Question

(1)下列說法正確的是(　　)
A．氫原子吸收一個光子躍遷到激發態后，在向低能級躍遷時放出光子的頻率一定等于入射光子的頻率
B. Th(釷)核衰變為Pa(鏷)核時，衰變前Th核質量等于衰變后Pa核與β粒子的總質量
C．α粒子散射實驗的結果證明原子核是由質子和中子組成的
D．分別用X射線和綠光照射同一金屬表面都能發生光電效應，則用X射線照射時光電子的最大初動能較大
(2)某宇航員在太空站內做了如下實驗：選取兩個質量分別為m_A＝0.1 kg、m_B＝0.2 kg的小球A、B和一根輕質短彈簧，彈簧的一端與小球A粘連，另一端與小球B接觸而不粘連．現使小球A和B之間夾著被壓縮的輕質彈簧，處于鎖定狀態，一起以速度v₀＝0.1 m/s做勻速直線運動，如圖所示．過一段時間，突然解除鎖定(解除鎖定沒有機械能損失)，兩球仍沿原直線運動．從彈簧與小球B剛剛分離開始計時，經時間t＝3.0 s，兩球之間的距離增加了x＝2.7 m，求彈簧被鎖定時的彈性勢能E_p.

Answer 1

(1)D　(2)0.027 J

(1)前后兩次躍遷所跨越的能級不一定相同，故光子頻率不一定相等，A錯誤；衰變有質量虧損，釋放了能量，B錯誤；α粒子散射實驗是關于原子結構而不是原子核結構的實驗，C錯誤；X射線頻率高，能量大，故產生光電子的最大初動能較大，D正確．
(2)根據運動關系x＝(v_A－v_B)t
根據動量守恒有：(m_A＋m_B)v₀＝m_Av_A＋m_Bv_B
根據能量關系E_p＝m_Av＋m_Bv－ (m_A＋m_B)v聯立解得E_p＝0.027 J.