4.卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型.如图所示，虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹.在α粒子从a点运动到b点再运动到c点的过程中，下列说法正确的是(　)

A.动能先增大，后减小

B.电势能先减小，后增大

C.电场力先做负功，后做正功，总功为零

D.加速度先变小，后变大

解析：α粒子从a点运动到b点的过程中电场力做负功，动能减小，电势能增大；从b点运动到c点的过程中电场力做正功，动能增大，电势能减小，故选项A、B错误；a与c在同一等势面上，故a→c的过程中电场力做的总功为零，故选项C正确；越靠近原子核，α粒子受到的电场力越大，加速度越大，故选项D错误.

答案：C

3.为了探究宇宙起源，“阿尔法磁谱仪”(AMS)将在太空中寻找“反物质”.所谓“反物质”是由“反粒子”构成的.“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反.由此可知反氢原子是(　)

A.由1个带正电荷的质子和1个带负电荷的电子构成

B.由1个带负电荷的反质子和1个带正电荷的正电子构成

C.由1个带负电荷的反质子和1个带负电荷的电子构成

D.由1个不带电的中子和1个带正电荷的正电子构成

解析：氢原子由一个电子和一个质子组成，根据“反物质”和“反粒子”的概念，可知反氢原子由一个带负电荷的反质子和一个带正电荷的正电子组成，故选项B正确.

答案：B

2.下列说法正确的是(　)

A.玛丽·居里首先提出了原子的核式结构模型

B.卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

C.查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子

D.爱因斯坦为解释光电效应的实验规律提出了光子说

解析：玛丽·居里首先发现了放射性元素镭，而不是提出原子的核式结构模型，故选项A错误；卢瑟福在α粒子散射实验中并没有发现电子，故选项B错误；根据物理学史可知选项C、D正确.

答案：CD

1.氢有三种同位素，分别是氕 H、氘 H、氚 H，则下列说法正确的是(　)

A.它们的质子数相等

B.它们的核外电子数相等

C.它们的核子数相等

D.它们的中子数相等

答案：AB

6.氢原子处于基态时，原子能量E₁＝－13.6 eV，已知电子的电荷量e＝1.6×10^－19 C，质量m＝0.91×10^－30 kg，普朗克常量h＝6.63×10^－34 J·s，处于量子数为n的氢原子具有的能量E_n＝　(n＝1,2,3…).

(1)若要使处于n＝2的氢原子电离，则至少要用多大频率的电磁波照射？

(2)已知钠的极限频率为6.00×10¹⁴ Hz，今用一群处于n＝4的激发态的氢原子发射的光谱照射钠，试通过计算说明有几条光谱线可使钠发生光电效应.

解析：(1)要使处于n＝2的氢原子电离，照射光的光子能量应能使电子从第2能级跃迁到无限远处，最小频率的电磁波的光子能量应为：hν＝0－

得：ν＝8.21×10¹⁴ Hz.

(2)由于钠的极限频率为6.00×10¹⁴ Hz，则能使钠发生光电效应的光子的能量至少为：

E₀＝hν＝ eV＝2.486 eV

由ΔE＝E_m－E_n(m＞n)知，处于n＝4激发态的氢原子向低能级跃迁可能辐射出的光子的能量分别为：

E₄₃＝－＝0.66 eV

E₄₂＝－＝2.55 eV

E₄₁＝－E₁＝12.75 eV

E₃₂＝－＝1.89 eV

E₃₁＝－E₁＝12.09 eV

E₂₁＝－E₁＝10.2 eV

故能使钠发生光电效应的有4条谱线.

答案：(1)8.21×10¹⁴ Hz　(2)4

第74讲　原子和原子核

体验成功

5.图示是利用光电管研究光电效应的实验原理示意图，用一定强度的某频率的可见光照射光电管的阴极K，电流表中有电流通过，则(　)

A.若将滑动变阻器的滑动触头移到a端，电流表中一定无电流通过

B.滑动变阻器的滑动触头由a端向b端滑动的过程中，电流表的示数可能会减小

C.将滑动变阻器的滑动触头置于b端，改用紫外线照射阴极K，电流表中一定有电流通过

D.若将电源反接，光电管中一定无电流通过

解析：若滑动触头移到a端，U_KA＝0，但由于光电子具有初动能向A端运动，电流表中仍有电流通过，故选项A错误；在滑动触头由a端向b端滑动的过程中电流增大，达到饱和电流后不变，故选项B错误；紫外线的频率大于可见光，一定有光电流，故选项C正确；电源反接后，若U_KA＜，仍有光电流通过，故选项D错误.

答案：C

4.可见光的光子能量在1.61 eV-3.10 eV 范围内，若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据如图所示的氢原子能级图可判断n为[2007年高考·重庆理综卷](　)

A.1　　B.2　　C.3　　D.4

解析：由题图可以看出，若n＝1，则由高能级向低能级跃迁时，释放出的光子的最小能量E＝E₂－E₁＝10.2 eV；若n＝2，则由高能级向低能级跃迁时释放出的光子的最小能量E＝E₃－E₂＝1.89 eV；若n＝3，则释放光子的最大能量E＝1.51 eV.由此可知，只有选项B正确.

答案：B

3.在双缝干涉实验中，在光屏处放上照相底片，若减弱光的强度使光子只能一个一个地通过狭缝.实验结果表明，如果曝光时间不太长，底片上只能出现一些无规则的亮点；如果曝光时间足够长，底片上就会出现规则的干涉条纹.下列与这个实验结果相关的分析中，不正确的是(　)

A.曝光时间不长时，光的能量太小，底片上的条纹看不清楚，故出现无规则的亮点

B.单个光子的运动没有确定的轨道

C.干涉条纹中明亮的部分是光子到达机会较多的地方

D.只有大量光子才能表现出波动性

解析：少量的光子表现为粒子性，波动性不明显，大量的光子才表现为波动性，光子表现的波动性为一种概率波，故选项B、C、D正确.

答案：A

2.已知氢原子的能级为：E₁＝－13.6 eV，E₂＝－3.4 eV，E₃＝－1.51 eV，E₄＝－0.85 eV.现用光子能量介于11 eV-12.5 eV之间的某单色光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法正确的是(　)

A.照射光的光子一定会被某一能级态的氢原子吸收

B.照射光的光子可能会被几个能级态的氢原子吸收

C.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有3种

D.激发后的氢原子发射的不同能量的光子最多有2种

解析：单色光的能量等于E₁－E₂＝11.2 eV或E₁－E₃＝12.09 eV时才能被基态原子吸收，此外不能被吸收，故选项A、B错误.

若光子能量为12.09 eV时，被激发后的氢原子处于n＝3能级，可能发射3种光子，故选项C正确、D错误.

答案：C

1.下表给出了一些金属材料的逸出功.

现用波长为400 nm的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料有(普朗克常量h＝6.63×10^－34 J·s，光速c＝3.0×10⁸ m/s)(　)

A.2种　　B.3种　　C.4种　　D.5种

解析：λ＝400 nm光子的能量为：

E＝h＝4.97×10^－19 J

故可使铯、钙发生光电效应.

答案：A