/16 可以电离,EK= 3A/4 +（-A/16）= +11A/16,C,原子核俘获一个- 子（ - 子的质量是电子质量的207倍，而电荷量与电子相同）可形成原子。原子中电子的第一轨道半径为re，电子的动能为Ee ;

9、若电子换成- 子而形成原子, 第一轨道半径为re/n, - 子的动能为E，则 E ： Ee 等于 ( ) A. n：1 B. n2：1 C. 1：1 D. 207：1,解: 对于原子, kQe/re2 = me ve2/re ,Ee=1/2meve2= kQe/2re,对于原子, kQe/r2=mv2/r ,E =1/2m v2= kQe/2r,E ：Ee =re：r= n：1 选A,A,盐城04年调研三6,15.（5分）在下图所示的光电管的实验中，发现用一定频率的A单色光照射光电管时，电流表指针会发生偏转，而用另一频率的B单色光照射时不发生光电效应，那么 （ ） A. A光的频率大于B光的频

10、率 B. B光的频率大于A光的频率 C. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是a 流向b D. 用A光照射光电管时流过电流表G的电流方向是b 流向a,2003年上海高考,A C,例：（新教材 2003天津理综）如图，当电键K断开时，用光子能量为2.5eV的一束光照射阴极P，发现电流表读数不为零。合上电键，调节滑线变阻器，发现当电压表读数小于0.60V时，电流表读数仍不为零；当电压表读数大于或等于0.60V时，电流表读数为零。由此可知阴极材料的逸出功为 ( )A 1.9eV B 0.6eV C 2.5eV D 3.1eV,解：反向截止电压为0.60V， EKm= 0.60 eV W= h-

11、 EKm= 2.5-0.6=1.9 eV,A,阅读如下资料并回答问题： 自然界中的物体由于具有一定的温度，会不断向外辐射电磁波，这种辐射因与温度有关，称为热辐射，热辐射具有如下特点：辐射的能量中包含各种波长的电磁波；物体温度越高，单位时间从物体表面单位面积上辐射的能量越大；在辐射的总能量中，各种波长所占的百分比不同。处于一定温度的物体在向外辐射电磁能量的同时，也要吸收由其他物体辐射的电磁能量，如果它处在平衡状态，则能保持不变。若不考虑物体表面性质对辐射与吸收的影响，我们定义一种理想的物体，它能100%地吸收入射到其表面的电磁辐射，这样的物体称为黑体。单位时间内从黑体表面单位面积辐射的电磁波的总

12、能量与黑体绝对温度的四次方成正比。即 其中常量,2000年上海24、,在下面的问题中，把研究对象都简单地看作黑体。 有关数据及数学公式：太阳半径Rs=696000km，太阳表面温度T=5770K，火星半径r=3395km，球面积S=4R2，其中R为球半径。 （1）太阳热辐射能量的绝大多数集中在波长为 的范围内，求相应的频率范围。 （2）每小时从太阳表面辐射的总能量为多少？ （3）火星受到来自太阳的辐射可认为垂直射到面积为r2（r为火星半径）的圆盘上，已知太阳到火星的距离约为太阳半径的400倍，忽略其他天体及宇宙空间的辐射，试估算火星的平均温度。,解: (1) 频率范围为,上页,（3）解：,太阳

13、单位时间单位面积发射的功率为P0,火星单位时间单位面积接收的功率为P1,火星单位时间接收的总功率为P2,火星单位时间单位面积发射的功率为P3,题目,上页,返回,2002年广东高考16,如下一系列核反应是在恒星内部发生的，,其中p为质子，为粒子，e+ 为正电子，为一种中微子。已知质子的质量为mp =1.67264810 -27kg， 粒子的质量为m=6.64492910 -27kg，正电子的质量为me=9.1110-31kg，中微子的质量可忽略不计。真空中的光速c=3108 m/s。试计算该系列核反应完成后释放的能量。,解：,将六个方程式相加，得到,E= mc2 =(4m p m - 2me )

14、c 2,代入数字，经计算得到,E=3.9510-12 J,例4、 两个动能均为1Mev的氘核发生正面碰撞,引起了如下的核反应: 试求: 此核反应中放出的能量 等于多少? 若放出的能量全部变成核的动能,则生成的氢核具有的动能是多少?（已知 、 、 的原子核的质量分别为1.0073u、2.0136u 、3.0156u）,解：,m=2 2.0136u - 3.0156u- 1.0073u=0.0043u,E =931.5 0.0043=4.0MeV,由动量守恒定律,m3v3 + m1v1 =0,EK1 EK3 =3 1,EK1+ EK3 = E + 2 EK2= 6 MeV,EK1= 4.5 MeV EK3= 1.5 MeV,例5、 原来静止的质量为m 0 的原子核，放出 粒子后转变成质量为m1的原子核，该新核在其运动方向上又放出 粒子，而衰变成静止的质量为m2 的原子核，试求两个 粒子的动能。(设放出的能量全部变成核的动能),解：,由动量守恒定律 m1 v1 +m v =0,由质能方程E = (m0 m1 m )c2,由能量守恒 EK1+ EK = E =(m0 m1 m )c2,