12.(1)光子能量为E的一束光照射容器中的氢(设氢原子处于n=3的能级),氢原子吸收光子后,能发出频率ν1ν2ν3ν4ν5ν6六种光谱线,且ν1<ν2<ν3<ν4<ν5<ν6,则E等于________;如图,处在n=4的能级的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出若干种不同频率的光波.已知金属钾的逸出功为2.22eV.在这些光波中,能够从金属钾的表面打出光电子的总共有________种.

(2)用波长为4×10-7m的紫光照射某金属,发出的光电子垂直进入3×10-4T的匀强磁场中,光电子所形成的圆轨道的最大半径为1.2cm(电子电荷量e=1.6×10-19C,其质量m=0.91×10-30kg).则下列说法正确的是________.

A.紫光光子的能量可用Eh计算

B.光电子的最大初动能可用Ek=计算

C.该金属发生光电效应的极限频率约4.75×1014Hz

D.该金属发生光电效应的极限频率约4.75×1015Hz

(3)中微子是一种非常小的基本粒子,广泛存在于宇宙中,共有电子中微子、μ中微子和τ中微子三种形态,其中只有前两者能被观测到.中微子的质量远小于质子的质量,且不带电,它可以自由穿过地球,不与任何物质发生作用,因而难以捕捉和探测,被称为宇宙间的“隐身人”.中微子研究是当前物理研究的一大热点.雷蒙德·戴维斯因研究来自太阳的电子中微子(υe)而获得了2002年度诺贝尔物理学奖.他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯(C2Cl4)溶液的巨桶.电子中微子可以将一个氯核转变为一个氩核,其核反应方程为:νe+Cl→Ar+e.求:

①在这个核反应过程中动量守恒定律还成立吗?

②已知Cl核的质量为36.95658u,Ar核的质量为36.95691u,e的质量为0.00055u,质量u对应的能量为931.5MeV.根据以上数据,可以判断参与上述反应的电子中微子的最小能量是多少?

[答案] (1)1 4 (2)ABC (3)①成立 ②0.82MeV

[解析] (1)氢原子吸收光子后,能发出六种频率的光谱线,说明氢原子吸收光子后可能的能级是n=4.从n=4到n=3放出的光子能量最小,频率最低,此题中的最低频率为ν1,故处于n=3能级的氢原子吸收的光子能量E1.

(2)光子的能量Eh.光电子进入磁场后,受到的洛伦兹力等于做匀速圆周运动的向心力,qvBmv=,光电子的最大初动能:Ekmv2=,金属的极限频率满足W0,由爱因斯坦光电效应方程:EkW0ν0==4.75×1014Hz,因此ABC正确.

(3)①动量守恒定律适用于宏观和微观,所以核反应过程中动量守恒定律成立.

②由核反应后的生成物总质量大于反应前的氯核质量,可以推知核反应吸收了能量,这个能量是由电子中微子带来的.由质能关系,电子中微子的最小能量E=(mAr+memCl)c2=(36.95691+0.00055-36.95658)×931.5MeV=0.82MeV,考虑核反应中还有粒子增加的动能和释放的射线能量,电子中微子能量不应小于0.82MeV.

11.(1)如图所示为氢原子的能级图.让一束单色光照射到大量处于基态(量子数n=1)的氢原子上,被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光,则照射氢原子的单色光的光子能量为________eV.用这种光照射逸出功为4.54eV的金属表面时,逸出的光电子的最大初动能是________eV.

(2)下列说法正确的是________。

A.黑体辐射时电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关

B.比结合能越小,表示原子核中核子结合得越牢靠,原子核越稳定

C.宏观物体的物质波波长非常小,极易观察到它的波动性

D.用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高

(3)静止的氡核(Rn)放出一个速度为v0α粒子,若衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子及反冲核的动能.已知原子质量单位为u,真空中的光速为c,试求在衰变过程中的质量亏损(在涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计).

[答案] (1)12.09 7.55 (2)AD (3)u

[解析] (1)被激发的氢原子能自发地发出3种不同频率的色光,说明大量的氢原子从基态跃迁到n=3的激发态,所以吸收的光子能量为-1.51eV-(-13.6eV)=12.09eV,根据光电效应方程光电子的最大初动能为12.09eV-4.54eV=7.55eV.

(2)因为黑体辐射只与黑体的温度有关,所以选项A正确;比结合能越大的原子核越稳定,选项B错误;波长越长,粒子性越显著,波动性越不显著,选项C错误;同速度的质子比电子动量大,物质波波长越短,显微镜的分辨率越高,选项D正确.

(3)设α粒子的质量为m1,氡核的质量为m2,反冲核的速度大小为v,则根据动量守恒定律可得:

m1v0=(m2m1)v

由题意得:释放的核能Em1v+(m2m1)v2

由质能方程得:E=Δmc2

联立解得:Δm=(u)

9.(1)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值是________eV.

(2)以下说法正确的是________.

A.普朗克在研究黑体辐射问题的过程中提出了能量子假说

B.康普顿效应说明光子有动量,即光具有粒子性

C.玻尔建立了量子理论,成功解释了各种原子发光现象

D.天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构

(3)某实验室工作人员,用初速度v0=0.09c(c为真空中的光速)的α粒子轰击静止在匀强磁场中的钠原子核Na,产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰,碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同,质子的运动方向与新核运动方向相反,它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径,可得出新核与质子的速度大小之比为1:10,已知质子质量为m.

①写出核反应方程;

②求出质子的速度v.

[答案] (1)6 12.75 (2)AB

(3)①He+Na→Mg+H ②0.23c

[解析] (1)E1=-13.6eV,E4==-0.85eV,根据玻尔理论和光电效应方程,可知最大逸出功为

ΔEE4E1=12.75eV.

(2)根据物理学史知识可知AB正确.

(3)①He+Na→Mg+H

α粒子、新核的质量分别为4m、26m,质子的速度为v,对心正碰,由动量守恒定律得:4mv0=26m·-mv

解得:v=0.23c

 0  139012  139020  139026  139030  139036  139038  139042  139048  139050  139056  139062  139066  139068  139072  139078  139080  139086  139090  139092  139096  139098  139102  139104  139106  139107  139108  139110  139111  139112  139114  139116  139120  139122  139126  139128  139132  139138  139140  139146  139150  139152  139156  139162  139168  139170  139176  139180  139182  139188  139192  139198  139206  447348 

违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com

精英家教网