正确率40.0%有人设想在遥远的宇宙探测时,给探测器安上面积极大$${、}$$反射率极高(可认为$$1 0 0 \%_{0} )$$的薄膜,并让它正对太阳,用光压为动力推动探测器加速,已知探测器在某轨道上运行时,每秒每平方米面积获得的太阳光能为$$E=1. 5 \times1 0^{4} J$$,薄膜面积为$$S=6. 0 \times1 0^{2} m^{2}$$,若探测器总质量为$$M=6 0 k g$$,光速$$c=3. 0 \times1 0^{8} \, m / s$$,那么探测器得到的加速度大小最接近下面的哪一个?$${(}$$)
A
A.$$1. 0 \times1 0^{-3} m / s^{2}$$
B.$$1. 0 \times1 0^{-2} m / s^{2}$$
C.$$1. 0 \times1 0^{-1} m / s^{2}$$
D.$${{1}{m}{/}{{s}^{2}}}$$
2、['能级及能级跃迁']正确率0.0%svg异常
A.氦离子从$${{n}{=}{4}}$$能级跃迁到$${{n}{=}{3}}$$能级,需要吸收能量
B.氦离子处于$${{n}{=}{1}}$$能级时,能吸收$${{6}{0}{e}{V}}$$的能量而发生电离
C.大量处在$${{n}{=}{5}}$$能级的氦离子向低能级跃迁,能发出$${{1}{2}}$$种不同频率的光子
D.氦离子从$${{n}{=}{4}}$$能级跃迁到$${{n}{=}{3}}$$能级比从$${{n}{=}{3}}$$能级跃迁到$${{n}{=}{2}}$$能级辐射出光子的波长小
3、['能级及能级跃迁', '氢原子光谱的实验规律']正确率60.0%用频率为$${{ν}_{0}}$$的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分别为$${{ν}_{1}{、}{{ν}_{2}}}$$和$${{ν}_{3}}$$的三条谱线,且$$\nu_{3} > \nu_{2} > \nu_{1},$$则$${{(}{)}}$$
B
A.$${{ν}_{0}{<}{{ν}_{1}}}$$
B.$$\nu_{3}=\nu_{2}+\nu_{1}$$
C.$$\nu_{1}=\nu_{2}+\nu_{3}$$
D.$$\frac{1} {\nu_{1}}=\frac{1} {\nu_{2}}+\frac{1} {\nu_{3}}$$
4、['能级及能级跃迁', '半衰期的相关计算', '光电效应方程的基本计算', '核反应']正确率60.0%下列说法中错误的是()
C
A.用频率为$${{ν}}$$的光照射某金属研究光电效应,遏止电压为$${{U}_{c}}$$,则该金属的逸出功为$$h \nu-e U_{c}$$
B.一群处于$${{n}{=}{3}}$$能级的氢原子自发跃迁时能发出$${{3}}$$种不同频率的光子
C.某放射性物质的半衰期为$${{τ}{,}}$$质量为$${{m}}$$的该放射性物质,经过半个半衰期还剩$${\frac{1} {2}} m$$
D.核反应方程$$4_{1}^{1} \mathrm{H} \to_{2}^{4} \mathrm{H e}+k \mathrm{X}$$中,$${{X}}$$是正电子,$${{k}{=}{2}}$$
5、['能级及能级跃迁']正确率60.0%大量氢原子从$${{n}{=}{5}}$$的激发态,向低能级跃迁时,产生的光谱线条数是()
D
A.$${{4}}$$条
B.$${{6}}$$条
C.$${{8}}$$条
D.$${{1}{0}}$$条
6、['能级及能级跃迁']正确率60.0%svg异常
A
A.红、蓝靛
B.黄、绿
C.红、紫
D.蓝靛、紫
7、['能级及能级跃迁']正确率40.0%svg异常
C
A.大量氢原子从高能级向$${{n}{=}{4}}$$能级跃迁时,发出的光是不可见光
B.大量处于$${{n}{=}{4}}$$能级的氢原子跃迁到基态的过程中可以释放出$${{6}}$$种频率的光子
C.一个处于$${{n}{=}{2}}$$能级的氢原子可以吸收一个能量为$$3. 1 e V$$的光子
D.氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中释放的光子的能量不可能大于$${{1}{3}{.}{6}}$$$${{e}{V}}$$
8、['能级及能级跃迁', '半衰期的相关计算', '光电效应的实验规律的理解', '核反应']正确率60.0%下列的若干叙述中,不正确的是()
C
A.核泄漏事故污染物$${{C}{s}{{1}{3}{7}}}$$能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为$$\stackrel{1 3 7} {5 5} \mathrm{C s} \to\stackrel{1 3 7} {5 6} \mathrm{B a}+x,$$可以判断$${{x}}$$为$${{β}}$$粒子
B.对于同种金属产生光电效应时,逸出光电子的最大初动能与照射光的频率成线性关系
C.一块纯净的放射性元素矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量剩下一半
D.按照玻尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子的动能减小,原子的能量增大了
9、['能级及能级跃迁']正确率60.0%svg异常
C
A.它们在跃迁回基态的过程中最多可以辐射$${{2}{4}}$$种不同波长的光子
B.从基态激发到$${{n}{=}{6}}$$的能级每个离子要吸收$$5 4. 4 e V$$的能量
C.离子从$${{n}{=}{6}}$$的能级跃迁到$${{n}{=}{5}}$$的能级过程中放出的光子的波长最长
D.跃迁回基态时辐射的光子中能量最高的是$$4 0. 8 e V$$
10、['能级及能级跃迁']正确率60.0%svg异常
B
A.$${{6}}$$种
B.$${{1}{0}}$$种
C.$${{1}{2}}$$种
D.$${{1}{5}}$$种
1. 探测器加速度计算
首先计算光压产生的力。光压 $$P$$ 由光能 $$E$$ 和光速 $$c$$ 决定,公式为:$$P = \frac{2E}{c}$$(反射率为 100%,动量变化为 2 倍)。
每秒接收的总光能:$$E_{\text{总}} = E \times S = 1.5 \times 10^4 \, \text{J/m}^2 \cdot \text{s} \times 6.0 \times 10^2 \, \text{m}^2 = 9.0 \times 10^6 \, \text{J/s}$$。
光压对应的力:$$F = \frac{2E_{\text{总}}}{c} = \frac{2 \times 9.0 \times 10^6}{3.0 \times 10^8} = 0.06 \, \text{N}$$。
加速度:$$a = \frac{F}{M} = \frac{0.06}{60} = 1.0 \times 10^{-3} \, \text{m/s}^2$$。答案为 A。
2. 氦离子能级跃迁分析
A 错误:从高能级跃迁到低能级会释放能量,而非吸收。
B 错误:氦离子基态能量为 $$-54.4 \, \text{eV}$$,吸收 $$60 \, \text{eV}$$ 后能量为 $$5.6 \, \text{eV}$$,未达到电离(需至少 $$54.4 \, \text{eV}$$)。
C 正确:从 $$n=5$$ 能级跃迁可产生 $$C(5,2)=10$$ 种光子,但题目描述为 12 种可能有误,需确认题目原文。
D 错误:$$n=4 \to n=3$$ 能级差小于 $$n=3 \to n=2$$,故前者光子波长更长。
若题目描述为 12 种,可能存在其他能级,但通常氢原子为 10 种,需进一步核对。
3. 氢原子光谱观测
仅观测到三条谱线,说明氢原子被激发到 $$n=3$$ 能级。频率关系满足能量守恒:$$\nu_0 = \nu_3$$(最高能级跃迁),且 $$\nu_3 = \nu_2 + \nu_1$$(因 $$E_3 = E_2 + E_1$$)。
A 错误:$$\nu_0$$ 应为最高频率 $$\nu_3$$。
B 正确:符合能量守恒。
C 和 D 错误:与能量守恒矛盾。
答案为 B。
4. 错误说法判断
A 正确:逸出功 $$W = h\nu - eU_c$$。
B 正确:$$n=3$$ 能级跃迁有 3 种(3→2, 3→1, 2→1)。
C 错误:半衰期仅剩一半原子核未衰变,但剩余质量可能因衰变产物而不同。
D 错误:$$X$$ 为中微子,$$k=0$$(质子聚变方程需平衡电荷和质量数)。
答案为 D。
5. 氢原子光谱线条数
从 $$n=5$$ 能级跃迁,可能路径数为组合数 $$C(5,2)=10$$。答案为 D。
7. 氢原子跃迁分析
A 错误:部分跃迁(如 $$n=5 \to n=4$$)可能产生红外线,但 $$n=4 \to n=2$$ 为可见光。
B 正确:$$n=4$$ 能级跃迁有 6 种路径。
C 错误:$$n=2$$ 能级需吸收至少 $$10.2 \, \text{eV}$$ 才能跃迁。
D 正确:最大光子能量为基态电离能 $$13.6 \, \text{eV}$$。
若题目要求选择错误选项,可能为 A 或 C,需根据选项确认。
8. 不正确叙述判断
A 正确:$$x$$ 为 $$\beta^-$$ 粒子(电子)。
B 正确:光电效应中 $$E_k = h\nu - W$$,线性关系。
C 错误:仅剩一半原子核,但总质量包括衰变产物。
D 正确:轨道半径增大,动能减小,势能增加更多,总能量增大。
答案为 C。
9. 氦离子跃迁问题
A 错误:$$n=6$$ 能级跃迁最多 $$C(6,2)=15$$ 种光子。
B 正确:基态到 $$n=6$$ 需吸收 $$54.4 \, \text{eV}$$($$E_6 - E_1$$)。
C 正确:$$n=6 \to n=5$$ 能级差最小,波长最长。
D 正确:最高能量为 $$n=6 \to n=1$$,约 $$40.8 \, \text{eV}$$。
若题目要求选择错误选项,答案为 A。
10. 光谱线条数问题
若题目为氢原子从 $$n=5$$ 能级跃迁,答案为 $$10$$ 种(B)。若涉及其他原子或条件,需补充信息。