高中物理粤教2019必修第三册第六章 电磁现象与电磁波

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高中物理粤教2019必修第三册第六章 电磁现象与电磁波
一、单选题
1．电磁波在真空中的传播速度（　　）
A．等于3.00×108m/s B．大于3.00×108m/s
C．小于3.00×108m/s D．以上三种都有可能
2．根据玻尔理论，下列论述不正确的是（　　）
A．电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射
B．处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理
C．巴尔末公式代表的应该是电子从量子数分别为n=3，4，5等高能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线
D．一个氢原子中的电子从一个半径为r1的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r2的轨道，已知r1＞r2，则此过程原子要吸收某一频率的光子，该光子能量由前后两个能级的能量差决定
3．如图所示，小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动后，受到磁极的侧向作用力而作图示的曲线运动到D点，从图中可知磁极的位置及极性可能是（　　）
A．磁极在A位置，极性一定是N极 B．磁极在B位置，极性可能是S极
C．磁极在C位置，极性一定是N极 D．磁极在B位置，极性一定是S极
4．有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（　　）
A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量
B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关
C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关
D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小
5．如图所示是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生跃迁时发出的三种不同光，波长分别为λa、λb、λc，频率分别为va，vb，vc，下列关系式正确的是（　　）
A．λa=λc＋λb B．λa >λc> λb
C．va=vb＋vc D．va>vb>vc
6．如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置、导体棒MN的速度为v0时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态．若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）
A．油滴带正电荷
B．若将上极板竖直向上移动距离d，油滴将向上加速运动，加速度
C．若将导体棒的速度变为2v0，油滴将向上加速运动，加速度a=2g
D．若保持导体棒的速度为v0不变，而将滑动触头置于a位置，同时将电容器上极板向上移动距离d／3，油滴仍将静止
二、多选题
7．关于电磁波传播速度表达式v=λf，下列说法中正确的是 　　
A．电磁波的波速与波的频率成正比
B．电磁波的波速与电磁波的频率和传播介质有关
C．电磁波在传播过程中波长是定值
D．电磁波在传播过程中频率是定值
8．氢原子的能级示意图如图甲所示，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁共发出三种光子（a、b、c），用这三种光分别照射如图乙所示的实验装置，只有a、b两种光照射能引起电流计的指针偏转，其饱和电流与电压的变化关系如图丙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．实验装置中阴极材料的逸出功可能为
B．a为氢原子从跃迁到能级释放的光子
C．光电效应的实验中，b光的光照强度比a光的强
D．处于能级的氢原子至少需要吸收的能量才能电离
三、填空题
9．“嫦娥三号”依靠　 　（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是　 　（选填“速度”或“频率”）．
10．小磁针静止时N极会自动转向地球的　 　（选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟条形的磁场相似。如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向　 　（选填“P”或“Q”）。
11．如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有　 　种，其中最短波长为　 　m（结果保留2位有效数字，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s）
12．某电磁波相邻两波峰之间的距离为5m，则他的波长为　 　m，频率为　 　Hz，合　 　KHz=　 　MHz．在电磁波谱中，它是　 　。
13．根据氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3能级的激发态，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出三种频率不同的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长　 　 （填“最长”或“最短”），用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为　 　 eV．
14．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子。若λ1>λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将　 　光子，光子的波长为　 　。
四、计算题
15．如图，LC振荡电路中电感L=300μH，电容器电容C为27pF，求振荡电流的频率．（保留两位有效数字．）
16．家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220 V的交流电经变压器，一方面在次级产生3.4 V交流电对磁控管加热，另一方面在次级产生2000 V高压，经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450 MHz的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地振动同时内外迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素，试计算变压器的升压变压比。
17．“神舟五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10﹣11N m2/kg2）
五、解答题
18．玻尔的原子结构理论指出，电子环绕氢原子核做圆周运动，如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r，电子的电量为e，静电力常量为k。试回答以下问题：
（1）求电子在轨道半径为r圆周上运动时的动能；
（2）氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道，如图2所示，电子对应的轨道半径关系为（，2，3…）。图3为氢原子的能级图。已知时，相应的轨道半径，静电力常。计算时，氢原子的势能；
19．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。氢光谱的波长λ可以用下面的巴耳末—里德伯公式表示： ＝R ，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线区，称为莱曼系；k＝2的一系列谱线其波长处在可见光区，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，已知电子的电荷量为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。
六、综合题
20．已知氢原子的能级公式为，其中基态能级，、2、3、…，现有一群氢原子处于的激发态，它们自发地向低能级跃迁。已知普朗克常量，真空中的光速。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
21．氢原子处于基态时，原子的能量为E1=－13.6eV，当处于n=3的激发态时，能量为E3=－1.51eV，则（普朗克常量h=6.63× J·s）：
（1）当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
（3）若有大量的氢原子处于n=3的激发态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的光子？其中波长最长是多少？
22．氢原子能级图如图所示，由能级图求：
（1）如果有很多氢原子处于n＝3的能级，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁？出现几种不同光谱线？
（2）如果用动能为11eV的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？
（3）如果用能量为11eV的外来光去激发处于基态的氢原子，结果又如何？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生
2．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
3．【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
4．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度；矢量与标量；地磁场
5．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
6．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
7．【答案】B,D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
8．【答案】B,C,D
【知识点】氢原子光谱
9．【答案】电磁；频率
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
10．【答案】北；Q
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
11．【答案】10；9.5×10－8
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
12．【答案】5；6×107；6×104；60；无线电
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
13．【答案】最长；9.60
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
14．【答案】辐射；
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
15．【答案】解：由f= 知，将数据代入，解得：f= =1.8×106Hz；答：振荡电流的频率1.8×106Hz．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
16．【答案】解答：变压器输出电压U2＝2000 V，
输入电压U1＝220 V，则有
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
17．【答案】解答：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即： =m（R+h） ；代入数据可解得：h=3.59×107m．最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为：t= =0.24s．答：在讲完话后，至少要等0.24时间才能听到对方的回话．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
18．【答案】（1）；（2）
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
19．【答案】解：设金属的逸出功为W，光电效应所产生的光电子的最大初动能为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： ＝R ＝ R，
波长λ1对应的光的频率ν1＝ ＝ Rc；
对于巴耳末线系，当n＝∞时对应光的波长最短，设为λ2，
由题中所给公式有： ＝R ＝ R，
波长λ2对应的光的频率ν2＝ ＝ Rc；
根据爱因斯坦的光电效应方程Ekm＝hν－W知；
Ekm1＝hν1－W，Ekm2＝hν2－W
又Ekm1＝eU1，Ekm2＝eU2
可解得：h＝ ，W＝
【知识点】氢原子光谱
20．【答案】（1）解：设一群氢原子处于的激发态，自发跃迁时可辐射出N种不同频率的光子，则有　
解得
（2）解：氢原子从向能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。则有
解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
21．【答案】（1）解：根据玻尔理论E3－E1=h
向外辐射的光子的波长λ= m≈1.03×10－7m
（2）解：要使处于基态的氢原子电离，入射光子须满足h ≥0－E1
解得 ≥ Hz≈3.28×1015Hz
（3）解：当大量氢原子处于n=3能级时，最多能释放出的光子频率种类为N= =3种
由于E2= = =－3.4eV
氢原子由n=3能级向n=2能级跃迁时放出的光子波长最长，设为λ ，则
所以其中波长最长是 m≈6.58×10－7m
【知识点】光的波粒二象性
22．【答案】（1）解：对于处于n＝3的很多氢原子而言，在它们回到n＝1的基态时，可能观测到三条不同频率的光谱线，其频率分别为2.92×1015Hz、4.51×1014Hz、2.47×1015Hz
（2）解：从氢原子能级图可以推算出：
氢原子从n＝1的能级激发到n＝2的能级时所需吸收的能量
ΔE21＝E2－E1＝－3.4－（－13.6）eV＝10.2eV
如果氢原子从n＝1的能级激发到n＝3的能级，那么所需吸收的能量为
ΔE31＝E3－E1＝－1.51－（－13.6）eV＝12.09eV
因为外来电子的能量E电＝11eV，和上述计算结果相比较可知：
ΔE21所以具有11eV能量的外来电子，只能使处于基态的氢原子激发到n＝2的能级，这时外来电子剩余的动能为：E外－ΔE21＝11 eV－10.2 eV＝0.8eV
（3）解：如果外来光子的能量E光＝11eV，由于光子能量是一个不能再分割的最小能量单元，当外来光子能量不等于某两级能量差时，则不能被氢原子所吸收，自然，氢原子也不能从基态激发到任一激发态。
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
高中物理粤教2019必修第三册第六章 电磁现象与电磁波
一、单选题
1．电磁波在真空中的传播速度（　　）
A．等于3.00×108m/s B．大于3.00×108m/s
C．小于3.00×108m/s D．以上三种都有可能
2．根据玻尔理论，下列论述不正确的是（　　）
A．电子在一系列定态轨道上运动，不会发生电磁辐射
B．处于激发态的原子是不稳定的，会自发地向能量较低的能级跃迁，放出光子，这是原子发光的机理
C．巴尔末公式代表的应该是电子从量子数分别为n=3，4，5等高能级向量子数为2的能级跃迁时发出的光谱线
D．一个氢原子中的电子从一个半径为r1的轨道自发地直接跃迁到另一半径为r2的轨道，已知r1＞r2，则此过程原子要吸收某一频率的光子，该光子能量由前后两个能级的能量差决定
3．如图所示，小钢球m以初速度v0在光滑水平面上运动后，受到磁极的侧向作用力而作图示的曲线运动到D点，从图中可知磁极的位置及极性可能是（　　）
A．磁极在A位置，极性一定是N极 B．磁极在B位置，极性可能是S极
C．磁极在C位置，极性一定是N极 D．磁极在B位置，极性一定是S极
4．有关磁场的物理概念，下列说法中错误的是（　　）
A．磁感应强度是描述磁场强弱的物理量，是矢量
B．磁感应强度的方向跟产生磁场的电流方向有关
C．磁感应强度的方向跟放入磁场中的受磁场力作用的电流方向有关
D．磁感线的切线方向表示磁场的方向，其疏密表示磁感应强度的大小
5．如图所示是某原子的部分能级示意图，a、b、c为原子发生跃迁时发出的三种不同光，波长分别为λa、λb、λc，频率分别为va，vb，vc，下列关系式正确的是（　　）
A．λa=λc＋λb B．λa >λc> λb
C．va=vb＋vc D．va>vb>vc
6．如图所示，匀强磁场的方向垂直于光滑的金属导轨平面向里，极板间距为d的平行板电容器与总阻值为2R0的滑动变阻器通过平行导轨连接，电阻为R0的导体棒MN可在外力的作用下沿导轨从左向右做匀速直线运动。当滑动变阻器的滑动触头位于a、b的中间位置、导体棒MN的速度为v0时，位于电容器中P点的带电油滴恰好处于静止状态．若不计摩擦和平行导轨及导线的电阻，重力加速度为g，则下列判断正确的是（　　）
A．油滴带正电荷
B．若将上极板竖直向上移动距离d，油滴将向上加速运动，加速度
C．若将导体棒的速度变为2v0，油滴将向上加速运动，加速度a=2g
D．若保持导体棒的速度为v0不变，而将滑动触头置于a位置，同时将电容器上极板向上移动距离d／3，油滴仍将静止
二、多选题
7．关于电磁波传播速度表达式v=λf，下列说法中正确的是 　　
A．电磁波的波速与波的频率成正比
B．电磁波的波速与电磁波的频率和传播介质有关
C．电磁波在传播过程中波长是定值
D．电磁波在传播过程中频率是定值
8．氢原子的能级示意图如图甲所示，现有大量处于能级的氢原子向低能级跃迁共发出三种光子（a、b、c），用这三种光分别照射如图乙所示的实验装置，只有a、b两种光照射能引起电流计的指针偏转，其饱和电流与电压的变化关系如图丙所示。则下列说法正确的是（　　）
A．实验装置中阴极材料的逸出功可能为
B．a为氢原子从跃迁到能级释放的光子
C．光电效应的实验中，b光的光照强度比a光的强
D．处于能级的氢原子至少需要吸收的能量才能电离
三、填空题
9．“嫦娥三号”依靠　 　（选填“电磁”或“声”）波将拍到的月貌图片传回地球，此波由真空进入大气的传播过程中，保持不变的是　 　（选填“速度”或“频率”）．
10．小磁针静止时N极会自动转向地球的　 　（选填“北”或“南”）方，因为地球本身就相当于一个巨大的磁体，它的形状跟条形的磁场相似。如图所示，是描绘某一磁体周围磁场的部分磁感线，若在b点放置一个可自由转动的小磁针，则小磁针静止时，其N极指向　 　（选填“P”或“Q”）。
11．如图所示为氢原子的能级图。用光子能量为13.06eV的光照射一群处于基态的氢原子，可能观测到氢原子发射的不同波长的光有　 　种，其中最短波长为　 　m（结果保留2位有效数字，已知普朗克常量h＝6.63×10－34J·s）
12．某电磁波相邻两波峰之间的距离为5m，则他的波长为　 　m，频率为　 　Hz，合　 　KHz=　 　MHz．在电磁波谱中，它是　 　。
13．根据氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n=3能级的激发态，在向较低能级跃迁的过程中能向外发出三种频率不同的光，其中从n=3能级跃迁到n=2能级所发出的光波长　 　 （填“最长”或“最短”），用这些光照射逸出功为2.49eV的金属钠，金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为　 　 eV．
14．氢原子从能级A跃迁到能级B时，辐射出波长为λ1的光子，从能级A跃迁到能级C时，辐射出波长为λ2的光子。若λ1>λ2，则氢原子从能级B跃迁到能级C时，将　 　光子，光子的波长为　 　。
四、计算题
15．如图，LC振荡电路中电感L=300μH，电容器电容C为27pF，求振荡电流的频率．（保留两位有效数字．）
16．家用微波炉是利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成，接通电源后，220 V的交流电经变压器，一方面在次级产生3.4 V交流电对磁控管加热，另一方面在次级产生2000 V高压，经整流加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450 MHz的微波，微波输送至金属制成的加热器(炉腔)，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地振动同时内外迅速变热，并能最大限度地保存食物中的维生素，试计算变压器的升压变压比。
17．“神舟五号”载人飞船成功发射，如果你想通过同步卫星转发的无线电话与杨利伟通话，则在你讲完话后，至少要等多长时间才能听到对方的回话？（已知地球的质量为M=6.0×1024kg，地球半径为R=6.4×106m，万有引力恒量G=6.67×10﹣11N m2/kg2）
五、解答题
18．玻尔的原子结构理论指出，电子环绕氢原子核做圆周运动，如图1所示。已知某状态下电子绕核运动的轨道半径为r，电子的电量为e，静电力常量为k。试回答以下问题：
（1）求电子在轨道半径为r圆周上运动时的动能；
（2）氢原子核外电子的轨道是一系列分立、特定的轨道，如图2所示，电子对应的轨道半径关系为（，2，3…）。图3为氢原子的能级图。已知时，相应的轨道半径，静电力常。计算时，氢原子的势能；
19．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。氢光谱的波长λ可以用下面的巴耳末—里德伯公式表示： ＝R ，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线区，称为莱曼系；k＝2的一系列谱线其波长处在可见光区，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，已知电子的电荷量为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。
六、综合题
20．已知氢原子的能级公式为，其中基态能级，、2、3、…，现有一群氢原子处于的激发态，它们自发地向低能级跃迁。已知普朗克常量，真空中的光速。
（1）这群氢原子可辐射出几种不同频率的光子？
（2）求辐射的光子波长的最大值（结果保留两位有效数字）。
21．氢原子处于基态时，原子的能量为E1=－13.6eV，当处于n=3的激发态时，能量为E3=－1.51eV，则（普朗克常量h=6.63× J·s）：
（1）当氢原子从n=3的激发态跃迁到n=1的基态时，向外辐射的光子的波长是多少？
（2）若要使处于基态的氢原子电离，至少要用多大频率的电磁波照射原子？
（3）若有大量的氢原子处于n=3的激发态，则在跃迁过程中最多能释放出几种频率的光子？其中波长最长是多少？
22．氢原子能级图如图所示，由能级图求：
（1）如果有很多氢原子处于n＝3的能级，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁？出现几种不同光谱线？
（2）如果用动能为11eV的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？
（3）如果用能量为11eV的外来光去激发处于基态的氢原子，结果又如何？
答案解析部分
1．【答案】A
【知识点】电磁场与电磁波的产生
2．【答案】D
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
3．【答案】B
【知识点】磁现象和磁场、磁感线
4．【答案】C
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；磁感应强度；矢量与标量；地磁场
5．【答案】C
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
6．【答案】D
【知识点】电磁感应的发现及产生感应电流的条件
7．【答案】B,D
【知识点】电磁场与电磁波的产生
8．【答案】B,C,D
【知识点】氢原子光谱
9．【答案】电磁；频率
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
10．【答案】北；Q
【知识点】磁现象和磁场、磁感线；地磁场
11．【答案】10；9.5×10－8
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
12．【答案】5；6×107；6×104；60；无线电
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
13．【答案】最长；9.60
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
14．【答案】辐射；
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
15．【答案】解：由f= 知，将数据代入，解得：f= =1.8×106Hz；答：振荡电流的频率1.8×106Hz．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
16．【答案】解答：变压器输出电压U2＝2000 V，
输入电压U1＝220 V，则有
【知识点】电磁波的发射、传播与接收
17．【答案】解答：同步卫星是相对于地面静止的，它的运动周期T=3600×24s，设卫星离地面距离为h，它绕地球转动的向心力是它对地球的万有引力，即： =m（R+h） ；代入数据可解得：h=3.59×107m．最短通信距离是发话人和听话人均在同步卫星的正下方，这时电磁波传播的最短距离为s=2h，所以最短时间为：t= =0.24s．答：在讲完话后，至少要等0.24时间才能听到对方的回话．
【知识点】电磁场与电磁波的产生
18．【答案】（1）；（2）
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
19．【答案】解：设金属的逸出功为W，光电效应所产生的光电子的最大初动能为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： ＝R ＝ R，
波长λ1对应的光的频率ν1＝ ＝ Rc；
对于巴耳末线系，当n＝∞时对应光的波长最短，设为λ2，
由题中所给公式有： ＝R ＝ R，
波长λ2对应的光的频率ν2＝ ＝ Rc；
根据爱因斯坦的光电效应方程Ekm＝hν－W知；
Ekm1＝hν1－W，Ekm2＝hν2－W
又Ekm1＝eU1，Ekm2＝eU2
可解得：h＝ ，W＝
【知识点】氢原子光谱
20．【答案】（1）解：设一群氢原子处于的激发态，自发跃迁时可辐射出N种不同频率的光子，则有　
解得
（2）解：氢原子从向能级跃迁时辐射出的光子能量最小，波长最大。则有
解得
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
21．【答案】（1）解：根据玻尔理论E3－E1=h
向外辐射的光子的波长λ= m≈1.03×10－7m
（2）解：要使处于基态的氢原子电离，入射光子须满足h ≥0－E1
解得 ≥ Hz≈3.28×1015Hz
（3）解：当大量氢原子处于n=3能级时，最多能释放出的光子频率种类为N= =3种
由于E2= = =－3.4eV
氢原子由n=3能级向n=2能级跃迁时放出的光子波长最长，设为λ ，则
所以其中波长最长是 m≈6.58×10－7m
【知识点】光的波粒二象性
22．【答案】（1）解：对于处于n＝3的很多氢原子而言，在它们回到n＝1的基态时，可能观测到三条不同频率的光谱线，其频率分别为2.92×1015Hz、4.51×1014Hz、2.47×1015Hz
（2）解：从氢原子能级图可以推算出：
氢原子从n＝1的能级激发到n＝2的能级时所需吸收的能量
ΔE21＝E2－E1＝－3.4－（－13.6）eV＝10.2eV
如果氢原子从n＝1的能级激发到n＝3的能级，那么所需吸收的能量为
ΔE31＝E3－E1＝－1.51－（－13.6）eV＝12.09eV
因为外来电子的能量E电＝11eV，和上述计算结果相比较可知：
ΔE21所以具有11eV能量的外来电子，只能使处于基态的氢原子激发到n＝2的能级，这时外来电子剩余的动能为：E外－ΔE21＝11 eV－10.2 eV＝0.8eV
（3）解：如果外来光子的能量E光＝11eV，由于光子能量是一个不能再分割的最小能量单元，当外来光子能量不等于某两级能量差时，则不能被氢原子所吸收，自然，氢原子也不能从基态激发到任一激发态。
【知识点】玻尔理论与氢原子的能级跃迁
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