Question

（1）下列說法中正確的是

BCF

A．紫外線照射到金屬鋅板表面時能夠產(chǎn)生光電效應(yīng)，則當(dāng)增大紫外線的照射強度時，從鋅板表面逸出的光電子的最大初動能也隨之增大
B．中等核的比結(jié)合能最大，因此這些核是最穩(wěn)定的
C．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)
D．盧瑟福在研究原子結(jié)構(gòu)中引入了量子化的觀點
E．光電效應(yīng)實驗揭示了光的粒子性，康普頓效應(yīng)揭示了光的波動性
F．在光的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，光子動量的不確定量變大
（2）現(xiàn)有一群處于n=4能級上的氫原子，已知氫原子的基態(tài)能量E₁=-13.6eV，這群氫原子發(fā)光的光譜共有

6

條譜線，發(fā)出的光子照射某金屬能產(chǎn)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，則該金屬的逸出功最大是

12.75

eV．
（3）一靜止的₉₂²³⁸U核衰變?yōu)?SUB>90²³⁴Th核時，只放出一個α粒子，已知₉₀²³⁴Th的質(zhì)量為M_T，α粒子質(zhì)量為M_α，衰變過程中質(zhì)量虧損為△m，光在真空中的速度為c，若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能，求放出的α粒子的初動能．

Answer 1

分析：（1）正確解答本題需要掌握：光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)與光照強度無關(guān)；比結(jié)合能的物理意義；正確理解天熱放射現(xiàn)象；盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型；了解光的波動性的一些實驗；了解光子的不確定量與那些因素有關(guān)．
（2）根據(jù)能級與譜線條數(shù)之間關(guān)系

n(n-1)

2

，可以求出譜線條數(shù)，最大逸出功對應(yīng)著光子能量最大．
（3）衰變過程中質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為粒子的動能，同時衰變過程動量守恒，因此根據(jù)動量、能量守恒列方程即可求解．

解答：解：（1）A、光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)與光照強度無關(guān)，因此增大光照強度，光子的最大初動能不變，故A錯誤；
B、比結(jié)合能越大，表示原子核中核子結(jié)合得越牢固，原子核越穩(wěn)定，中等大小的核的比結(jié)合能最大，所以這些核是最穩(wěn)定的，故B正確；
C、人們認(rèn)識到原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)是從天然放射現(xiàn)象開始的，故C正確；
D、盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)，波爾引入了量子化的觀點，故D錯誤．
E、光電效應(yīng)揭示了光的粒子性，而康普頓效應(yīng)也反映了光的粒子性，故E錯誤；
F、在光的單縫衍射實驗中，狹縫變窄，光的粒子性越明顯，光子動量的不確定量變大，F(xiàn)正確．
故選BCF．
（2）處于n=4能級上的氫原子，發(fā)出的譜線為：

n(n-1)

2

=

4×(4-1)

2

=6種．
第4能級的能量為：E4=

-13.6eV

42

=-0.85eV
躍遷過程中產(chǎn)的光子能量最大值為：△E=E₄-E₁=-0.85-（-13.6）=12.75eV
當(dāng)能量最高的光子照射金屬發(fā)生光電效應(yīng)時，逸出功最大，因此該金屬的逸出功最大是：12.75eV．
故答案為：6，12.75．
（3）衰變過程中動量守恒，因此根據(jù)動量守恒定律有：
0=M_Tv_T-M_Hev_He      ①
根據(jù)能量守恒有：
△mc2=

1

2

MT

v

2 T

+

1

2

MHe

v

2 He

    ②
解以上方程可得：EKHe=

MT

MT+MHe

?△mc2．
放出的α粒子的初動能：EKHe=

MT

MT+MHe

?△mc2．

點評：對于原子物理的基礎(chǔ)知識，大都需要記憶，因此注意平時多加積累；正確理解氫原子的躍遷問題；理解動量和能量守恒在原子物理中的應(yīng)用．