Question

（选修3-5）
（1）下列说法中正确的是

 

．
A．某光电管发生光电效应时，如果仅增大入射光的强度，则光电子的最大初动能将增加
B．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的
C．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征
D．按照玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大
（2）一个铀核（

235 92

U）放出一个粒子后衰变成钍核（

234 90

Th），其衰变方程为

 

，已知静止的铀核、钍核和粒子的质量分别为m₁、m₂、和m₃，真空中的光速为c，上述衰变过程中释放出的核能为

 

．
（3）如图所示，质量都为M的A、B船在静水中均以速率v₀向右匀速行驶，一质量为m的救生员站在A船的船尾．现救生员以水平速度v，向左跃上B船并相对B船静止，不计水的阻力．救生员跃上B船后，求：
①救生员和B船的总动量大小；
②A船的速度大小．

Answer 1

分析：（1）光电子的最大初动能与入射光的强度无关，随着入射光的频率增大而增大．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的．经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征．按照玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，轨道半径减小，电场力做正功，氢原子的电势能减小．
（2）根据质量数守恒和电荷数守恒配平，得出衰变所放出的粒子，即可书写衰变方程．根据爱因斯坦质能方程求衰变过程中释放出的核能．
（3）①取v₀的方向为正方向，分别列出救生员跃上B船前救生员和B船的动量，即可由动量守恒求出总动量．
②根据动量守恒定律求A船的速度大小．

解答：解：（1）A、根据光电效应方程E_Km=hγ-W₀，入射光的频率越大，光电子的最大初动能越大，与入射光的强度无关．故A错误．
B、为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的．故B正确．
C、经典物理学不能解释原子的稳定性和原子光谱的分立特征．故C正确．
D、按照玻尔理论，氢原子辐射出一个光子后，轨道半径减小，电场力做正功，氢原子的电势能．故D错误．
故选BC
（2）根据质量数守恒和电荷数守恒配平可知，放出的粒子是α粒子，衰变方程为
 

235  92

U→

234  90

Th+

4 2

He
根据爱因斯坦质能方程求衰变过程中释放出的核能为△E=（m₁-m₂-m₃）c²．
（3）①取v₀的方向为正方向，救生员跃上B船前
救生员的动量为-mv，B船的动量为Mv₀．
根据动量守恒得：救生员跃上B船后总动量为P_总=Mv₀-mv．
②救生员和A船组成的系统满足动量守恒，以v₀的方向为正方向，则有：
 （M+m）v₀=Mv′-mv
解得，v′=v0+

m

M

(v0+v)
故答案为：
（1）BC
（2）

235  92

U→

234  90

Th+

4 2

He，（m₁-m₂-m₃）c²
（3）①救生员和B船的总动量大小是Mv₀-mv．；
     ②A船的速度大小是v0+

m

M

(v0+v)．

点评：本题考查的知识点较多，要在平时的学习中多积累．要熟练掌握光电效应方程E_Km=hγ-W₀、玻尔理论和动量守恒定律等等知识．难度不大．