Question

（1）下列說法中正確的是   
A．β衰變現象說明電子是原子核的組成部分
B．目前已建成的核電站的能量來自于重核裂變
C．一群氫原子從n=3的激發態躍遷到基態時，能輻射3種不同頻率的光子
D．盧瑟福依據極少數α粒子發生大角度散射提出了原子核式結構模型
（2）光照射到金屬上時，一個光子只能將其全部能量傳遞給一個電子，一個電子一次只能獲取一個光子的能量，成為光電子，因此極限頻率是由    （金屬/照射光）決定的．如圖所示，當用光照射光電管時，毫安表的指針發生偏轉，若再將滑動變阻器的滑片P向右移動，毫安表的讀數不可能    （變大/變小/不變）．
（3）有兩個質量為m的均處于基態的氫原子A、B，A靜止，B以速度v與之發生碰撞．己知碰撞前后二者的速度均在一條直線上，碰撞過程中部分動能有可能被某一氫原子吸收，從而該原子由基態躍遷到激發態，然后，此原子向低能級態躍遷，并發出光子．若氫原子碰撞后發出一個光子，則速度v至少需要多大？已知氫原子的基態能量為E₁（E₁＜0）．

Answer 1

【答案】分析：（1）β衰變現象不能說明電子是原子核的組成部分．目前已建成的核電站的能量來自于重核裂變．一群氫原子從n的激發態躍遷到基態時，能輻射種不同頻率的光子．盧瑟福依據極少數α粒子發生大角度散射提出了原子核式結構模型．
（2）極限頻率是由金屬決定的．如圖光電管加上正向電壓，當用光照射光電管時，光電流可能增大，也可能達到飽和電流，將滑動變阻器的滑片P向右移動，毫安表的讀數可能變大，也可能不變．
（3）為使氫原子從基態躍遷到激發態，需要的能量最小時躍遷到n=2的激發態，根據玻爾理論求所需要的最小能量，并得到原子向低能級態躍遷時，發出的光子頻率，根據碰撞過程中動量守恒和能量守恒列式，光子的動量可忽略不計，運用數學知識求解．
解答：解：
（1）
A、β粒子是原子核衰變時由中子轉化而來，不能說明原子核中含有電子．故A錯誤．
B、目前已建成的核電站以鈾為燃料，其能量來自于鈾核的裂變．故B正確．
C、一群氫原子從n=3的激發態躍遷到基態時，任意兩個能級間躍遷一次，共能輻射=3種不同頻率的光子．故C正確．
D、盧瑟福依據極少數α粒子發生大角度散射，認為只有原子的所有正電荷和幾乎全部質量都集中在一個中心，才能發生大角度偏轉，從而提出了原子核式結構模型．故D正確．
故選BCD．
（2）極限頻率，W是金屬的逸出功，所以極限頻率是由金屬的逸出功決定的．如圖光電管加上正向電壓，當用光照射光電管時，光電流可能增大，也可能達到飽和電流，將滑動變阻器的滑片P向右移動，毫安表的讀數可能變大，也可能不變，不可能變小．
（3）為使氫原子從基態躍遷到激發態，需要的能量最小時躍遷到n=2的激發態，根據玻爾理論：所需要的最小能量△E=E₂-E₁==-
原子向低能級態躍遷時，發出的光子頻率為γ，則hγ=△E=-
對于A、B碰撞過程，根據動量守恒和能量守恒得：
  mv=m（v_A+v_B）+  ①
  =+hγ  ②
由②知：mv＞
又因為v＜＜c，
所以mv＞＞．故①式中光子動量可忽略不計，變成如下：
   mv=m（v_A+v_B）③
由①③能量的最小值可得：=
，并得到原子向值值低能級態躍遷時，發出的光子頻率，
故答案為：金屬，變小
點評：β衰變產生的電子與原子中電子電量、質量相同，但β粒子并不是原子核的組成成分．