20．1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個(gè)反質(zhì)子和一個(gè)圍繞它運(yùn)動(dòng)的正電子組成．反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷．反氫原子和氫原子有相同的能級(jí)分布，氫原子能級(jí)如圖所示．
（1）下列說(shuō)法中正確的是B．
A．反氫原子光譜與氫原子光譜不相同
B．基態(tài)反氫原子的電離能是13.6eV
C．基態(tài)反氫原子能吸收11eV的光子發(fā)生躍遷
D．在反氫原子譜線中，從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子的波長(zhǎng)最長(zhǎng)
（2）反氫原子只要與周圍環(huán)境中的氫原子相遇就會(huì)湮滅，因此實(shí)驗(yàn)室中造出的反氫原子稍縱即逝．已知?dú)湓淤|(zhì)量為m，光在真空中傳播速度為c，一對(duì)靜止的氫原子和反氫原子湮滅時(shí)輻射光子，則輻射的總能量E=2mc2，此過(guò)程能量和動(dòng)量守恒．
（3）一群氫原子受激發(fā)后處于n=3能級(jí)，當(dāng)它們向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射的光照射光電管陰極K，發(fā)生光電效應(yīng)，測(cè)得遏止電壓UC=9.80V．求：
①逸出光電子的最大初動(dòng)能Ek；
②陰極K的逸出功W．

分析 吸收光子能量發(fā)生躍遷，吸收的光子能量需等于兩能級(jí)間的能級(jí)差．
吸收光子能量后，總能量大于等于0，發(fā)生電離．
根據(jù)愛因斯坦光電效應(yīng)方程求解光電子的最大初動(dòng)能；光電子動(dòng)能減小到時(shí)，反向電壓即遏制電壓，根據(jù)動(dòng)能定理求解．

解答 解：（1）A、反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯(cuò)誤；
B、處于基態(tài)的氫原子的電離能是13.6eV，具有大于等于13.6eV能量的光子可以使氫原子電離，故B正確；
C、基態(tài)的氫原子吸收11eV光子，能量為-13.6+11eV=-2.6eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收．故C錯(cuò)誤；
D、在反氫原子譜線中，從n=2能級(jí)躍遷到基態(tài)輻射光子能量最大，頻率最大，波長(zhǎng)最小，故D錯(cuò)誤；
故選：B．
（2）已知?dú)湓淤|(zhì)量為m，光在真空中傳播速度為c，一對(duì)靜止的氫原子和反氫原子湮滅時(shí)輻射光子，則輻射的總能量E=2mc2，此過(guò)程能量和動(dòng)量 守恒．
（3）①根據(jù)動(dòng)能定理得：
-eUC=0-Ek
 Ek=9.8eV
②初動(dòng)能最大的電子是從能級(jí)3躍遷至能級(jí)1發(fā)出光照射金屬板時(shí)產(chǎn)生的，則hv=E3-E1
Ek=hv-W
解得：W=2.29eV
故答案為：（1）B；（2）2mc2，能量和動(dòng)量；（3）①9.8eV；②2.29eV

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵知道能級(jí)差與吸收或輻射光子能量的關(guān)系，即Em-En=hv，掌握光電效應(yīng)規(guī)律的應(yīng)用問(wèn)題，首先要對(duì)光電效應(yīng)四大規(guī)律要理解，抓住與經(jīng)典理論的區(qū)別進(jìn)行記憶．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

10．如圖所示，光滑水平面上有三個(gè)小木塊A、B和C，它們的質(zhì)量分別是mA=2kg、mB=2kg、mC=3kg，BC中間用一根輕質(zhì)彈簧相連，以v0=14m/s的速度在極短時(shí)間與B相碰并結(jié)合成一整體．求系統(tǒng)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中小木塊A的最小動(dòng)能．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

11．如圖1所示為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律的實(shí)驗(yàn)裝置．
（1）通過(guò)研究重物自由下落過(guò)程中增加的動(dòng)能與減少的重力勢(shì)能的關(guān)系，從而驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律．
（2）實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器應(yīng)接交流（選填“直流”或“交流”）電源．正確操作得到的紙帶如圖2所示，O點(diǎn)對(duì)應(yīng)重物做自由落體運(yùn)動(dòng)的初始位置，從合適位置開始選取的三個(gè)連續(xù)點(diǎn)A、B、C到O點(diǎn)的距離如圖2，已知重物的質(zhì)量為m，重力加速度為g．則從打下O點(diǎn)到B點(diǎn)的過(guò)程中，重物減少的重力勢(shì)能為mgh2．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：選擇題

8．如圖所示，河水以相同的速度向右流動(dòng)，落水者甲隨水漂流，至b點(diǎn)時(shí)，救生員乙從O點(diǎn)出發(fā)對(duì)甲實(shí)施救助，則救生員乙相對(duì)水的運(yùn)動(dòng)方向應(yīng)為圖中的（　　）
A．Oa方向B．Ob方向C．Oc方向D．Od方向

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

15．如圖所示，在xoy平面的第Ⅰ象限內(nèi)存在垂直xoy平面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩個(gè)相同的帶電粒子以相同的速度v0先后從y軸上坐標(biāo)（0，3L）的A點(diǎn)和B點(diǎn)（坐標(biāo)未知）垂直于y軸射入磁場(chǎng)，在x軸上坐標(biāo)（$\sqrt{3}$L，0）的C點(diǎn)相遇，不計(jì)粒子重力及其相互作用．根據(jù)題設(shè)條件可以確定（　　）
A．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑B．帶電粒子的電荷量
C．帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的時(shí)間D．帶電粒子的質(zhì)量

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：解答題

5．某實(shí)驗(yàn)小組在“測(cè)定金屬電阻率”的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，正確操作獲得金屬絲的直徑以及電流表、電壓表的讀數(shù)如圖所示，則它們的讀數(shù)值依次是0.999mm、0.42A、2.28V．

已知實(shí)驗(yàn)中所用的滑動(dòng)變阻器阻值范圍為0～5Ω，電流表內(nèi)阻約幾歐，電壓表內(nèi)阻約20kΩ．電源電動(dòng)勢(shì)E=6V，內(nèi)阻很小．則以下電路圖中A（填電路圖下方的字母代號(hào)）電路為本次實(shí)驗(yàn)測(cè)電阻Rr應(yīng)當(dāng)采用的最佳電路．但用此最佳電路測(cè)量的結(jié)果仍然會(huì)比真實(shí)值偏�。�

若已知實(shí)驗(yàn)所用的電流表內(nèi)阻的準(zhǔn)確值RA，那么準(zhǔn)確測(cè)量金屬絲電阻Rr的最佳電路應(yīng)是上圖中的B電路（填電路圖下的字母代號(hào)）．此時(shí)測(cè)得電流為I、電壓為U，則金屬絲電阻Rr=$\frac{U}{I}-{R}_{A}$（ 用題中字母代號(hào)表示）．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

12．物理學(xué)中常用比值法定義物理量．下列說(shuō)法正確的是（　�。�
A．用E=$\frac{F}{q}$定義電場(chǎng)強(qiáng)度B．用C=$\frac{εS}{4πkd}$定義電容器的電容
C．用R=ρ$\frac{L}{S}$定義導(dǎo)線的電阻D．用B=$\frac{F}{IL}$定義磁感應(yīng)強(qiáng)度

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：填空題

9．如圖所示，空間存在一寬度為2L的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里，在光滑絕緣水平面內(nèi)有一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形金屬線框，其質(zhì)量m=1kg，電阻R=3Ω，在水平向左的外力F作用下，以初速度v0=6m/s勻減速進(jìn)入磁場(chǎng)，線框進(jìn)入磁場(chǎng)后外力保持不變．線框平面與磁場(chǎng)垂直，外力F大小隨時(shí)間t變化的圖線如圖乙所示．從線框右邊剛進(jìn)入磁場(chǎng)時(shí)開始計(jì)時(shí)，則勻強(qiáng)字長(zhǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小為1.5T．

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：多選題

10．如圖所示，處于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的金屬桿ab與導(dǎo)軌保持良好接觸，可能使電容器C的上板帶正電的方法是（　�。�
A．金屬桿向左加速運(yùn)動(dòng)B．金屬桿向右加速運(yùn)動(dòng)
C．金屬桿向右減速運(yùn)動(dòng)D．金屬桿向左減速運(yùn)動(dòng)

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