Question

（選修3—5）

⑴下列敘述中不符合物理學(xué)史的是              

A．麥克斯韋提出了光的電磁說

B．愛因斯坦為解釋光的干涉現(xiàn)象提出了光子說

C．湯姆生發(fā)現(xiàn)了電子，并首先提出原子的核式結(jié)構(gòu)模型

D．貝克勒爾通過對(duì)天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）

E．盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)可以用來估算原子核半徑和原子的核電荷數(shù)。

 (2) 2009年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發(fā)明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發(fā)明利用了愛因斯坦的光電效應(yīng)原理。如圖所示電路可研究光電效應(yīng)規(guī)律。圖中標(biāo)有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽(yáng)極。理想電流計(jì)可檢測(cè)通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現(xiàn)接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計(jì)中有示數(shù)，若將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右滑動(dòng)，電流計(jì)的讀數(shù)逐漸減小，當(dāng)滑至某一位置時(shí)電流計(jì)的讀數(shù)恰好為零，讀出此時(shí)電壓表的示數(shù)為6.0V；現(xiàn)保持滑片P位置不變，以下判斷正確的是     

A. 光電管陰極材料的逸出功為4.5eV

B. 若增大入射光的強(qiáng)度，電流計(jì)的讀數(shù)不為零

C. 若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動(dòng)能一定變大

D. 若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時(shí)把滑片P向左移動(dòng)少許，電流計(jì)的讀數(shù)一定不為零

⑶用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態(tài)的氫原子，觀測(cè)到了一定數(shù)目的光譜線。調(diào)高電子的能量再此進(jìn)行觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)光譜線的數(shù)目比原來增加了5條。用△n表示兩次觀測(cè)中最高激發(fā)態(tài)的量子數(shù)n之差，E表示調(diào)高后電子的能量。根據(jù)氫原子的能級(jí)圖可以判斷，△n和E的可能值為（  ）

A、△n=1，13.22 eV <E<13.32 eV

B、△n=2，13.22 eV <E<13.32 eV

C、△n=1，12.75 eV <E<13.06 eV

D、△n=2，12.75 eV <E<13.06 eV

⑷1914年，夫蘭克和赫茲在實(shí)驗(yàn)中用電子碰撞靜止原子的方法，使原子從基態(tài)躍遷到激發(fā)態(tài)，來證明玻爾提出的原子能級(jí)存在的假設(shè)。設(shè)電子的質(zhì)量為m,原子的質(zhì)量為m₀，基態(tài)和激發(fā)態(tài)的能級(jí)差為ΔE，試求入射電子的最小動(dòng)能。（假設(shè)碰撞是一維正碰）

Answer 1

⑴BCD   ⑵AC

⑶AD原子的躍遷公式只適用于光子和原子作用而使原子在各定態(tài)之間躍遷的情況; 實(shí)物粒子與原子相互作用而使原子激發(fā)時(shí), 粒子的能量不受上述條件的限制。

本題由于是電子轟擊, 存在兩種可能:

第一種n=2到n=4,所以電子的能量必須滿足13.6-0.85<E<13.6-0.54,故D選項(xiàng)正確;

第二種可能是n=5到n=6,電子能量必須滿足13.6-0.38<E<13.6-0.28,故A選項(xiàng)正確

⑷解析：要使原子發(fā)生躍遷，則原子吸收能量最小為ΔE，因此電子與原子碰撞的能量損失最小為ΔE，當(dāng)電子與原子發(fā)生完全非彈性碰撞時(shí)能量損失最多，設(shè)電子與原子碰后的共同速度為v，則由碰撞過程動(dòng)量守恒，設(shè)碰前電子的動(dòng)能為，則碰前電子的動(dòng)量，故，根據(jù)碰撞過程能量守恒，則，聯(lián)立可得入射電子的最小動(dòng)能為