隨著現(xiàn)代科學(xué)的發(fā)展，大量的科學(xué)發(fā)現(xiàn)促進(jìn)了人們對原子、原子核的認(rèn)識，下列有關(guān)原子、原子核的敘述正確的是________．(填選項前的編號)

①盧瑟福α粒子散射實驗說明原子核內(nèi)部具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)

②天然放射現(xiàn)象表明原子核內(nèi)部有電子

③輕核聚變反應(yīng)方程有：H＋H―→He＋n

④氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級和從n＝2能級躍遷到n＝1能級，前者躍遷輻射出的光子波長比后者的長

【解析】：盧瑟福α粒子散射實驗說明的是原子內(nèi)部的結(jié)構(gòu)而不是原子核內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，故①錯；天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，而不是內(nèi)部有電子，故②錯；氫原子從n＝3能級躍遷到n＝1能級放出的光子能量大于從n＝2能級躍遷到n＝1能級放出的光子能量，故前者波長小于后者，即④錯．由核反應(yīng)規(guī)律可知③正確．

氣墊導(dǎo)軌工作時能夠通過噴出的氣體使滑塊懸浮從而基本消除掉摩擦力的影響，因此成為重要的實驗器材，氣墊導(dǎo)軌和光電門、數(shù)字毫秒計配合使用能完成許多實驗．

現(xiàn)提供以下實驗器材：(名稱、圖象、編號如圖所示)

利用以上實驗器材還可以完成“驗證動量守恒定律”的實驗，為完成此實驗，某同學(xué)將實驗原理設(shè)定為：m₁v₀＝(m₁＋m₂)v

①針對此原理，我們應(yīng)選擇的器材編號為：__________；

②在我們所選的器材中：__________器材對應(yīng)原理中的m₁(填寫器材編號)．

【解析】：①題給原理是動量守恒，故應(yīng)選擇器材為ABC.

②由題意知B對應(yīng)原理中的m₁.

1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發(fā)現(xiàn)了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發(fā)現(xiàn)而獲得諾貝爾物理學(xué)獎．

(1)寫出這個過程的核反應(yīng)方程式．

(2)若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發(fā)生碰撞，但沒有發(fā)生核反應(yīng)，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

【解析】：(1)核反應(yīng)方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設(shè)該種粒子的質(zhì)量為m，則¹²C核的質(zhì)量為12m.由動量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)＋12mv₂

解得：v₂＝

則碰撞后該種粒子運動方向與原粒子運動方向相同．

某同學(xué)利用如圖所示的裝置驗證動量守恒定律．圖中兩擺擺長相同，懸掛于同一高度，A、B兩擺球均很小，質(zhì)量之比為1∶2.當(dāng)兩擺均處于自由靜止?fàn)顟B(tài)時，其側(cè)面剛好接觸．向右上方拉動B球使其擺線伸直并與豎直方向成45°角，然后將其由靜止釋放．結(jié)果觀察到兩擺球粘在一起擺動，且最大擺角為30°.若本實驗允許的最大誤差為±4%，此實驗是否成功地驗證了動量守恒定律？

【解析】：設(shè)擺球A、B的質(zhì)量分別為m_A、m_B，擺長為l，B球的初始高度h₁，碰撞前B球的速度為v_B.在不考慮擺線質(zhì)量的情況下，根據(jù)題意及機(jī)械能守恒定律得h₁＝l(1－cos45°)①

m_Bv＝m_Bgh₁②

設(shè)碰撞前、后兩擺球的總動量的大小分別為p₁、p₂，有

p₁＝m_Bv_B③

聯(lián)立①②③式得p₁＝m_B④

同理可得p₂＝(m_B＋m_B)⑤

聯(lián)立④⑤式得＝⑥

代入已知條件得()²＝1.03⑦

由此可以推出||≤4%⑧

所以，此實驗在規(guī)定的范圍內(nèi)驗證了動量守恒定律．

如圖所示，一質(zhì)量為M的物塊靜止在桌面邊緣，桌面離水平地面的高度為h.一質(zhì)量為m的子彈以水平速度v₀射入物塊后，以水平速度v₀/2射出．重力加速度為g.求：

(1)此過程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能；

(2)此后物塊落地點離桌面邊緣的水平距離．

【解析】：(1)設(shè)子彈穿過物塊后物塊的速度為v，由動量守恒得mv₀＝m＋Mv①

解得v＝v₀②

系統(tǒng)的機(jī)械能損失為

ΔE＝mv－[m()²＋Mv²]③

由②③式得ΔE＝(3－)mv.④

(2)設(shè)物塊下落到地面所需時間為t，落地點距桌面邊緣的水平距離為s，則h＝gt²⑤

s＝vt⑥

由②⑤⑥式得s＝.

已知氫原子基態(tài)的電子軌道半徑r₁＝0.53×10^－10 m，基態(tài)的能級值為E₁＝－13.6 eV.

(1)求電子在n＝1的軌道上運動形成的等效電流．

(2)有一群氫原子處于量子數(shù)n＝3的激發(fā)態(tài)，畫出能級圖，在圖上用箭頭標(biāo)明這些氫原子能發(fā)出哪幾條光譜線．

(3)計算這幾條光譜線中最長的波長．

【解析】：(1)電子繞核運動具有周期性，設(shè)運轉(zhuǎn)周期為T，由牛頓第二定律和庫侖定律有：k＝m²r₁①

又軌道上任一處，每一周期通過該處的電荷量為e，由電流的定義式得所求等效電流I＝②

聯(lián)立①②式得

I＝

＝× A

＝1.05×10^－3 A

 (2)由于這群氫原子的自發(fā)躍遷輻射，會得到三條光譜線，如右圖所示．

(3)三條光譜線中波長最長的光子能量最小，發(fā)生躍遷的兩個能級的能量差最小，根據(jù)氫原子能級的分布規(guī)律可知，氫原子一定是從n＝3的能級躍遷到n＝2的能級

設(shè)波長為λ，由h＝E₃－E₂，得

λ＝

＝m

＝6.58×10^－7m

2006年，我國自行設(shè)計并研制的“人造太陽”——托卡馬克實驗裝置運行獲得重大進(jìn)展，這標(biāo)志著我國已經(jīng)邁入可控?zé)岷朔磻?yīng)領(lǐng)域先進(jìn)國家行列．該反應(yīng)所進(jìn)行的聚變過程是H＋H→He＋n，反應(yīng)原料氘(H)富存于海水中，而氚(H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通過中子轟擊鋰核(Li)的人工核轉(zhuǎn)變得到．則：

(1)請把下列用中子轟擊鋰核(Li)產(chǎn)生一個氚核(H)和一個新核的人工核轉(zhuǎn)變方程填寫完整；

Li＋________→________＋H.

(2)在(1)中，每生產(chǎn)1 g的氚同時有多少個Li核實現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變？(阿伏加德羅常數(shù)N_A取6.0×10²³mol^－1)

(3)一個氘核和一個氚核發(fā)生核聚變時，平均每個核子釋放的能量為5.6×10^－13 J，求該核聚變過程中的質(zhì)量虧損．

【解析】：(1)Li＋n→He＋H

(2)因為1g氚為 mol，根據(jù)核反應(yīng)方程，實現(xiàn)核轉(zhuǎn)變的Li也為 mol，所以有2.0×10²³個Li實現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變．

(3)根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程ΔE＝Δmc².

核聚變反應(yīng)中有5個核子參加了反應(yīng)，所以質(zhì)量虧損為Δm＝3.1×10^－29 kg.

1930年科學(xué)家發(fā)現(xiàn)釙放出的射線貫穿能力極強(qiáng)，它甚至能穿透幾厘米厚的鉛板，1932年，英國年輕物理學(xué)家查德威克用這種未知射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量．若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H＝3.3×10⁷m/s，被打出的氮核的最大速度v_N＝4.5×10⁶m/s，假定正碰時無機(jī)械能損失，設(shè)未知射線中粒子質(zhì)量為m，初速為v，質(zhì)子的質(zhì)量為m′.

(1)推導(dǎo)被打出的氫核和氮核的速度表達(dá)式；

(2)根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子的質(zhì)量m′之比．(已知氮核質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍，結(jié)果保留三位有效數(shù)字)

【解析】：(1)碰撞過程滿足動量守恒且機(jī)械能守恒，與氫核碰撞時有mv＝mv₁＋m_Hv_H，mv²＝mv＋m_Hv，解之得v_H＝v，同理可得v_N＝v.

(2)由上面可得＝，代入數(shù)據(jù)得＝＝1.05.

(1)原子處于基態(tài)時最穩(wěn)定，處于較高能級時會自發(fā)地向低能級躍遷．如圖所示為氫原子的能級圖．現(xiàn)讓一束單色光照射到大量處于基態(tài)(量子數(shù)n＝1)的氫原子上，被激發(fā)的氫原子能自發(fā)地發(fā)出3種不同頻率的色光，則照射氫原子的單色光的光子能量為多少eV？用這種光照射逸出功為4.54 eV的金屬表面時，逸出的光電子的最大初動能是多少eV?

(2)靜止的Li核俘獲一個速度v₁＝7.7×10⁴ m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，生成兩個新核．已知生成物中He的速度v₂＝2.0×10⁴ m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同．

①寫出上述反應(yīng)方程．

②求另一生成物的速度．

【解析】：(1)由C＝3可知n＝3，故照射光的光子能量為E₃－E₁＝12.09 eV

由E_K＝hν－W知E_K＝(12.09－4.54)eV＝7.55 eV.

(2)①核反應(yīng)方程式為Li＋n→H＋He.

②設(shè)中子、氦核、新核的質(zhì)量分別為m₁、m₂、m₃，

它們的速度分別為v₁、v₂、v₃，

根據(jù)動量守恒有：m₁v₁＝m₂v₂＋m₃v₃

v₃＝＝－1×10³ m/s

負(fù)號說明新核運動方向與氦核相反．

關(guān)于對楞次定律的理解，下面說法中正確的是：

A．感應(yīng)電流的方向總是要使它的磁場阻礙原來的磁通量的變化

B．感應(yīng)電流的磁場方向，總是跟原磁場方向相同

C．感應(yīng)電流的磁場方向，總是跟原磁碭方向相反

D．感應(yīng)電流的磁場方向可以跟原磁場方向相同，也可以相反