Question

（選修3-5）
（1）下列說法中正確的是

 

．
A．某光電管發(fā)生光電效應時，如果僅增大入射光的強度，則光電子的最大初動能將增加
B．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的
C．經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征
D．按照玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能增大
（2）一個鈾核（

235 92

U）放出一個粒子后衰變成釷核（

234 90

Th），其衰變方程為

 

，已知靜止的鈾核、釷核和粒子的質(zhì)量分別為m₁、m₂、和m₃，真空中的光速為c，上述衰變過程中釋放出的核能為

 

．
（3）如圖所示，質(zhì)量都為M的A、B船在靜水中均以速率v₀向右勻速行駛，一質(zhì)量為m的救生員站在A船的船尾．現(xiàn)救生員以水平速度v，向左躍上B船并相對B船靜止，不計水的阻力．救生員躍上B船后，求：
①救生員和B船的總動量大小；
②A船的速度大小．

Answer 1

分析：（1）光電子的最大初動能與入射光的強度無關，隨著入射光的頻率增大而增大．為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的．經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征．按照玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，軌道半徑減小，電場力做正功，氫原子的電勢能減小．
（2）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒配平，得出衰變所放出的粒子，即可書寫衰變方程．根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求衰變過程中釋放出的核能．
（3）①取v₀的方向為正方向，分別列出救生員躍上B船前救生員和B船的動量，即可由動量守恒求出總動量．
②根據(jù)動量守恒定律求A船的速度大小．

解答：解：（1）A、根據(jù)光電效應方程E_Km=hγ-W₀，入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大，與入射光的強度無關．故A錯誤．
B、為了解釋黑體輻射規(guī)律，普朗克提出電磁輻射的能量是量子化的．故B正確．
C、經(jīng)典物理學不能解釋原子的穩(wěn)定性和原子光譜的分立特征．故C正確．
D、按照玻爾理論，氫原子輻射出一個光子后，軌道半徑減小，電場力做正功，氫原子的電勢能．故D錯誤．
故選BC
（2）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒配平可知，放出的粒子是α粒子，衰變方程為
 

235  92

U→

234  90

Th+

4 2

He
根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程求衰變過程中釋放出的核能為△E=（m₁-m₂-m₃）c²．
（3）①取v₀的方向為正方向，救生員躍上B船前
救生員的動量為-mv，B船的動量為Mv₀．
根據(jù)動量守恒得：救生員躍上B船后總動量為P_總=Mv₀-mv．
②救生員和A船組成的系統(tǒng)滿足動量守恒，以v₀的方向為正方向，則有：
 （M+m）v₀=Mv′-mv
解得，v′=v0+

m

M

(v0+v)
故答案為：
（1）BC
（2）

235  92

U→

234  90

Th+

4 2

He，（m₁-m₂-m₃）c²
（3）①救生員和B船的總動量大小是Mv₀-mv．；
     ②A船的速度大小是v0+

m

M

(v0+v)．

點評：本題考查的知識點較多，要在平時的學習中多積累．要熟練掌握光電效應方程E_Km=hγ-W₀、玻爾理論和動量守恒定律等等知識．難度不大．