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（1）如圖所示，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2.55eV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？請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖．
（2）熱力學第二定律常見的表述有兩種．
第一種表述：不可能使熱量由低溫物體傳遞到高溫物體，而不引起其他變化；
第二種表述：不可能從單一熱源吸收熱量并把它全部用來做功，而不引起其他變化．
圖（a）是根據熱力學第二定律的第一種表述畫出的示意圖：外界對制冷機做功，使熱量從低溫物體傳遞到高溫物體．請你根據第二種表述完成示意圖（b）．根據你的理解，熱力學第二定律的實質是

．

分析：（1）由原子的躍遷公式可得出原子所在的能級數，同理可求得需要的能量，由高能給向低能級的躍遷可畫出圖象；
（2）熱力學第二定律是指能量可自發地從低溫物體傳到高溫物體，而不能自發地從低溫物體傳到高溫物體，而不引起其他變化．

解答：解：

（1）氫原子從n＞2的某一能級躍遷到n=2的能級，滿足：
hν=E_n-E₂=2.55eV                         （1）
E_n=hν+E₂=-0.85eV，所以n=4            （2）
基態氫原子要躍遷到n=4的能級，應提供：
△E=E₄-E₁=12.75eV                     （3）
躍遷圖見答圖
（2）熱量可以由高溫驅動熱機，同時會產生熱量的耗散，故如圖所示．
熱力學第二定律的實質是：自然界中進行的與熱現象有關的宏觀物理過程都具有方向性．
故答案為：自然界中進行的與熱現象有關的宏觀物理過程都具有方向性．

點評：本題考查氫原子的躍遷及熱力學第二定律的表述，題目較為簡單，但需加強記憶．

練習冊系列答案

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相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：

【物理--選修3-5】
（1）太陽能應用技術引領了世界．太陽能屋頂、太陽能汽車、太陽能動態景觀…科學研究發現太陽發光是由于其內部不斷發生從氫核到氦核的核聚變反應，即在太陽內部4個氫核（₁¹H）轉化成一個氦核（₂⁴He）和兩個正電子（₁⁰e）并放出能量．已知質子質量m_p=1.007 3u，α粒子的質量m_α=4.001 5u，電子的質量m_e=0.000 5u，1u的質量相當于931MeV的能量．
①熱核反應方程為

4₁¹H→₂⁴He+2₁⁰e

；
②一次這樣的熱核反應過程中釋放出的能量

24.86

MeV（結果保留四位有效數字）．
（2）如圖所示，坡道頂端距水平面高度為h，質量為m₁的小物塊A從坡道頂端由靜止滑下，進入水平面上的滑道時無機械能損失，為使A制動，將輕彈簧的一端固定在水平滑道延長線M處的墻上，另一端與質量為m₂的檔板B相連，彈簧處于原長時，B恰好位于滑道的末端O點．A與B碰撞時間極短，碰撞后結合在一起共同壓縮彈簧．已知在OM段A、B與水平面間的動摩擦因數為μ，其余各處的摩擦不計，重力加速度為g，求：
①物塊A在檔板B碰撞前瞬間的速度v的大小；
②彈簧最大壓縮量為d時的彈性勢能．

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科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)

A．(選修模塊3-3)

（1）下列說法正確的是（）

A．熵是物體內分子運動無序程度的量度

B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數

C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發進行的

D．液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能

（2）一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變化到狀態C的p-V圖象如圖所示．在由狀態A變化到狀態B的過程中，理想氣體的溫度（填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態A變化到狀態C的過程中，理想氣體吸收的熱量它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數為6.0×10²³mol^-1，在標準狀態（壓強p₀=1atm、溫度t₀=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設第（2）問中理想氣體在狀態A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數．（計算結果取兩位有效數字）

B．(選修模塊3-4)

（1）以下說法中正確的是 ( )

A．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度

B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性

C．根據宇宙大爆炸學說，遙遠星球發出的紅光被地球接收到時可能是紅外線

D．超聲波可以在真空中傳播

（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發現只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為v_a和v_b，則v_a v_b（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s第一次出現如圖（b）所示的波形．試寫出質點1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)

（1）下列說法正確的有（）

A．盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小

B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大

C．物質波是一種概率波，在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動

D．若氫原子從 n = 6 能級向 n = 1 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發生光電效應，則氫原子從 n = 6 能級向 n = 2 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發生光電效應

（2）正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅，轉化為一對γ光子，被探測器探測到，并經計算機處理后產生清晰的圖象．根據PET的原理，在人體內衰變的方程式是；在PET中，的主要用途是作為．

（3）如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動，并發生對心碰撞，碰后m₂被右側墻壁原速彈回，又與m₁碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m₁球速度的大小.

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科目：高中物理 來源：2010年江蘇省揚州市高三第四次模擬考試物理試題 題型：計算題

選做題(請從A、B和C三小題中選定兩小題作答，如都作答，則按A、B兩小題評分．)
A．(選修模塊3-3)
（1）下列說法正確的是                                           （      ）
A．熵是物體內分子運動無序程度的量度
B．由氫氣的摩爾體積和每個氫分子的體積可估算出阿伏加德羅常數
C．滿足能量守恒定律的客觀過程都不是可以自發進行的
D．液體表面層的分子比液體內部的分子有更大的分子勢能
（2）一定質量的理想氣體由狀態A經狀態B變化到狀態C的p-V圖象如圖所示．在由狀態A變化到狀態B的過程中，理想氣體的溫度         （填“升高”、“降低”或“不變”）．在由狀態A變化到狀態C的過程中，理想氣體吸收的熱量      它對外界做的功（填“大于”、“小于”或“等于”）．

（3）已知阿伏加德羅常數為6.0×10²³mol^-1，在標準狀態（壓強p₀=1atm、溫度t₀=0℃）下任何氣體的摩爾體積都為22.4l，設第（2）問中理想氣體在狀態A下的溫度為0℃，求該氣體的分子數．（計算結果取兩位有效數字）
B．(選修模塊3-4)
（1）以下說法中正確的是                                           (      )
A．拍攝玻璃櫥窗內的物品時，往往在鏡頭前加一個偏振片以增加透射光的強度
B．全息照片往往用激光來拍攝，主要是利用了激光的相干性
C．根據宇宙大爆炸學說，遙遠星球發出的紅光被地球接收到時可能是紅外線
D．超聲波可以在真空中傳播
（2）平行光a垂直射向一半徑為R的玻璃半球的平面，其截面如圖所示，發現只有P、Q之間所對圓心角為60°的球面上有光射出，則玻璃球對a光的折射率為        ，若僅將a平行光換成b平行光，測得有光射出的范圍增大，設a、b兩種色光在玻璃球中的速度分別為v_a和v_b，則v_a       v_b（選填“>”、“<”或“=”）．

（3）在均勻介質中選取平衡位置在同一直線上的9個質點，相鄰兩質點間的距離均為0.1m，如圖(a)所示．一列橫波沿該直線向右傳播，t=0時到達質點1，質點1開始向下運動，振幅為0.2m，經過時間0.3s第一次出現如圖（b）所示的波形．試寫出質點1的振動方程．

C．(選修模塊3-5)
（1）下列說法正確的有                                              （   ）
A．盧瑟福的α粒子散射實驗可以估測原子核的大小
B．氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大，核外電子的運動加速度增大
C．物質波是一種概率波，在微觀物理學中不可以用“軌跡”來描述粒子的運動
D．若氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 1" 能級躍遷時輻射出的光不能使某金屬發生光電效應，則氫原子從 n =" 6" 能級向 n =" 2" 能級躍遷時輻射出的光能使該金屬發生光電效應
（2）正電子發射計算機斷層顯象(PET)的基本原理是：將放射性同位素注入人體，在人體內衰變放出的正電子與人體內的負電子相遇而湮滅，轉化為一對γ光子，被探測器探測到，并經計算機處理后產生清晰的圖象．根據PET的原理，在人體內衰變的方程式是               ；在PET中，的主要用途是作為              ．
（3）如圖所示，質量分別為m₁和m₂的兩個小球在光滑水平面上分別以速度v₁、v₂同向運動，并發生對心碰撞，碰后m₂被右側墻壁原速彈回，又與m₁碰撞，再一次碰撞后兩球都靜止．求第一次碰后m₁球速度的大小.