Question

（1）下列说法中正确的是______
A．紫外线照射到金属锌板表面时能够产生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能也随之增大
B．中等核的比结合能最大，因此这些核是最稳定的
C．天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂的结构
D．卢瑟福在研究原子结构中引入了量子化的观点
E．光电效应实验揭示了光的粒子性，康普顿效应揭示了光的波动性
F．在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光子动量的不确定量变大
（2）现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E₁=-13.6eV，这群氢原子发光的光谱共有______条谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功最大是______eV．
（3）一静止的₉₂²³⁸U核衰变为₉₀²³⁴Th核时，只放出一个α粒子，已知₉₀²³⁴Th的质量为M_T，α粒子质量为M_α，衰变过程中质量亏损为△m，光在真空中的速度为c，若释放的核能全部转化为系统的动能，求放出的α粒子的初动能．

Answer 1

【答案】分析：（1）正确解答本题需要掌握：光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无关；比结合能的物理意义；正确理解天热放射现象；卢瑟福的核式结构模型；了解光的波动性的一些实验；了解光子的不确定量与那些因素有关．
（2）根据能级与谱线条数之间关系，可以求出谱线条数，最大逸出功对应着光子能量最大．
（3）衰变过程中质量亏损产生的能量转化为粒子的动能，同时衰变过程动量守恒，因此根据动量、能量守恒列方程即可求解．
解答：解：（1）A、光电子的最大初动能与入射光的频率有关与光照强度无关，因此增大光照强度，光子的最大初动能不变，故A错误；
B、比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，中等大小的核的比结合能最大，所以这些核是最稳定的，故B正确；
C、人们认识到原子核有复杂的结构是从天然放射现象开始的，故C正确；
D、卢瑟福提出原子的核式结构，波尔引入了量子化的观点，故D错误．
E、光电效应揭示了光的粒子性，而康普顿效应也反映了光的粒子性，故E错误；
F、在光的单缝衍射实验中，狭缝变窄，光的粒子性越明显，光子动量的不确定量变大，F正确．
故选BCF．
（2）处于n=4能级上的氢原子，发出的谱线为：种．
第4能级的能量为：
跃迁过程中产的光子能量最大值为：△E=E₄-E₁=-0.85-（-13.6）=12.75eV
当能量最高的光子照射金属发生光电效应时，逸出功最大，因此该金属的逸出功最大是：12.75eV．
故答案为：6，12.75．
（3）衰变过程中动量守恒，因此根据动量守恒定律有：
0=M_Tv_T-M_Hev_He      ①
根据能量守恒有：
    ②
解以上方程可得：．
放出的α粒子的初动能：．
点评：对于原子物理的基础知识，大都需要记忆，因此注意平时多加积累；正确理解氢原子的跃迁问题；理解动量和能量守恒在原子物理中的应用．