近代物理综合题.ppt

1、近代物理综合题近代物理综合题 例例1、按照玻尔理论可以确定按照玻尔理论可以确定 （）A.用用波长为波长为60nm的光照射，可使氢原子电离的光照射，可使氢原子电离 B.用用10.2eV的光子可以激发处于基态的氢原子的光子可以激发处于基态的氢原子 C.用能量用能量12.5 eV的光子照射，可使氢原子激发的光子照射，可使氢原子激发.D.用能量用能量11.0 eV的外来电子碰撞，可以激发处于的外来电子碰撞，可以激发处于基态的氢原子基态的氢原子提示提示：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原子的跃

2、迁公式只适用于光子和原子作用而 使原子在使原子在各定态之间跃迁各定态之间跃迁的情况的情况;光子光子和原子作用使原子和原子作用使原子电离时电离时则不受此条件的限制则不受此条件的限制 实物粒子实物粒子与原子相互作用而使原子激发时，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。粒子的能量也不受上述条件的限制。A B D（1）能级公式）能级公式En=E1/n2=-13.6/n2(eV)玻尔理论的几个重要推论玻尔理论的几个重要推论（2）跃迁公式）跃迁公式 h=E2-E1（3）半径公式）半径公式rn=n2 r1=0.5310-10 n2(m)（4）动能跟动能跟n 的关系的关系由由 ke2/

3、rn 2=mv 2/rn得得 EKn=1/2 mvn 2=ke22rn 1/n2（5）速度跟）速度跟n 的关系的关系（6）周期跟）周期跟n的关系的关系关系式（关系式（5）（）（6）跟卫星绕地球运转的情况相似。）跟卫星绕地球运转的情况相似。例例2、根据玻尔玻尔理论，氢原子的核外电子在根据玻尔玻尔理论，氢原子的核外电子在第一和第二可能轨道上的：第一和第二可能轨道上的：（）A.半径之比为半径之比为1 4 B.速率之比为速率之比为2 1C.周期之比为周期之比为1 2 D.动能之比为动能之比为4 1解：解：半径公式半径公式 rn=n2 r1=0.5310-10 n2(m)由由 ke2/rn 2=mv 2

4、/rn得得 EKn=1/2 mvn 2=ke22rn 1/n2速度跟速度跟n 的关系的关系周期跟周期跟n的关系的关系A B D 例例、氢原子的能级示意图如图示，现有每个电子的动能都为、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的总动量为0，碰撞后，氢原子受激，跃迁到，碰撞后，氢原子受激，跃迁到n=4的能级，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

5、的质求碰撞后一个电子与一个受激氢原子的总动能，已知电子的质量量me与氢原子的质量与氢原子的质量mH之比为之比为 me/mH=5.44510-4E（eV）3.402 2 1.513 3 0.854 4n0.545 50.386 60解：解：由动量守恒定律由动量守恒定律 me ve +mH vH=0EKH=EKe me/mH=0.007eV所以碰前一个电子与一个基态氢所以碰前一个电子与一个基态氢原子的总动能为原子的总动能为EK总总=12.897eV氢原子受激，跃迁到氢原子受激，跃迁到n=4的能级要吸收能量的能级要吸收能量 E=-0.85-（-13.6）=12.75eV碰撞后一个电子与一个受激氢原子

6、的总动能为碰撞后一个电子与一个受激氢原子的总动能为EK总总=EK总总-E=12.897-12.75=0.147eV 练习、练习、下列关于波粒二象性的叙述中正确的是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，二者是任何频率的光都具有波动性和粒子性，二者是 互相统一的互相统一的B.大量光子产生的效果往往显示出波动性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，它的粒子性从光电效应现象看，光的频率越高，它的粒子性 越强。越强。A B D 2000年高考年高考13、假设在假设在NaCl蒸气中存在由钠离

7、子蒸气中存在由钠离子Na+和氯离子和氯离子CI-靠静电相互作用构成的单个氯化钠靠静电相互作用构成的单个氯化钠NaCl分子，若取分子，若取Na+与与CI-相距无限远时其电势能为相距无限远时其电势能为零，一个零，一个NaCl分子的电势能为分子的电势能为 6.1eV，已知使一个已知使一个中性钠原子中性钠原子Na最外层的电子脱离钠原子而形成钠离子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）为所需的能量（电离能）为5.1eV，使一个中性氯原使一个中性氯原子子Cl 结合一个电子形成氯离子所放出的能量（亲和能）结合一个电子形成氯离子所放出的能量（亲和能）为为3.8eV。由此可算出，在将一个由

8、此可算出，在将一个NaCl分子分解成彼分子分解成彼此远离的中性钠原子此远离的中性钠原子Na 和中性氯原子和中性氯原子Cl的过程中，外的过程中，外界供给的总能量等于界供给的总能量等于_eV。解：解：NaCl+6.1eV Na+CI-Na+5.1eV Na+eCl-+3.8eV CI+eNaCl+6.1eV+3.8eV Na+CI-+5.1eVE=6.1+3.8-5.1=4.8 eV4.8 例例3、已知每秒钟从太阳已知每秒钟从太阳射到地球上垂直于太阳光的每平射到地球上垂直于太阳光的每平方米截面上的辐射能为方米截面上的辐射能为1.410 3 J，其中可见光约占其中可见光约占45%。设可见光的波长均为

9、设可见光的波长均为0.55m，太阳向各个方向的辐射是均太阳向各个方向的辐射是均匀的，太阳与地球间距离为匀的，太阳与地球间距离为1.510 11 m，则太阳每秒辐射则太阳每秒辐射出的可见光的光子数大约为出的可见光的光子数大约为 。（只要求二位有效数字）（只要求二位有效数字）解解：太阳每秒辐射出来的能量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，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=4.910 444.910 44返

10、回返回返回返回苏州苏州04年调研年调研7 设设氢氢原子的核外电子从高能级原子的核外电子从高能级b向低能级向低能级a跃迁跃迁时，电子动能的增量时，电子动能的增量EK=EKa-EKb，电势能的增量电势能的增量EP=EPa-EPb，则下列表述正确的是则下列表述正确的是 （）A.EK 0、EP 0、EK +EP=0B.EK 0、EP 0、EK +EP=0C.EK 0、EP 0、EK +EP 0D.EK 0、EP 0、EK +EP 0解：解：电场力做正功，电势能减少；电场力做正功，电势能减少；合外力做正功，动能增加；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。发射出光子，动能与电势能之和减

11、少。D03年江苏高考年江苏高考9 原原子子从从一一个个能能级级跃跃迁迁到到一一个个较较低低的的能能级级时时，有有可可能能不不发发射射光光子子，例例如如在在某某种种条条件件下下，铬铬原原子子的的n=2能能级级上上的的电电子子跃跃迁迁到到n=1能能级级上上时时并并不不发发射射光光子子，而而是是将将相相应应的的能能量量转转交交给给n=4能能级级上上的的电电子子，使使之之能能脱脱离离原原子子，这这一一现现象象叫叫做做俄俄歇歇效效应应，以以这这种种方方式式脱脱离离了了原原子子的的电电子子叫叫做做俄俄歇歇电电子子，已已知知铬铬原原子子的的能能级级公公式式可可简简化化表表示示为为 式式中中n=1，2，3表表

12、示示不不同同能能级级，A是是正正的的已已知知常常数数，上上述述俄俄歇歇电电子子的的动能是动能是 （）（）A3A/16 B7A/16 C11A/16 D13A/16解解：n=2跃迁到跃迁到n=1 能级时放出能量为能级时放出能量为E0=3A/4处于处于n=4 能级的电子吸收能量为能级的电子吸收能量为A/16 可以电离可以电离 EK=3A/4+（-A/16）=+11A/16C 原子核俘获一个原子核俘获一个-子（子（-子的子的质量是电子质量的质量是电子质量的207倍，而电荷量与电子相同）可形成倍，而电荷量与电子相同）可形成原子。原子中原子。原子中电子的第一轨道半径为电子的第一轨道半径为re，电子的动能

13、为电子的动能为Ee;若电子若电子换成换成-子而形成子而形成原子原子,第一轨道半径为第一轨道半径为re/n,-子的子的动能为动能为E，则则 E：Ee 等于等于 ()A.n：1 B.n2：1 C.1：1 D.207：1解解:对于原子对于原子,kQe/re2=me ve2/re,Ee=1/2meve2=kQe/2re对于对于原子原子,kQe/r2=mv2/r,E=1/2m v2=kQe/2rE：Ee =re：r=n：1 选选AA盐城盐城04年调研三年调研三615.（5分分）在在下下图图所所示示的的光光电电管管的的实实验验中中，发发现现用用一一定定频频率率的的A单单色色光光照照射射光光电电管管时时，电

14、电流流表表指指针针会会发发生生偏偏转转，而而用用另另一一频频率率的的B单单色色光光照照射射时时不不发发生光电效应，那么生光电效应，那么 （）A.A光的频率大于光的频率大于B光的频率光的频率B.B光的频率大于光的频率大于A光的频率光的频率C.用用A光光照照射射光光电电管管时时流流过过电电流流表表G的的电电流流方方向向是是a 流向流向bD.用用A光光照照射射光光电电管管时时流流过过电电流流表表G的的电电流流方方向向是是b 流向流向a 光电管光电管电源电源Gab20032003年上海高考年上海高考A C 例例：（新新教教材材 2003天天津津理理综综）如如图图，当当电电键键K断断开开时时，用用光光子

15、子能能量量为为2.5eV的的一一束束光光照照射射阴阴极极P，发发现现电电流流表表读读数数不不为为零零。合合上上电电键键，调调节节滑滑线线变变阻阻器器，发发现现当当电电压压表表读读数数小小于于0.60V时时，电电流流表表读读数数仍仍不不为为零零；当当电电压压表表读读数数大大于于或或等等于于0.60V时时，电电流流表表读读数数为为零零。由此可知阴极材料的逸出功为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：解：反向截止电压为反向截止电压为0.60V，EKm=0.60 eVW=h-EKm=2.5-0.6=1.9 eVA 阅读如下资料并回答问题：阅读

16、如下资料并回答问题：自自然然界界中中的的物物体体由由于于具具有有一一定定的的温温度度，会会不不断断向向外外辐辐射射电电磁磁波波，这这种种辐辐射射因因与与温温度度有有关关，称称为为热热辐辐射射，热热辐辐射射具具有有如如下下特特点点：辐辐射射的的能能量量中中包包含含各各种种波波长长的的电电磁磁波波；物物体体温温度度越越高高，单单位位时时间间从从物物体体表表面面单单位位面面积积上上辐辐射射的的能能量量越越大大；在在辐辐射射的的总总能能量量中中，各各种种波波长长所所占占的的百百分分比比不不同同。处处于于一一定定温温度度的的物物体体在在向向外外辐辐射射电电磁磁能能量量的的同同时时，也也要要吸吸收收由由其其他他物物体体辐辐射射的的电电磁磁能能量量，如如果果它它处处在在平平衡衡状状态态，则则能能保保持持不不变变。若若不不考考虑虑物物体体表表面面性性质质对对辐辐射射与与吸吸收收的的影影响响，我我们们定定义义一一种种理理想想的的物物体体，它它能能100%地地吸吸收收入入射射到到其其表表面面的的电电磁磁辐辐射射，这这样样的的物物体体称称为为黑黑体体。单单位位时时间间内内从从黑黑体体表表面面单单位位面面积积