Question

（1）（6分）下列說法正確的是（選對一個給2分，選對兩個給4分，選對三個給6分，選錯一個扣3分，最低得分為0分）

A．盧瑟福通過粒子散射實驗，提出了原子的核式結構模型

B．在很多核反應中，由于有核能的釋放，所以才會有質量的虧損

C．對放射性物質施加壓力，其半衰期將減少

D．入射光的頻率如果低于某金屬的截止頻率，即使增加該入射光的強度，也不能使該金屬發生光電效應

E．康普頓效應不僅表明了光子具有能量，還表明了光子具有動量

（2）（5分）如圖所示為氫原子的能級圖，n為量子數。在氫原子核外電子由量子數為 2的軌道躍遷到量子數為3的軌道的過程中，將      （填“吸收”、“放出”）光子。若該光子恰能使某金屬產生光電效應，則一群處于量子數為4的激發態的氫原子在向基態躍遷的過程中，有      種頻率的光子能使該金屬產生光電效應。

（3）（9分) 如圖所示，一質量m₁= 0.48kg的平板小車靜止在光滑的水平軌道上。車頂右端放一質量m₂= 0.2kg的小物塊，小物塊可視為質點。現有一質量m₀= 0.02kg的子彈以水平速度射中小車左端，并留在車中，最終小物塊以5m/s的速度與小車脫離。子彈與車相互作用時間極短。g取10 m/s²。求：

① 子彈剛剛射入小車時，小車速度v₁的大小；

② 小物塊脫離小車時，小車速度v₁′的大小。

 

Answer 1

【答案】

（1）ADE   （6分）（2）吸收    （3分）5   (2分)(3)  ①   ②

【解析】

試題分析：(1)英國物理學家盧瑟福通過粒子散射實驗，發現絕大多數粒子穿過金箔后仍沿原來的方向前進，但是有少數粒子卻發生了較大的偏轉，并且有極少數的粒子偏轉超過了，有的甚至幾乎達到，據此，盧瑟福提出了原子的核式結構模型；在很多核反應中，由于有質量的虧損，所以才會有核能的釋放；放射性元素衰變的半衰期是由核內部本身的因素決定的，而跟原子所處的物理狀態或化學狀態無關；對于每一種金屬都有一個極限頻率，當入射光的頻率小于極限頻率時，無論入射光多強，也不會發射光電子。X射線的光子與晶體中的電子碰撞時要遵守能量守恒定律和動量守恒定律, 康普頓效應不僅表明了光子具有能量，還表明了光子具有動量。

（2）玻爾原子模型指出原子由低能態向高能態躍遷時，是要吸收光子的，由高能態向低能態躍遷時，是要放出光子的；光子能量與躍遷的能級差有關，能級差越大，輻射光子的能量越高，光電效應越容易發生；如圖所示的量子數為4的激發態的氫原子在向基態躍遷的過程中，產生6種不同能量的光子，除由能級向能級躍遷時的光子不能使金屬產生光電效應外，其余5種均可。

（3）①子彈進入小車的過程中，子彈與小車組成的系統動量守恒，由動量守恒定律得：

          （2分）

解得：           （2分）

②三物體組成的系統動量守恒，由動量守恒定律得：

       （3分）

解得：      （2分）

考點：本題考查了原子結構、原子核及動量守恒定律的應用。