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20.氫原子的能級如圖所示,下列說法正確的是( 。
A.一個氫原子從n=4的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時,有可能輻射出6種不同頻率的光子,這時電子動能減少,原子勢能減少
B.已知可見光的光子能量范圍約是1.62eV~3.11eV,處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)生電離
C.有一群處于n=4能級的氫原子,如果原子n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產生光電效應,則這群氫原子發(fā)出的光譜中共有兩條譜線能使該金屬產生光電效應
D.有一群處于n=4能級的氫原子,如果原子n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光正好使某種金屬材料產生光電效應,從能級n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料,所產生的光電子的最大初動能為2.55eV

分析 能級間躍遷輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差,根據該規(guī)律進行分析.

解答 解:A、處于量子數n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子,它向較低能級躍遷時半徑減小電場力做功,所以電勢能減;由$\frac{k{e}^{2}}{{r}^{2}}=\frac{m{v}^{2}}{r}$可知電子的動能增大.故A錯誤.
B、可見光的光子能量范圍約為1.62eV-3.11ev,則紫外線的能量高于3.11eV,而n=3能級的氫原子能量為-1.51eV,因此處于n=3能級的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)出電離,故B正確.
C、根據光電效應產生條件,如果n=2向n=1躍遷所發(fā)生的光能發(fā)生光電效應,則原子n=4向n=1,n=3向n=1躍遷所發(fā)生的光也能發(fā)生光電效應,所以共有3條光線,能使其發(fā)生光電效應.故C錯誤.
D、由C選項分析,結合光電效應方程Ekm=hγ-W,可知,從能級n=4向n=1發(fā)出的光照射時,輻射能量為E=13.6-0.85=12.75eV,原子n=2向n=1躍遷所發(fā)出的光的能量為E′=13.6-3.4=10.2eV,而則產生的光電子的最大初動能為Ekm=12.75-10.2=2.55eV.故D正確.
故選:BD

點評 解決本題的關鍵知道光電效應的條件以及知道能級間躍遷時輻射或吸收的光子能量等于兩能級間的能級差.

練習冊系列答案
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10.如圖所示,在傳送帶的右端Q點固定有一豎直光滑圓弧軌道,軌道的入口與傳送帶在Q點相切.以傳送帶的左端點為坐標原點O,水平傳送帶上表面為x軸建立坐標系,已知傳送帶長L=6m,勻速運動的速度v0=4m/s.一質量m=1kg的小物塊輕輕放在傳送帶上xP=2m的P點,小物塊隨傳送帶運動到Q點后恰好能沖上光滑圓弧軌道的最高點N點.小物塊與傳送帶間的動摩擦因數μ=0.4,重力加速度g=10m/s2
(1)求N點的縱坐標yN;
(2)處P點到Q點,小物塊在傳送帶上運動系統(tǒng)產生的熱量;
(3)若將小物塊輕放在傳送帶上的某些位置,小物塊均不脫離圓弧軌道,求傳送帶上這些位置的橫坐標的范圍.

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11.如圖所示,在水平面上有一輕質彈簧,其左端與豎直墻壁相連,在水平面右側有一傾斜的傳送帶與水平面在A點平滑連接,當傳送帶靜止時.一質量m=1kg可視為質點的物體壓縮彈簧到O點(與彈簧不拴接),然后靜止釋放,最后物體到達傳送帶上端B點時的速率剛好為零.已知物體與水平面及物體與傳送帶的動摩擦因數均為0.5,水平面OA段長L=1m皮帶輪AB之間長S=1.8m,傳送帶與水平面之間的夾角α為37°,重力加速度g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)物體經過A點時的速率
(2)釋放物體之前彈簧所具有的彈性勢能
(3)若皮帶輪以V=5m/s的速率逆時針勻速轉動,求物體從A到B與傳送帶之間由于摩擦而產生的熱量.

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15.某同學在用如圖的裝置做“研究平拋物體運動”的實驗,已知重力加速度為g,請按要求完成下列填空.
(1)實驗簡要步驟如下:
①安裝好器材,調節(jié)斜槽,使斜槽的末端切線水平,記下小球離開斜面時的位置O點和過O點的豎直線;
②讓小球多次從斜槽上同一位置由靜止?jié)L下,記下小球平拋運動中的一系列位置;
③取下白紙,以O為原點,以豎直線為y軸、水平為x軸建立平面直角坐標系,用平滑曲線畫出小球平拋運動的軌跡;
④測出軌跡上某點的坐標x、y,用v0=x$\sqrt{\frac{g}{2y}}$算出小球的平拋初速度,實驗需從軌跡上取多個點求v0的值,然后求它們的平均值.
(2)實驗中描出小球的運動軌跡上一點P的坐標為P(xP、yP),小球通過P時的瞬時速度方向與x軸間的夾角為θ,則tanθ=$\frac{{y}_{p}}{2{x}_{p}}$.

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5.一豎直的彈射裝置將一質量為m的物體豎直向上射出,已知物體的初速度大小為v0=30m/s,g=10m/s2,忽略空氣阻力,假設以過彈射裝置口的平面為零勢能面.求:
(1)當物體的動能為重力勢能的一半時,物體距離彈射裝置口的高度;
(2)物體的重力勢能為動能的一半時,物體速度的大。

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12.某星球可視質量均勻分布的球體,其半徑為R,一衛(wèi)星在距該星球表面高度為2R的圓軌道上做勻速圓周運動,周期為T,萬有引力常量為G,下列說法中正確的是( 。
A.衛(wèi)星運行的加速度大小為$\frac{8{π}^{2}R}{{T}^{2}}$
B.該星球的第一宇宙速度大小為$\frac{2πR}{T}$
C.該星球表面的重力加速度大小為$\frac{108{π}^{2}R}{{T}^{2}}$
D.該星球的密度為$\frac{81π}{GT}$

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9.近地衛(wèi)星因受大氣阻力作用,繞軌道半徑逐漸減小時,速度將變大,所受向心力將變大(填“變大”“變小”或“不變”)

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(1)從靜止開始運動到相碰所經歷的時間;
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(3)球B與繩子的摩擦力跟B球重力的比值.

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