问题 问答题

(1)下列说法中正确的是______

A.β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B.目前已建成的核电站的能量来自于重核裂变

C.一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,能辐射3种不同频率的光子

D.卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射提出了原子核式结构模型

(2)光照射到金属上时,一个光子只能将其全部能量传递给一个电子,一个电子一次只能获取一个光子的能量,成为光电子,因此极限频率是由______(金属/照射光)决定的.如图所示,当用光照射光电管时,毫安表的指针发生偏转,若再将滑动变阻器的滑片P向右移动,毫安表的读数不可能______(变大/变小/不变).

(3)有两个质量为m的均处于基态的氢原子A、B,A静止,B以速度v0与之发生碰撞.己知碰撞前后二者的速度均在一条直线上,碰撞过程中部分动能有可能被某一氢原子吸收,从而该原子由基态跃迁到激发态,然后,此原子向低能级态跃迁,并发出光子.若氢原子碰撞后发出一个光子,则速度v0至少需要多大?已知氢原子的基态能量为E1(E1<0).

答案

(1)

A、β粒子是原子核衰变时由中子转化而来,不能说明原子核中含有电子.故A错误.

B、目前已建成的核电站以铀为燃料,其能量来自于铀核的裂变.故B正确.

C、一群氢原子从n=3的激发态跃迁到基态时,任意两个能级间跃迁一次,共能辐射

C23
=3种不同频率的光子.故C正确.

D、卢瑟福依据极少数α粒子发生大角度散射,认为只有原子的所有正电荷和几乎全部质量都集中在一个中心,才能发生大角度偏转,从而提出了原子核式结构模型.故D正确.

故选BCD.

(2)极限频率γ=

W
h
,W是金属的逸出功,所以极限频率是由金属的逸出功决定的.如图光电管加上正向电压,当用光照射光电管时,光电流可能增大,也可能达到饱和电流,将滑动变阻器的滑片P向右移动,毫安表的读数可能变大,也可能不变,不可能变小.

(3)为使氢原子从基态跃迁到激发态,需要的能量最小时跃迁到n=2的激发态,根据玻尔理论:所需要的最小能量△E=E2-E1=

E1
4
-E1=-
3
4
E1

原子向低能级态跃迁时,发出的光子频率为γ,则hγ=△E=-

3
4
E1

对于A、B碰撞过程,根据动量守恒和能量守恒得:

  mv0=m(vA+vB)+

c
  ①

 

1
2
m
v20
=
1
2
m(
v2A
+
v2B
)
+hγ  ②

由②知:mv0

2hγ
v0

又因为v0<<c,

所以mv0>>

c
.故①式中光子动量
c
可忽略不计,变成如下:

   mv0=m(vA+vB)③

由①③能量的最小值可得:

1
2
m
v20
=

,并得到原子向值值低能级态跃迁时,发出的光子频率,

故答案为:金属,变小

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