5.氫原子基態(tài)的能量E1=-13.6eV,電子繞核運動的半徑r1=0.53×10-10m.當(dāng)氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)時,求
(1)原子系統(tǒng)具有的能量;
(2)電子在軌道上運動的動能;
(3)電子具有的電勢能.

分析 根據(jù)氫原子能級公式求出原子在n=2軌道的能量;
根據(jù)庫侖引力提供電子做圓周運動的向心力,求出電子在軌道上的動能.
原子的能量等于電勢能和電子動能之和,求出原子在n=4激發(fā)態(tài)的能量,從而求出電子具有的電勢能.

解答 解:(1)根據(jù)氫原子能級公式E2=$\frac{{E}_{1}}{{2}^{2}}$=-3.4eV,
(2)由題意:r2=22×r1
根據(jù)庫侖力提供向心力:$\frac{{ke}^{2}}{{r}_{2}^{2}}$=$\frac{{mv}^{2}}{{r}_{2}}$
所以動能Ek=$\frac{1}{2}$mv2=3.4eV,
(3)由于E2=Ek2+EP2
所以電勢能  Ep2=E2-Ek2=-6.8eV
答:(1)原子系統(tǒng)具有的能量-3.4eV;
(2)電子在軌道上運動的動能為3.4eV;
(3)電子具有的電勢能為-6.8eV.

點評 解決本題的關(guān)鍵知道原子的能量等于電勢能與電子動能之和,會通過庫侖引力提供向心力求出電子的動能.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.等離子氣流由左方連續(xù)以v0射入P1和P2兩板間的勻強(qiáng)磁場中,ab直導(dǎo)線與Pl、P2相連接,線圈A與直導(dǎo)線cd連接.線圈A 內(nèi)有隨圖乙所示的變化磁場.且磁場B 的正方向規(guī)定為向左,如圖甲所示,則下列敘述正確的是( 。

①O~1s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥   ②1~2s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引
③2~3s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相吸引   ④3~4s內(nèi)ab、cd導(dǎo)線互相排斥.
A.①③B.②④C.①②D.③④

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

16.如圖所示,將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成-個完整的正弦曲線形狀,它通過兩個小金屬環(huán)a、b與長直金屬桿導(dǎo)通,在外力F作用下,正弦形金屬線可以在桿上無摩擦滑動.桿的電阻不計,導(dǎo)線電阻為R,a、b間距離為2L,導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿距離都是$\frac{L}{2}$.在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場區(qū)域,磁場的寬度為L,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運動,在運動過程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場垂直.t=0時刻導(dǎo)線從O點進(jìn)入磁場,直到全部穿過磁場,外力F所做功為( 。
A.$\frac{{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{R}$B.$\frac{{B}^{2}{L}^{3}v}{2R}$C.$\frac{3{B}^{2}{L}^{3}v}{4R}$D.$\frac{3{B}^{2}{L}^{2}{v}^{2}}{4R}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

13.如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象.由圖象可知不正確的是(  )
A.該金屬的逸出功等于E
B.該金屬的逸出功等于hν0
C.入射光的頻率為2ν0時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為E
D.入射光的頻率為$\frac{{v}_{0}}{2}$時,產(chǎn)生的光電子的最大初動能為$\frac{E}{2}$

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

20.鋼筒內(nèi)裝有3kg氣體,當(dāng)溫度為-23℃時,壓強(qiáng)為4atm,如果用掉1kg氣體后溫度升高到27℃,求筒內(nèi)氣體壓強(qiáng).

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10.假設(shè)無人機(jī)靶機(jī)以300m/s的速度勻速向某個目標(biāo)飛來,在無人機(jī)離目標(biāo)尚有一段距離時發(fā)射導(dǎo)彈,導(dǎo)彈以80m/s2的加速度做勻加速直線運動,以1200m/s的速度在目標(biāo)位置擊中該無人機(jī),則導(dǎo)彈發(fā)射后擊中無人機(jī)所需的時間為15s.

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6.人造衛(wèi)星繞地球的運動可看做勻速圓周運動,已知地球的半徑為R,質(zhì)量為M,自轉(zhuǎn)角速度為ω,萬有引力常量為G,地球同步衛(wèi)星與地球表面間的距離為h,下列計算錯誤的是( 。
A.地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度為ωR
B.地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度為$\sqrt{\frac{GM}{R}}$
C.地球同步衛(wèi)星的運行速度大小為ω(R+h)
D.地球同步衛(wèi)星的運行速度大小為$\sqrt{\frac{GM}{R+h}}$

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.有兩個同種材料制成的導(dǎo)體,兩導(dǎo)體為橫截面為正方形的柱體,柱體高均為h,大柱體柱截面邊長為a,小柱體柱截面邊長為b,現(xiàn)將大小柱體串聯(lián)接在電壓U上,已知通過導(dǎo)體電流方向如圖,大小為I,則導(dǎo)體電阻率為( 。
A.ρ=$\frac{hU}{2I}$B.ρ=$\frac{Uha}{I(a+b)}$C.ρ=$\frac{2Uha}{I(a+b)}$D.ρ=$\frac{Uh(a-b)}{I(a+b)}$

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

4.圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場,為交流電流表.線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示,以下判斷正確的是( 。
A.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50π rad/s
B.電流表的示數(shù)為10$\sqrt{2}$A
C.0.01s時線圈平面與磁場方向平行
D.0.02s時電阻R中電流的方向自左向右

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