Question

（選修3—5）

⑴下列敘述中不符合物理學史的是              

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象提出了光子說

C．湯姆生發現了電子，并首先提出原子的核式結構模型

D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發現了放射性元素釙（Pa）和鐳（Ra）

E．盧瑟福的α粒子散射實驗可以用來估算原子核半徑和原子的核電荷數。

 (2) 2009年諾貝爾物理學獎得主威拉德·博伊爾和喬治·史密斯主要成就是發明了電荷耦合器件(CCD)圖像傳感器。他們的發明利用了愛因斯坦的光電效應原理。如圖所示電路可研究光電效應規律。圖中標有A和K的為光電管，其中A為陰極，K為陽極。理想電流計可檢測通過光電管的電流，理想電壓表用來指示光電管兩端的電壓。現接通電源，用光子能量為10.5eV的光照射陰極A，電流計中有示數，若將滑動變阻器的滑片P緩慢向右滑動，電流計的讀數逐漸減小，當滑至某一位置時電流計的讀數恰好為零，讀出此時電壓表的示數為6.0V；現保持滑片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. 若增大入射光的強度，電流計的讀數不為零

C. 若用光子能量為12eV的光照射陰極A，光電子的最大初動能一定變大

D. 若用光子能量為9.5eV的光照射陰極A，同時把滑片P向左移動少許，電流計的讀數一定不為零

⑶用大量具有一定能量的電子轟擊大量處于基態的氫原子，觀測到了一定數目的光譜線。調高電子的能量再此進行觀測，發現光譜線的數目比原來增加了5條。用△n表示兩次觀測中最高激發態的量子數n之差，E表示調高后電子的能量。根據氫原子的能級圖可以判斷，△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，夫蘭克和赫茲在實驗中用電子碰撞靜止原子的方法，使原子從基態躍遷到激發態，來證明玻爾提出的原子能級存在的假設。設電子的質量為m,原子的質量為m₀，基態和激發態的能級差為ΔE，試求入射電子的最小動能。（假設碰撞是一維正碰）

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之間躍遷的情況; 實物粒子與原子相互作用而使原子激發時, 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選項正確

⑷解析：要使原子發生躍遷，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，當電子與原子發生完全非彈性碰撞時能量損失最多，設電子與原子碰后的共同速度為v，則由碰撞過程動量守恒，設碰前電子的動能為，則碰前電子的動量，故，根據碰撞過程能量守恒，則，聯立可得入射電子的最小動能為