高中物理人教版选修3-5章末综合测评 第18章 章末分层突破 word版含答案

项中的光子能量与各能级与基态的能量差，知道只有B项中光子可使氢原子从基态跃迁到n＝2的激发态，B正确．碰撞过程可使部分能量传给氢原子，E正确．

【答案】 ABE

二、非选择题(本题共5小题，共52分．)

9．(6分)如图2是教材中的实验插图，该图是著名的α粒子散射实验示意图，由此科学家卢瑟福提出了________模型．

图2

【解析】 卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型． 【答案】 原子核式结构

10．(6分)氢原子从n＝3的能级跃迁到n＝2的能级放出光子的频率为ν，则它从基态跃迁到n＝4的能级吸收的光子频率为________. 【导学号：66390041】

111

【解析】 设氢原子基态能量为E1，则由玻尔理论可得：9E1－4E1＝hν，16E127

－E1＝hν41，解得：吸收的光子频率ν41＝4ν.

27

【答案】 4ν

11．(12分)有大量的氢原子吸收某种频率的光子后从基态跃迁到n＝3的激发态，已知氢原子处于基态时的能量为E1，则吸收光子的频率ν是多少？当这些处于激发态的氢原子向低能级跃迁发光时，可发出几条谱线？辐射光子的能量分别为多少？

【导学号：66390042】

1

【解析】 据跃迁理论hν＝E3－E1，而E3＝9E1，所以 ν＝

E3－E18E1

＝－h9h. 由于是大量原子，可从n＝3跃迁到n＝1，从n＝3跃迁到n＝2，再从n＝2跃迁到n＝1，故应有三条谱线，

光子能量分别为E3－E1，E3－E2，E2－E1， 853即－9E1，－36E1，－4E1. 【答案】 见解析

12．(12分)氢原子的能级图如图3所示．原子从能级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n＝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：

图3

(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n?n－1?4×3

数为N＝2＝2＝6(种)．

(2)W＝E3－E1＝12.09 eV，E3－E1＝hν 解得ν＝2.9×1015 Hz.

【答案】 (1)6 (2)12.09 eV 2.9×1015 Hz

13．(16分)处在激发态的氢原子向能量较低的状态跃迁时会发出一系列不同频率的光，称为氢光谱．氢光谱线的波长λ可以用下面的巴耳末—里德伯公式表示：1?11??k2－n2?，n、k分别表示氢原子跃迁前后所处状态的量子数，k＝1,2,3…对每＝Rλ??一个k，有n＝k＋1，k＋2，k＋3…R称为里德伯常量，是一个已知量．对于k＝1的一系列谱线其波长处在紫外光区，称为莱曼系；k＝2的一系列谱线其中四条谱线的波长处在可见光区，称为巴耳末系．用氢原子发出的光照射某种

金属进行光电效应实验．当用莱曼系波长最长的光照射时，遏止电压的大小为U1，当用巴耳末系波长最短的光照射时，遏止电压的大小为U2，已知电子电荷量的大小为e，真空中的光速为c，试求普朗克常量和该种金属的逸出功.

【导学号：66390043】

【解析】 设金属的逸出功为W0，光电效应所产生的光电子最大初动能为Ekm 由动能定理知：Ekm＝eUc

对于莱曼系，当n＝2时对应的光波长最长，设为λ1 由题中所给公式有： 1?11?3?－?λ1＝R?1222?＝4R 波长λ1的光对应的频率 c3ν1＝λ＝4cR 1

对于巴耳末线系，当n＝∞时对应的光波长最短，设为λ2，由题中所给公式有： 1?1?1

－0??

λ2＝R?22?＝4R 波长λ2的光对应的频率 c1ν2＝λ＝4cR

2

根据爱因斯坦的光电效应方程 Ekm＝hν－W0 知Ekm1＝hν1－W0 Ekm2＝hν2－W0 又Ekm1＝eU1 Ekm2＝eU2

可解得：h＝

2e?U1－U2?

cR

W＝e?U1－3U2?02. 【答案】

2e?U1－U2?e?U1－3U2?

cR 2