選考部分選修3-5 第十五章第1單元
1．在演示光電效應的實驗中，原來不帶電的一塊鋅板與靈敏驗電器相連，用弧光燈照
射鋅板時，驗電器的指標張開乙個角度，如圖15－1－5所示，這時鋅板帶________
電，指標帶________電．
圖15－1－5
解析：在光電效應實驗中，鋅板因逸出電子帶正電，驗電器由於與鋅板接觸也帶正
電，其指標也帶正電．
答案：正正
2．已知金屬銫的逸出功為1.9 ev，在光電效應實驗中，要使銫表面發出的光電子的最
大初動能為1.0 ev，求入射光的波長應為多少？
解析：根據光電效應方程ek＝hν－w0可得入射光的頻率為ν＝
由c＝νλ可得入射光的波長為
λ＝＝＝m
≈4.3×10－7 m.
答案：4.3×10－7 m
3．如圖15－1－6所示，氫原子從n＞2的某一能級躍遷
到n＝2的能級，輻射出能量為2.55 ev的光子．問最
少要給基態的氫原子提供多少電子伏特的能量，才能
使它輻射上述能量的光子？請在圖15－1－6中畫出獲
得該能量後的氫原子可能的輻射躍遷圖．
解析：氫原子從n＞2的某一能級躍遷到n＝2的能級，
滿足hν＝en－e2＝2.55 ev
en＝hν＋e2＝－0.85 ev，所以n＝4.
基態氫原子要躍遷到n＝4的能級，應提供：
δe＝e4－e1＝12.75 ev
躍遷圖見下圖
答案：12.75 ev 見解析圖
4．盧瑟福和他的助手做α粒子轟擊金箔實驗，獲得了重要發現．
(1)關於α粒子散射實驗的結果，下列說法正確的是
a．證明了質子的存在
b．證明了原子核是由質子和中子組成的
c．證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在乙個很小的核裡
d．說明了原子中的電子只能在某些軌道上運動
(2)在α粒子散射實驗中，現有乙個α粒子以2.0×107 m/s的速度去轟擊金箔後，若
金原子的核電荷數為79.求該α粒子與金原子核間的最近距離(已知帶電粒子在點電
荷電場中的電勢能表示式為ep＝k，α粒子質量為6.64×10－27 kg)．
解析：(1)α粒子散射實驗發現了原子內存在乙個集中了全部正電荷和幾乎全部質量
的核．數年後盧瑟福發現核內有質子並**核內存在中子，所以c對，a、b錯．玻
爾發現了電子軌道量子化，d錯．
(2)α粒子與原子核發生對心碰撞時所能達到的最小距離為d， mv2＝k
d＝＝m
≈2.7×10－14 m.
答案：(1)c (2)2.7×10－14 m
5．在氫原子中，如果電子從r1＝0.53×10－10 m的軌道上，由於獲得能量而進入r2＝
2.12×10－10 m的軌道上做勻速圓周運動，求在該軌道上電子的動能是多少？(k＝
9.0×109 n·m2/c2)
解析：由於電子與原子核間的庫侖力充當向心力，
則k＝所以ek＝mv2＝
＝j≈5.4×10－19 j.
答案：5.4×10－19 j
6．氫原子第n能級的能量為en＝，其中e1是基態能量，而n＝1,2，…，若一氫原
子發射能量為－e1的光子後處於比基態能量高出－e1的激發態，則氫原子發射光
子前、後分別處於第幾能級？
解析：設氫原子發射光子前、後分別處於第l與第m能級，則依題意有
－＝－e1
－e1＝－e1
解得：m＝2，l＝4.
答案：4 2
7．氫原子光譜除了巴耳末系外，還有賴曼系、帕邢系等，其中帕邢系的公式為＝r(
－)(n＝4,5,6，…)，r＝1.10×107 m－1.若已知帕邢系的氫原子光譜在紅外線區域，
試求：(1)n＝6時，對應的波長；
(2)帕邢系形成的譜線在真空中的波速為多少？n＝6時，傳播頻率為多大？
解析：(1)根據帕邢系公式＝r(－)，當n＝6時，得λ≈1.09×10－6 m．(2)帕邢系
形成的譜線在紅外線區域，而紅外線屬於電磁波，在真空中以光速傳播，故波速為
光速c＝3×108 m/s，由c＝λν得
ν＝＝hz≈2.75×1014 hz.
答案：(1)1.09×10－6 m (2)3×108 m/s 2.75×1014 hz
8．已知某金屬表面接受波長為λ和2λ的單色光照射時，釋放出光電子的最大初動能分
別為30 ev和10 ev，求能使此種金屬表面產生光電效應的入射光的極限波長為多
少？(λ為未知量)
解析：設此種金屬的逸出功為w0，極限波長為λ0.由愛因斯坦光電效應方程：
h－w0＝ek1，h－w0＝ek2，h＝w0
可得：λ0≈1.24×10－7 m.
答案：1.24×10－7 m
9．一速度為v的高速α粒子(he)與同方向運動的氖核(ne)發生彈性正碰，碰後α粒
子恰好靜止．求碰撞前後氖核的速度(不計相對論修正)．
解析：設α粒子與氖核的質量分別為mα與mne，氖核在碰撞前後的速度分別為vne
與vne′
由動量守恆與機械能守恆定律，有
mαv＋mnevne＝mnevne
mαv2＋mnev＝mnevne′2
解得vne＝v
vne′＝v
已知將⑤式代入③④式得：vne＝v，vne′＝v.
答案： v v
原子結構氫原子光譜
1 在做光電效應實驗中，某金屬被光照射發生了光電效應，實驗測出了光電子的最大初動能ek與入射光的頻率 的關係如圖所示，由實驗圖象可求出 a 該金屬的逸出功 b 該金屬的極限頻率 c 單位時間內逸出的光電子數 d 蒲朗克常量 2 氫原子能級的示意圖如圖所示，大量氫原子從n 4的能級向n 2的能級躍遷時...
15 1原子結構 氫原子光譜
高三物理統一導學案37 考綱要求 1 氫原子光譜 2 氫原子的能級結構 能級公式 學習目標 一 知識與技能 本單元要掌握的內容 1 粒子散射實驗 原子結構 2 玻爾理論 原子躍遷 能級的概念 3 氫原子的能級躍遷圖 氫原子光譜 二 過程與方法 通過本節的學習，感受科學發展與進步的坎坷。三 情感態度與...
高考物理二輪複習專題五光電效應原子結構和原子核學案
2019最新 精選高考物理二輪複習專題五光電效應原子結構和原子核學案 知識必備 1.光電效應的實驗規律 1 任何一種金屬都有乙個極限頻率，入射光的頻率必須大於這個頻率，才能產生光電效應。2 光電子的最大初動能與入射光的強度無關，只隨入射光的頻率增大而增大。3 入射光照射到金屬板上時，光電子的發射幾乎...