如图甲所示，是证实玻尔关于原子存在分立能态的一种实验装置的原理示意图．由电子枪A射出的电子，射入一容器B中，其中有氦气．电子在O点与氦原子发生碰撞后，进入速度选择器C，然后进入检测装置D中．

　　速度选择器由两个同心的圆弧形电极P₁和P₂组成，当两极间加有电压U时，只允许具有确定能量的电子通过，并进入检测装置D，由检测装置测出电子产生的电流I，改变电压U，同时测出I的数值，即可确定碰撞后进入速度选择器的电子的能量分布．为简单起见，设电子与原子碰撞前，原子是静止的．原子质量比电子质量大很多，碰撞后，原子虽然稍微被碰动，但忽略这一能量损失，设原子未动，当电子与原子发生弹性碰撞时，电子改变运动方向，但不损失动能．当发生非弹性碰撞时，电子损失的动能传给原子，使原子内部的能量增大．

　　(1)设速度选择器两极间的电压为U时，允许通过的电子的动能为E_k，试求出E_k与U的函数关系式．设通过选择器的电子的轨道半径r=20.0cm，电极P₁和P₂的间隔为d=1.0cm，两极间的场强大小处处相等．

　　(2)当电子枪射出电子的动能E_k0=50.0eV时，改变电压U，测出电流I，得出如图乙所示的U-I图像，电流出现峰值．试求各个峰值电流对应的电子的动能．

　　(3)根据实验结果能确定氦原子的几个激发态？各激发态的能级为多少？设基态的能级E₁=0．

根据玻尔理论计算氢原子中核外电子运动的最小轨道半径和其他可能轨道半径

2005年7月欧洲将向金星发射首枚探测器“金星快车”，在金星探测中，动力问题是一个关键问题．目前研究比较成熟又可靠的是太阳帆推进器．根据量子理论，光子不但有能量，还有动量，其计算式为p=h/l ，其中h是普朗克常量，l是光子的波长．既然光子有动量，那么光照到物体表面，光子被物体吸收或反射时，光都会对物体产生压强，这就是“光压”．

　　(1)一台二氧化碳气体激光器发出的激光功率为P₀=1000W，射出光束的横截面积为S=1.00mm²，当它垂直照射到某一物体表面时，对该物体产生的最大光压将是多大？

　　(2)既然光照射物体会对物体产生光压，有人设想在遥远的宇宙探测过程中用光压力为动力推动航天器加速．给探测器安装上面积极大、反射率极高的薄膜，并让它正对太阳．已知在地球绕日轨道上，每平方米面积上得到的太阳光能的功率为1.35kW，探测器质量为M=50kg，薄膜面积为4×10⁴m²，那么探测器能得到的加速度为多大？

氢原子能级图如图所示，由能级图求：

　　(1)如果有很多氢原子处于n=3的激发态上，在原子回到基态时，可能产生哪几种跃迁．

　　(2)如果用动能为11eV的外来电子去激发处于基态的氢原子，可使氢原子激发到哪一个能级上？

　　(3)如果用能量为11eV的外来光子去激发处于基态的氢原子，结果又怎样？

已知氢原子的基态能量E₁=-13.6eV，n=2能级时的能量E₂=-3.40eV，问：

　　(1)氢原子应吸收多大能量，才可由基态跃迁到n=2能级．

　　(2)如果氢原子再获得1.89eV的能量，它还可由n=2能级跃迁到n=3能级，则氢原子处于n=3能级时的能量为多大？

根据量子理论，光子具有动量，光子的动量等于光子的能量除以光速，即p＝．光照射到物体表面并被反射时，会对物体产生压强，这就是“光压”．光压是光的粒子性的典型表现．光压的产生机理如同气体压强：由大量气体分子与器壁的频繁碰撞产生了持续均匀的压力，器壁在单位面积上受到的压力就是气体的压强．

(1)激光器发出的一束激光的功率为P，光束的横截面积为S．当该激光束垂直照射在物体表面时，试计算单位时间内到达物体表面的光子的总动量；

(2)若该激光束被物体表面完全反射，证明其在物体表面引起的光压是；

(3)设想利用太阳的光压将物体送到太阳系以外的空间去，当然这只有当太阳对物体的光压超过了太阳对物体的引力才行．现如果用一种密度为1.0×10³kg/m³的物体做成的平板，它的刚性足够大，则当这种平板厚度较小时，它将能被太阳的光压送出太阳系．试估算这种平板的厚度应小于多少？设平板处于地球绕太阳运行的公转轨道上，且平板表面所受的光压处于最大值，不考虑太阳系内各行星对平板的影响，已知地球公转轨道上的太阳常量为1.4×10³J/m²·s(即在单位时间内垂直辐射在单位面积上的太阳光能量)，地球绕太阳公转的加速度为5.9×10^－3m/s²．

如图所示，一束强可见光照射到金属条的A处，发生了光电效应．

(1)各色光在空气中的波长范围见如下：

光的颜色　　　　 波长l/mm　　　　　　　　 

光的颜色　　　　 波长l/mm

红　　　　　　　　   0.77～0.62　　　　　　   

绿　　　　　　　　   0.58～0.49

橙　　　　　　　　   0.62～0.60　　　　　　   

蓝—靛　　　　    0.49～0.45

黄　　　　　　　　   0.60～0.58　　　　　　   

紫　　　　　　　　   0.45～0.40

若该金属条的极限波长是0.5m m，用上表中的哪几种单色光照射这根金属条，能发生光电效应？

(2)设金属条左侧有一个方向垂直纸面向里、磁感应强度为B且面积足够大的匀强磁场．涂有荧光材料的金属小球P(半径忽略不计)置于金属条的正上方，与A点相距为L，如图所示．当强光束照射到A点时发生光电效应，小球P由于受到光电子的冲击而发出荧光．在纸面内若有一个与金属条成q 角射出的比荷为的光电子恰能击中小球P，求该光电子的速率v．

已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，核的质量为3.0150u．

(1)写出两个氘核聚变成的核反应方程；

(2)计算上述核反应中释放的核能；

(3)若两氘核以相等的动能＝0.35MeV作对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能．则反应中生成核和中子的能各是多少？(计算结果保留两位有效数字)

1909年～1911年英国物理学家卢瑟福与其合作者做了用a粒子轰击金箔的实验．发现绝大多数a粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数a粒子发生了较大偏转，并且有极少数a 粒子偏转超过了90°，有的甚至被弹回，偏转角几乎达到180°，这就是a粒子散射实验．(下列公式或数据为已知：点电荷的电势j＝k，k＝9.0×10⁹N·m²/C²，金原子序数为79，a粒子质量m_a＝6.64×10^－27kg，a粒子速度v_a＝1.6×10⁷m/s，电子电量e＝1.6×10^－19C)

(1)根据以上实验现象能得出关于金箔中金(Au)原子结构的一些信息．试写出其中三点：

①________________________________；

②________________________________；

③________________________________．

(2)估算金原子(Au)核的半径大小．

一等腰直角棱镜放在真空中，如图甲所示，AB＝AC＝D．一束单色光以60°的入射角从AB侧面中点射入，折射后再从AC侧面折射出时，出射光线偏离入射光线的偏向角为30°．已知单色光在真空中的光速为c，求此单色光通过三棱镜的时间是多少？