15. (6分)如图所示为研究光电效应规律的实验电路,利用此装置也可以进行普朗克常量的测量.只要将图中电源反接,用已知频率ν1、ν2的两种色光分别照射光电管,调节滑动变阻器……已知电子电荷量为e,要能求得普朗克常量h,实验中需要测量的物理量是________;计算普朗克常量的关系式h=________(用上面的物理量表示).
解析:电流表示数为零,此时光电管两端所加的电压为截止电压,对应的光的频率为截止频率,根据eU极=mv=hν-W0有eU1=hν1-W0①,eU2=hν2-W0②,解得h=.
答案:分别使电流表示数恰好为零时电压表的读数U1、U2
14. (6分)氢原子的能级如图所示,当氢原子从n=4能级向n=2能级跃迁时,辐射的光子照射在某金属上,刚好能发生光电效应,则该金属的逸出功为________eV.现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,在辐射出的各种频率的光子中,能使该金属发生光电效应的频率共有________种.
解析:金属的逸出功为W=E4-E2=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV;从能级n=4分别跃迁到能级n=1和能级n=2,从能级n=3和能级n=2分别跃迁到能级n=1均能使该金属发生光电效应,即有4种频率的光符合要求.
答案:2.55 4
二、填空题
13. (6分)已知U有一种同位素核比U核多3个中子.某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变,放出的α粒子的速度大小为v0.写出衰变的核反应方程________(产生的新核的元素符号可用Y表示);衰变后的新核速度大小为________.
解析:设核子质量为m,则α粒子质量为4m,产生的新核质量为234m,238 92U衰变,由动量守恒有234mv=4mv0,解得v=v0.
答案:U→Y+He v0
12. 下列关于近代物理知识的描述中,正确的是( )
A. 当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用紫光照射也一定会有电子逸出
B. 处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出3种频率的光子
C. 衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D. 在7N+He→8O+X核反应中,X是质子,这个反应过程叫α衰变
E. 比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
解析:由光电效应规律可知,当用蓝色光照射某金属表面时有电子逸出,则改用频率大的紫光照射也一定会有电子逸出,A项正确;处于n=3能级状态的大量氢原子自发跃迁时,能发出C=3种频率的光子,B项正确;衰变中产生的β射线实际上是原子核内的中子转化为质子和电子,电子从原子核内发射出来而形成的,C项错误;根据质量守恒和电荷守恒可知,X是质子,这个反应过程叫原子核人工转变,D项错误;根据比结合能定义可知,E项正确.
答案:ABE
第Ⅱ卷 (非选择题,共50分)
11.下列说法正确的是( )
A. 紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,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. 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增大,电势能减小
C. 核子结合成原子核一定有质量亏损,释放出能量
D. 太阳内部发生的核反应是热核反应
E. 原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下发生的
解析:根据爱因斯坦光电效应方程可知,光线照射金属板发生光电效应时,从金属表面上逸出光电子的最大初动能与光的频率有关,而与光的照射强度无关,A项错误;氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,电子与原子核之间的距离减小,电场力做正功,电子的动能增大,电势能减小,B项正确;根据质能关系可知,C项正确;根据核反应知识可知,D项正确;原子核的衰变是自发进行的,E项错误.
答案:BCD
10. 小车静止在光滑水平面上,站在车上的人练习打靶,靶装在车上的另一端,如图所示.已知车、人、枪和靶的总质量为M(不含子弹),每颗子弹质量为m,共n发,打靶时,枪口到靶的距离为d.若每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发.则以下说法中正确的是( )
A. 待打完n发子弹后,小车将以一定的速度向右匀速运动
B. 待打完n发子弹后,小车应停在射击之前位置的右方
C. 在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移相同,大小均为
D. 在每一发子弹的射击过程中,小车所发生的位移不相同
解析:车、人、枪、靶和n颗子弹组成的系统动量守恒,系统初动量为0,故末动量为0,A错误;每发子弹打入靶中,就留在靶里,且待前一发打入靶中后,再打下一发,因此每次射击,以一颗子弹和车、人、枪、靶、(n-1)颗子弹为研究对象,动量守恒,则:0=m-[M+(n-1)m]·,由位移关系有:x车+x子=d,解得x车=,故C正确;每射击一次,车子都会右移,故B正确.
答案:BC
9. 氢原子能级的示意图如图所示,大量氢原子从n=4的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光a,从n=3的能级向n=2的能级跃迁时辐射出可见光b,则( )
A. 氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线
B. 氢原子从n=4的能级向n=3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C. 在水中传播时,a光较b光的速度小
D. 氢原子在n=2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
解析:原子核受到激发才会辐射出γ射线,A项错误;氢原子从n=4能级向n=3能级跃迁,是原子外层电子的跃迁,只能辐射可见光,B项错误;由E=hν,知νa>νb,得na>nb,由v=知,在水中传播时a光较b光的速度小,C项正确;从n=2的能级电离所需的最小能量E=E∞-E2=3.4 eV,光子能量低于此值不可能引起电离,因此只有频率足够高的光才可能引起电离,D项错误.
答案:C
8. [2013·南京一模]下列说法正确的是( )
A. 天然放射现象中发出的三种射线是从原子核内放出的
B. 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,肯定是因为光的强度太小
C. 按照玻尔理论,氢原子核外电子向高能级跃迁后动能减小
D. 原子核发生一次β衰变,该原子外层就失去一个电子
解析:照射光的频率大于金属的极限频率时,金属上的电子才会逸出,频率越大,电子的初动能越大,选项B错误;β衰变是放射性原子核放射电子(β粒子)而转变为另一种核的过程,β射线来源于原子核而不是核外电子,所以选项D错误.
答案:AC
7. [2013·银川一中高三二模]下列说法中错误的是( )
A. 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为He+7N→8O+H
B. 铀核裂变的核反应是U→Ba+Kr+2n
C. 质子、中子、α粒子的质量分别为m1,m2,m3,质子和中子结合成一个α粒子,释放的能量是(2m1+2m2-m3)c2
D. 原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,已知λ1>λ2,那么原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收波长为的光子
解析:卢瑟福用α粒子轰击N原子核发现了质子,A项正确;铀核裂变的核反应是U+n→Ba+Kr+3n,所以B项错误;质子和中子结合成一个α粒子,释放能量符合质能方程,C项正确;原子从a能级状态跃迁到b能级状态时发射波长为λ1的光子;原子从b能级状态跃迁到c能级状态时吸收波长为λ2的光子,所以原子从a能级状态跃迁到c能级状态时将要吸收的能量为ab能级间与bc能级间的能量差值,即-=hc(),所以吸收的光子的波长为,D项正确.故本题选B.
答案:B
6. [2014·山东潍坊模拟]下列说法正确的是( )
A. 卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型
B. 根据玻尔理论可知,当氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时,发射出光子
C. β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D. 原子核的半衰期由核内部自身因素决定,与原子所处的化学状态和外部条件无关
解析:卢瑟福通过α粒子散射实验总结并建立了原子核式结构模型,选项A正确;氢原子从高能级向低能级跃迁时以光子的形式释放能量,选项B正确;β衰变时所释放的电子是原子核内部变化所释放的,选项C错误;原子核的衰变快慢是由核内部自身的因素决定的,与原子所处的状态无关,选项D正确.
答案:ABD
湖北省互联网违法和不良信息举报平台 | 网上有害信息举报专区 | 电信诈骗举报专区 | 涉历史虚无主义有害信息举报专区 | 涉企侵权举报专区
违法和不良信息举报电话:027-86699610 举报邮箱:58377363@163.com