19.(12分) 氫原子的能級如圖所示,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s
(1)若要使處于n=2的氫原子電離,至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子?
(2)氫原子從n>2的某一能級躍遷到n=2的能級,輻射出能量為2.55eV的光子。問最少要給基態(tài)的氫原子提供多少電子伏特的能量,才能使它輻射上述能量的光子?請在圖中畫出獲得該能量后的氫原子可能的輻射躍遷圖。
18. (10分)利用反應(yīng)堆工作時釋放出的熱能使水汽化以推動汽輪發(fā)電機(jī)發(fā)電,這就是核電站。核電站消耗的“燃料”很少,但功率卻很大,目前,核能發(fā)電技術(shù)已經(jīng)成熟,我國已經(jīng)具備了發(fā)展核電的基本條件。
(1) 核反應(yīng)堆中的“燃料”是,完成下面的核反應(yīng)方程式:
(2)已知鈾核的質(zhì)量為m1,中子質(zhì)量為m0,鋇141的質(zhì)量為m2,氪92的質(zhì)量為m3,計算一個鈾核裂變釋放多少能量?
(3) 設(shè)一個鈾核裂變釋放能量為E,一座功率為P的核電站,每年需要消耗多少鈾(一年時間用t表示,阿伏伽德羅常數(shù)為N0)?
17.(12分)如圖所示,電路中的光電管陰極K涂有可發(fā)生光電效應(yīng)的金屬。下表反映的是各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長,又知可見光的波長在400nm-770nm (1nm=10-9m )。
各種金屬發(fā)生光電效應(yīng)的極限頻率和極限波長
金屬 |
銫 |
鈉 |
鋅 |
銀 |
鉑 |
極限頻率(Hz) |
4.545´1014 |
6.000´1014 |
8.065´1014 |
1.153´1015 |
1.529´1015 |
極限波長(mm) |
0.6600 |
0.5000 |
0.3720 |
0.2600 |
0.1962 |
(1)根據(jù)上表所給出的各種數(shù)據(jù),你認(rèn)為光電管陰極K上最好應(yīng)涂有哪種金屬 ▲ ;
(2)當(dāng)變阻器的滑動端P向 ▲ 滑動時(填“左”或“右”),通過電流表的電流將會減。
(3)當(dāng)電流表電流剛減小到零時,電壓表的讀數(shù)為U,已知電子電荷量為e,則光電子的最大初動能為 ▲ .
(4)如果不改變?nèi)肷涔獾念l率,而增加入射光的強(qiáng)度,則光電子的最大初動能將 ▲ (填“增加”、“減小”或“不變”).
(5)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出光電子的最大初動能隨入射光頻率的變化圖線如下圖,由圖線可知,該金屬的截止頻率為 ▲ Hz,普朗克常量的值為 ▲ J·s
16.(6分) 某同學(xué)設(shè)計了一個用打點(diǎn)計時器驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)驗(yàn):將打點(diǎn)計時器固定在光滑的長木板的一端,把紙帶穿過打點(diǎn)計時器,連在小車A的后面。讓小車A運(yùn)動,小車B靜止。在兩小車的碰撞端分別裝上撞針和橡皮泥,如圖1,碰撞時撞針插入橡皮泥把兩小車粘合成一體。他在安裝好實(shí)驗(yàn)裝置后,先接通電源然后輕推小車A,使A獲得一定的速度,電磁打點(diǎn)計時器在紙帶上打下一系列的點(diǎn),已知電源頻率為50Hz。
(1)實(shí)驗(yàn)中打出的紙帶如圖2所示,并測得各計數(shù)點(diǎn)間距標(biāo)在圖上,則應(yīng)選 ▲ 段計算A的碰前速度;應(yīng)選 ▲ 段計算A和B碰后的共同速度(填BC、CD、DE)。
(2)已測得小車A的質(zhì)量m1=0.20kg,小車B的質(zhì)量m2=0.10kg,由以上測量結(jié)果可得:
碰前總動量= ▲ kg·m/s ;碰后總動量= ▲ kg·m/s。
15.(6分)如圖,畫有直角坐標(biāo)系xoy的白紙位于水平桌面上,M是放在白紙上的半圓形玻璃磚,其底面的圓心在坐標(biāo)的原點(diǎn),直邊與x軸重合,OA是畫在紙上的直線,P1、P2為豎直地插在直線OA上的兩枚大頭針,P3是豎直地插在紙上的第三枚大頭針,α是直線OA與y軸正方向的夾角,β是直線OP3與y軸負(fù)方向的夾角,只要直線OA畫得合適,且P3的位置取得正確,測得角α和β,便可求得玻璃的折射率。
(1)某學(xué)生在用上述方法測量玻璃的折射率,在他畫出的直線OA上豎直插上了P1、P2兩枚大頭針,但在y<0的區(qū)域內(nèi),不管眼睛放在何處,都無法透過玻璃磚看到P1、P2的像,他應(yīng)該采取的措施是 ▲
(2)若他已透過玻璃磚看到了P1、P2的像,確定P3位置的方法是 ▲
(3)若他已正確地測得了的α和β的值,則玻璃的折射率n= ▲
14.在光滑水平地面上有一質(zhì)量為m1的小球處于靜止?fàn)顟B(tài),現(xiàn)有一質(zhì)量為m2的小球(兩球形狀完全相同)以一定的初速度勻速向m1球運(yùn)動,并與m1球發(fā)生對心正撞。對于這樣的一個作用的過程,可用速度時間圖象進(jìn)行描述,下列四個圖象中,圖線1表示m1球運(yùn)動的情況,圖線2表示m2球運(yùn)動的情況。則在這四個圖象中可能正確的反映了兩球相互作用過程中速率隨時間變化關(guān)系的是
第Ⅱ卷(非選擇題 共72分)
13.如圖所示,一細(xì)束白光通過三棱鏡折射后分為各種單色光,取其中a、b、c三種色光,并同時做如下實(shí)驗(yàn):①讓這三種單色光分別通過同一雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置在光屏上產(chǎn)生干涉條紋(雙縫間距和縫屏間距均不變);②讓這三種單色光分別照射同一金屬板;③讓這三種單色光分別垂直投射到一條直光導(dǎo)纖維的端面上,下列說法中正確的是
A.c種色光的波動性最顯著
B.c種色光穿過光纖的時間最長
C.a種色光形成的干涉條紋間距最大
D.如果b種色光能產(chǎn)生光電效應(yīng),則a種色光一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)
12.下列四幅圖涉及到不同的物理知識,其中說法正確的是
A.圖甲:黑體輻射的強(qiáng)度,隨著溫度的升高,各種波長的輻射強(qiáng)度都增加且極大值向波長較短的方向移動
B.圖乙:玻爾理論指出氫原子能級是分立的,所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的
C.圖丙:盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果,發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子
D.圖。汗I(yè)上利用射線來檢查金屬內(nèi)部傷痕,是因?yàn)?sub>射線穿透能力很強(qiáng)
11.下列說法正確的有
A.釷234的半衰期是24天。20個釷234原子核經(jīng)過24天,還剩10個
B.鈾核衰變?yōu)殂U核的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變
C.用放射性同位素代替非放射性同位素來制成各種化合物,這種化合物的原子可以作為示蹤原子
D.原子核的結(jié)合能越大,核子結(jié)合得越牢固,原子核越穩(wěn)定
10.下列關(guān)于物理學(xué)史的敘述正確的是
A.根據(jù)海森伯提出的不確定性關(guān)系可知,不可能同時準(zhǔn)確的測定微觀粒子的位置和動量
B.居里夫婦發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,說明原子核具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu);
C.波爾原子理論無法解釋較復(fù)雜原子的光譜,說明波爾提出的原子定態(tài)概念是錯誤的
D.查德威克在他老師盧瑟福的啟發(fā)下發(fā)現(xiàn)了中子。
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