高中物理教師資格證近代物理知識重點檢測試卷及答案選擇題1.以下哪位科學家發(fā)現(xiàn)了電子？（）A.湯姆孫B.盧瑟福C.玻爾D.普朗克答案：A分析：湯姆孫通過陰極射線實驗發(fā)現(xiàn)了電子；盧瑟福進行了α粒子散射實驗，提出原子核式結(jié)構(gòu)模型；玻爾提出了原子的玻爾理論；普朗克提出能量子假說。2.關(guān)于黑體輻射，下列說法正確的是（）A.黑體輻射的強度只與溫度有關(guān)B.隨著溫度升高，黑體輻射強度的極大值向波長較長的方向移動C.黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波D.黑體輻射是一種理想情況，實際中不存在黑體答案：C分析：黑體輻射的強度與溫度和波長都有關(guān)，A錯誤；隨著溫度升高，黑體輻射強度的極大值向波長較短的方向移動，B錯誤；黑體能夠完全吸收入射的各種波長的電磁波，C正確；實際中可以用近似黑體來研究黑體輻射，D錯誤。3.下列現(xiàn)象中，能說明光具有粒子性的是（）A.光的干涉B.光的衍射C.光電效應(yīng)D.光的偏振答案：C分析：光的干涉、衍射和偏振說明光具有波動性；光電效應(yīng)說明光具有粒子性。4.某金屬在一束綠光照射下恰能產(chǎn)生光電效應(yīng)，下列說法正確的是（）A.增大綠光的強度，逸出光電子的最大初動能增大B.改用紫光照射，逸出光電子的最大初動能增大C.改用黃光照射，也能產(chǎn)生光電效應(yīng)D.延長綠光照射時間，逸出光電子的數(shù)目增多答案：B分析：光電子的最大初動能只與入射光的頻率有關(guān)，與光強和照射時間無關(guān)，增大綠光強度，逸出光電子數(shù)目增多，最大初動能不變，A、D錯誤；紫光頻率大于綠光，改用紫光照射，逸出光電子的最大初動能增大，B正確；黃光頻率小于綠光，改用黃光照射，不一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)，C錯誤。5.氫原子的能級圖如圖所示，處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時，輻射出的光子能量可能是（）A.1.89eVB.10.2eVC.12.09eVD.以上都有可能答案：D分析：處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向低能級躍遷時，可能從n=3到n=2，輻射光子能量為E3E2=1.89eV；從n=3到n=1，輻射光子能量為E3E1=12.09eV；從n=2到n=1，輻射光子能量為E2E1=10.2eV。6.盧瑟福的α粒子散射實驗的結(jié)果（）A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核上D.說明原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動答案：C分析：α粒子散射實驗說明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個很小的核上；質(zhì)子是盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)的；原子核由質(zhì)子和中子組成是后來進一步研究得出的；原子中的電子只能在某些不連續(xù)的軌道上運動是玻爾理論的內(nèi)容。7.下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是（）A.\(_{92}^{238}U\to_{90}^{234}Th+_{2}^{4}He\)B.\(_{7}^{14}N+_{2}^{4}He\to_{8}^{17}O+_{1}^{1}H\)C.\(_{1}^{2}H+_{1}^{3}H\to_{2}^{4}He+_{0}^{1}n\)D.\(_{90}^{234}Th\to_{91}^{234}Pa+_{1}^{0}e\)答案：A分析：α衰變是原子核放出α粒子（\(_{2}^{4}He\)）的衰變，A選項符合；B選項是人工核轉(zhuǎn)變；C選項是核聚變；D選項是β衰變。8.下列關(guān)于半衰期的說法正確的是（）A.放射性元素的半衰期與溫度有關(guān)B.放射性元素的半衰期與外界壓強有關(guān)C.放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定D.放射性元素的半衰期會隨著元素質(zhì)量的減少而減小答案：C分析：放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身因素決定，與溫度、壓強、元素質(zhì)量等外界因素無關(guān)。9.一個靜止的放射性原子核發(fā)生β衰變時，產(chǎn)生的新核與電子的運動方向（）A.一定相同B.一定相反C.一定在同一直線上D.不在同一直線上答案：C分析：根據(jù)動量守恒定律，一個靜止的放射性原子核發(fā)生β衰變時，產(chǎn)生的新核與電子的總動量為零，所以它們的運動方向一定在同一直線上。10.下列關(guān)于核能的說法正確的是（）A.核能是可再生能源B.核電站利用核聚變釋放核能C.原子彈利用核裂變釋放核能D.氫彈利用核裂變釋放核能答案：C分析：核能是不可再生能源，A錯誤；核電站利用核裂變釋放核能，B錯誤；原子彈利用核裂變釋放核能，C正確；氫彈利用核聚變釋放核能，D錯誤。11.已知某種單色光的波長為λ，普朗克常量為h，光速為c，則該單色光光子的能量為（）A.\(h\frac{c}{\lambda}\)B.\(h\frac{\lambda}{c}\)C.\(h\lambdac\)D.\(\frac{h}{\lambdac}\)答案：A分析：根據(jù)\(c=\lambdaf\)和\(E=hf\)，可得\(E=h\frac{c}{\lambda}\)。12.用頻率為\(f_1\)的光照射某金屬時，產(chǎn)生的光電子最大初動能為\(E_{k1}\)；用頻率為\(f_2\)的光照射該金屬時，產(chǎn)生的光電子最大初動能為\(E_{k2}\)。已知\(f_1>f_2\)，則（）A.\(E_{k1}>E_{k2}\)B.\(E_{k1}<E_{k2}\)C.\(E_{k1}=E_{k2}\)D.無法確定\(E_{k1}\)與\(E_{k2}\)的大小關(guān)系答案：A分析：根據(jù)光電效應(yīng)方程\(E_{k}=hfW_0\)，因為\(f_1>f_2\)，所以\(E_{k1}>E_{k2}\)。13.氫原子從能級\(n=4\)躍遷到能級\(n=2\)時，輻射出的光子（）A.能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)B.不能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)C.其頻率小于可見光的頻率D.其波長大于可見光的波長答案：A分析：氫原子從\(n=4\)躍遷到\(n=2\)輻射光子能量\(E=E_4E_2=2.55eV>3.34eV\)，能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)；該光子頻率大于可見光頻率，波長小于可見光波長。14.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的說法正確的是（）A.湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子并提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型B.盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型C.玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律D.玻爾的原子理論完全否定了盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型答案：BC分析：湯姆孫發(fā)現(xiàn)電子并提出了“棗糕模型”，A錯誤；盧瑟福通過α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，B正確；玻爾的原子理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，C正確；玻爾的原子理論是在盧瑟福的原子核式結(jié)構(gòu)模型基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，不是完全否定，D錯誤。15.下列核反應(yīng)中，屬于人工核轉(zhuǎn)變的是（）A.\(_{92}^{238}U\to_{90}^{234}Th+_{2}^{4}He\)B.\(_{7}^{14}N+_{2}^{4}He\to_{8}^{17}O+_{1}^{1}H\)C.\(_{1}^{2}H+_{1}^{3}H\to_{2}^{4}He+_{0}^{1}n\)D.\(_{90}^{234}Th\to_{91}^{234}Pa+_{1}^{0}e\)答案：B分析：A選項是α衰變；B選項是盧瑟福用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的人工核轉(zhuǎn)變；C選項是核聚變；D選項是β衰變。16.一個氘核（\(_{1}^{2}H\)）和一個氚核（\(_{1}^{3}H\)）結(jié)合成一個氦核（\(_{2}^{4}He\)）的過程中（）A.釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損B.吸收能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損C.釋放能量，質(zhì)量增加D.吸收能量，質(zhì)量增加答案：A分析：核聚變過程中釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程，出現(xiàn)質(zhì)量虧損。17.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是（）A.利用γ射線的穿透性檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋B.利用β射線的電離作用消毒殺菌C.利用α射線的電離作用使空氣電離，把靜電泄出D.利用放射性同位素作為示蹤原子答案：ACD分析：γ射線穿透性強，可用于檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋，A正確；γ射線可用于消毒殺菌，β射線電離作用較弱，B錯誤；α射線電離作用強，可使空氣電離，把靜電泄出，C正確；利用放射性同位素作為示蹤原子，D正確。18.某放射性元素經(jīng)過\(11.4\)天有\(zhòng)(\frac{7}{8}\)的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為（）A.3.8天B.5.7天C.7.6天D.11.4天答案：A分析：設(shè)半衰期為\(T\)，經(jīng)過\(n\)個半衰期剩余原子核數(shù)\(N=N_0(\frac{1}{2})^n\)，有\(zhòng)(\frac{7}{8}\)的原子核發(fā)生了衰變，則剩余\(\frac{1}{8}\)，即\((\frac{1}{2})^n=\frac{1}{8}\)，\(n=3\)，\(11.4\)天為\(3\)個半衰期，所以\(T=\frac{11.4}{3}=3.8\)天。19.下列關(guān)于光的波粒二象性的說法正確的是（）A.大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性B.光的波動性是光子之間的相互作用引起的C.光的波長越長，波動性越明顯；波長越短，粒子性越明顯D.光的波粒二象性應(yīng)理解為：在某種場合下光的波動性表現(xiàn)明顯，在另外某種場合下，光的粒子性表現(xiàn)明顯答案：ACD分析：大量光子的行為表現(xiàn)出波動性，個別光子的行為表現(xiàn)出粒子性，A正確；光的波動性不是光子之間相互作用引起的，B錯誤；光的波長越長，波動性越明顯；波長越短，粒子性越明顯，C正確；光的波粒二象性應(yīng)理解為在不同場合下，光的波動性或粒子性表現(xiàn)明顯，D正確。20.關(guān)于原子光譜，下列說法正確的是（）A.原子光譜是連續(xù)譜B.原子光譜是線狀譜C.各種原子的原子光譜都相同D.可以通過原子光譜分析來鑒別物質(zhì)答案：BD分析：原子光譜是線狀譜，不是連續(xù)譜，A錯誤，B正確；各種原子的原子光譜不同，C錯誤；可以通過原子光譜分析來鑒別物質(zhì)，D正確。21.已知\(_{92}^{235}U\)受中子轟擊時會發(fā)生裂變，產(chǎn)生\(_{56}^{141}Ba\)和\(_{36}^{92}Kr\)，同時放出能量，核反應(yīng)方程為\(_{92}^{235}U+_{0}^{1}n\to_{56}^{141}Ba+_{36}^{92}Kr+x_{0}^{1}n\)，則\(x\)的值為（）A.1B.2C.3D.4答案：C分析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，\(235+1=141+92+x\)，解得\(x=3\)。22.以下關(guān)于原子核的說法正確的是（）A.原子核由質(zhì)子和電子組成B.原子核由質(zhì)子和中子組成C.原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)D.原子核的電荷數(shù)等于中子數(shù)答案：B分析：原子核由質(zhì)子和中子組成，A錯誤，B正確；原子核的質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和，C錯誤；原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，D錯誤。23.下列現(xiàn)象中，能說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是（）A.光電效應(yīng)B.原子的線狀光譜C.α粒子散射實驗D.天然放射現(xiàn)象答案：D分析：光電效應(yīng)說明光具有粒子性；原子的線狀光譜是原子內(nèi)部電子躍遷產(chǎn)生的；α粒子散射實驗提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型；天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。24.用能量為\(12.6eV\)的光子去照射一群處于基態(tài)的氫原子，氫原子（）A.能吸收該光子的能量B.不能吸收該光子的能量C.可以吸收部分光子的能量D.以上說法都不對答案：B分析：氫原子基態(tài)能量\(E_1=13.6eV\)，要使氫原子吸收光子能量躍遷，光子能量必須等于兩能級間的能量差，\(12.6eV\)不等于氫原子任意兩能級間的能量差，所以氫原子不能吸收該光子的能量。25.關(guān)于核力，下列說法正確的是（）A.核力是一種強相互作用，只存在于質(zhì)子之間B.核力是一種強相互作用，只存在于中子之間C.核力是一種強相互作用，存在于質(zhì)子和中子之間D.核力是一種弱相互作用，存在于原子核內(nèi)所有核子之間答案：C分析：核力是一種強相互作用，存在于質(zhì)子和中子之間，使原子核能夠穩(wěn)定存在。26.一個氘核和一個氚核結(jié)合成一個氦核，同時放出一個中子，已知氘核質(zhì)量為\(m_1\)，氚核質(zhì)量為\(m_2\)，氦核質(zhì)量為\(m_3\)，中子質(zhì)量為\(m_4\)，則反應(yīng)中釋放的能量為（）A.\((m_1+m_2m_3m_4)c^2\)B.\((m_3+m_4m_1m_2)c^2\)C.\((m_1+m_2m_3)c^2\)D.\((m_3m_1m_2)c^2\)答案：A分析：根據(jù)質(zhì)能方程\(E=\Deltamc^2\)，質(zhì)量虧損\(\Deltam=m_1+m_2m_3m_4\)，所以釋放的能量為\((m_1+m_2m_3m_4)c^2\)。27.下列關(guān)于放射性物質(zhì)的防護，說法正確的是（）A.盡量減少放射性物質(zhì)的使用B.利用屏蔽材料阻擋射線C.避免直接接觸放射性物質(zhì)D.以上說法都正確答案：D分析：對于放射性物質(zhì)的防護，應(yīng)盡量減少使用，利用屏蔽材料阻擋射線，避免直接接觸。28.已知某種放射性元素的半衰期為\(T\)，經(jīng)過\(2T\)時間后，該元素剩余的質(zhì)量與原來質(zhì)量之比為（）A.\(\frac{1}{2}\)B.\(\frac{1}{4}\)C.\(\frac{1}{8}\)D.\(\frac{1}{16}\)答案：B分析：經(jīng)過\(n\)個半衰期剩余質(zhì)量\(m=m_0(\frac{1}{2})^n\)，\(2T\)為\(2\)個半衰期，\(n=2\)，所以\(m=m_0(\frac{1}{2})^2=\frac{1}{4}m_0\)，剩余質(zhì)量與原來質(zhì)量之比為\(\frac{1}{4}\)。29.關(guān)于光電效應(yīng)實驗，下列說法正確的是（）A.只要入射光的強度足夠大，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)B.只要入射光的頻率大于金屬的截止頻率，就一定能產(chǎn)生光電效應(yīng)C.產(chǎn)生的光電流大小與入射光的頻率有關(guān)D.產(chǎn)生的光電流大小與入射光的強度無關(guān)答案：B分析：產(chǎn)生光電效應(yīng)的條件是入射光的頻率大于金屬的截止頻率，與光強無關(guān)，A錯誤，B正確；光電流大小與入射光強度有關(guān)，與入射光頻率無關(guān)，C、D錯誤。30.氫原子從能級\(n=3\)躍遷到能級\(n=1\)時，輻射出的光子能量為（）A.12.09eVB.10.2eVC.1.89eVD.0.66eV答案：A分析：\(E=E_3E_1=1.51eV(13.6eV)=12.09eV\)。填空題31.普朗克提出能量子假說，能量子的能量表達式為______。答案：\(\varepsilon=hf\)分析：普朗克認為能量是不連續(xù)的，其最小單元即能量子，能量\(\varepsilon=hf\)，\(h\)是普朗克常量，\(f\)是頻率。32.光電效應(yīng)方程為______。答案：\(E_{k}=hfW_0\)分析：\(E_{k}\)是光電子的最大初動能，\(hf\)是入射光子能量，\(W_0\)是金屬的逸出功。33.氫原子的能級公式為\(E_n=\frac{E_1}{n^2}\)（\(n=1,2,3,\cdots\)），其中\(zhòng)(E_1\)為基態(tài)能量，\(E_1=13.6eV\)，則氫原子處于\(n=2\)能級時的能量為______eV。答案：\(3.4\)分析：將\(n=2\)，\(E_1=13.6eV\)代入\(E_n=\frac{E_1}{n^2}\)，得\(E_2=\frac{13.6}{2^2}=3.4eV\)。34.放射性元素發(fā)生α衰變時，新核的質(zhì)量數(shù)比原來核的質(zhì)量數(shù)______，電荷數(shù)比原來核的電荷數(shù)______。答案：減少4；減少2分析：α衰變放出\(_{2}^{4}He\)，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，新核質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2。35.核反應(yīng)方程\(_{92}^{235}U+_{0}^{1}n\to_{56}^{141}Ba+_{36}^{92}Kr+3_{0}^{1}n\)是______反應(yīng)（填“裂變”或“聚變”）。答案：裂變分析：重核（如\(_{92}^{235}U\)）在中子轟擊下分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的核的反應(yīng)叫裂變。36.已知某種放射性元素的半衰期為\(T\)，若開始時有\(zhòng)(N_0\)個該元素的原子核，經(jīng)過\(3T\)時間后，剩余的原子核個數(shù)為______。答案：\(\frac{N_0}{8}\)分析：經(jīng)過\(n\)個半衰期剩余原子核數(shù)\(N=N_0(\frac{1}{2})^n\)，\(3T\)為\(3\)個半衰期，\(n=3\)，所以\(N=N_0(\frac{1}{2})^3=\frac{N_0}{8}\)。37.光的干涉和衍射現(xiàn)象說明光具有______性，光電效應(yīng)說明光具有______性。答案：波動；粒子分析：光的干涉和衍射是波特有的現(xiàn)象，說明光具有波動性；光電效應(yīng)表明光的能量是一份一份的，說明光具有粒子性。38.原子核的比結(jié)合能越大，原子核越______（填“穩(wěn)定”或“不穩(wěn)定”）。答案：穩(wěn)定分析：比結(jié)合能越大，將原子核分解成核子需要的能量越多，原子核越穩(wěn)定。39.氫原子從\(n=5\)能級躍遷到\(n=3\)能級時，輻射出的光子頻率為\(f\)，則從\(n=4\)能級躍遷到\(n=3\)能級時，輻射出的光子頻率______\(f\)（填“大于”“小于”或“等于”）。答案：小于分析：\(n=5\)到\(n=3\)能級差大于\(n=4\)到\(n=3\)能級差，根據(jù)\(E=hf\)，能級差越大，光子頻率越大，所以從\(n=4\)能級躍遷到\(n=3\)能級時，輻射出的光子頻率小于\(f\)。40.一個靜止的質(zhì)量為\(M\)的原子核，發(fā)生α衰變，放出一個質(zhì)量為\(m\)、速度為\(v\)的α粒子，則衰變后新核的速度大小為______。答案：\(\frac{mv}{Mm}\)分析：根據(jù)動量守恒定律\(0=mv+(Mm)v'\)，解得\(v'=\frac{mv}{Mm}\)，速度大小為\(\frac{mv}{Mm}\)。簡答題41.簡述光電效應(yīng)的實驗規(guī)律。答案：（1）存在截止頻率：當入射光的頻率低于某一頻率\(f_0\)時，無論光強多大、照射時間多長，都不會產(chǎn)生光電效應(yīng)，這個頻率\(f_0\)稱為截止頻率。（2）光電子的最大初動能與入射光的頻率有關(guān)，而與光強無關(guān)：入射光頻率越高，光電子的最大初動能越大。（3）光電效應(yīng)具有瞬時性：當入射光的頻率大于截止頻率時，無論光強多弱，幾乎在光照到金屬表面的同時就有光電子逸出，時間不超過\(10^{9}s\)。（4）光電流的大小與入射光的強度成正比：在入射光頻率大于截止頻率的情況下，光強越大，單位時間內(nèi)逸出的光電子數(shù)目越多，光電流越大。分析：光電效應(yīng)的這些實驗規(guī)律是經(jīng)典電磁理論無法解釋的，為量子理論的發(fā)展提供了重要依據(jù)。42.說明玻爾原子理論的主要內(nèi)容。答案：（1）軌道量子化：原子中的電子只能在一些特定的圓軌道上運動，這些軌道的半徑是不連續(xù)的，滿足\(r_n=n^2r_1\)（\(n=1,2,3,\cdots\)），\(r_1\)是第一條（即離核最近的）可能軌道的半徑。（2）能量量子化：原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中，在這些狀態(tài)中原子是穩(wěn)定的，電子雖然做加速運動，但并不向外輻射能量，這些狀態(tài)叫做定態(tài)。原子的能量也是量子化的，對應(yīng)的能量\(E_n=\frac{E_1}{n^2}\)（\(n=1,2,3,\cdots\)），\(E_1\)是基態(tài)能量。（3）躍遷假說：原子從一種定態(tài)（設(shè)能量為\(E_m\)）躍遷到另一種定態(tài)（設(shè)能量為\(E_n\)）時，它輻射（或吸收）一定頻率的光子，光子的能量由這兩種定態(tài)的能量差決定，即\(h\nu=|E_mE_n|\)。分析：玻爾理論成功地解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，但也有一定的局限性，它沒有完全擺脫經(jīng)典物理的束縛。43.簡述原子核的衰變類型及特點。答案：（1）α衰變：原子核放出α粒子（\(_{2}^{4}He\)）的衰變叫做α衰變。特點是衰變后新核的質(zhì)量數(shù)比原來核的質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，衰變方程為\(_{Z}^{A}X\to_{Z2}^{A4}Y+_{2}^{4}He\)。（2）β衰變：原子核放出β粒子（\(_{1}^{0}e\)）的衰變叫做β衰變。特點是衰變后新核的質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加1，其實質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子轉(zhuǎn)化為一個質(zhì)子和一個電子，衰變方程為\(_{Z}^{A}X\to_{Z+1}^{A}Y+_{1}^{0}e\)。（3）γ衰變：γ射線是伴隨α衰變或β衰變產(chǎn)生的，γ射線是波長極短的電磁波，它不改變原子核的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)，只是原子核從高能級向低能級躍遷時輻射出γ光子。分析：不同類型的衰變有其各自的特點和規(guī)律，通過研究衰變可以了解原子核的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和性質(zhì)。44.解釋核裂變和核聚變的概念，并舉例說明。答案：核裂變：重核（如鈾235、钚239等）在中子的轟擊下分裂成兩個或多個中等質(zhì)量的核的過程叫做核裂變。例如，\(_{92}^{235}U+_{0}^{1}n\to_{56}^{141}Ba+_{36}^{92}Kr+3_{0}^{1}n\)，鈾235在中子轟擊下分裂成鋇141和氪92，并放出3個中子，同時釋放出大量的能量。核聚變：輕核（如氘、氚等）結(jié)合成質(zhì)量較大的核的過程叫做核聚變。例如，\(_{1}^{2}H+_{1}^{3}H\to_{2}^{4}He+_{0}^{1}n\)，氘核和氚核結(jié)合成氦核，并放出一個中子，也會釋放出巨大的能量。分析：核裂變和核聚變都能釋放出大量能量，在能源領(lǐng)域有重要應(yīng)用，但也都面臨一些技術(shù)和安全等方面的問題。45.說明光的波粒二象性的含義。答案：光既具有波動性，又具有粒子性，這就是光的波粒二象性。從波動性方面看，光能夠發(fā)生干涉、衍射等現(xiàn)象，這些都是波特有的性質(zhì)，說明光具有波動的特征，光的波動性可以用頻率\(f\)和波長\(\lambda\)來描述。從粒子性方面看，光電效應(yīng)、康普頓效應(yīng)等實驗表明，光的能量是一份一份的，每一份能量\(\varepsilon=hf\)，光可以看作是由一個個光子組成的，光的粒子性可以用光子的能量\(E\)和動量\(p=\frac{h}{\lambda}\)來描述。在不同的實驗現(xiàn)象中，光的波動性和粒子性會有不同的表現(xiàn)。例如，在光的干涉和衍射實驗中，光的波動性表現(xiàn)明顯；在光電效應(yīng)實驗中，光的粒子性表現(xiàn)明顯。分析：光的波粒二象性是量子物理中的重要概念，它突破了經(jīng)典物理中對光的單一認識。計算題46.用波長為\(500nm\)的光照射某金屬表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為\(1.2eV\)，求該金屬的逸出功。（已知普朗克常量\(h=6.63\times10^{34}J\cdots\)，光速\(c=3\times10^{8}m/s\)，\(1eV=1.6\times10^{19}J\)）答案：根據(jù)\(c=\lambdaf\)，可得光子頻率\(f=\frac{c}{\lambda}=\frac{3\times10^{8}}{500\times10^{9}}=6\times10^{14}Hz\)。光子能量\(E=hf=6.63\times10^{34}\times6\times10^{14}=3.978\times10^{19}J\)。由\(1eV=1.6\times10^{19}J\)，則\(E=\frac{3.978\times10^{19}}{1.6\times10^{19}}eV\approx2.49eV\)。根據(jù)光電效應(yīng)方程\(E_{k}=EW_0\)，可得逸出功\(W_0=EE_{k}=2.491.2=1.29eV\)。分析：先根據(jù)波長求出光子頻率，進而得到光子能量，再利用光電效應(yīng)方程求出逸出功。47.已知氫原子基態(tài)能量\(E_1=13.6eV\)，求：（1）氫原子處于\(n=3\)能級時的能量；（2）若氫原子從\(n=3\)能級躍遷到\(n=2\)能級，輻射出的光子頻率。答案：（1）根據(jù)氫原子能級公式\(E_n=\frac{E_1}{n^2}\)，當\(n=3\)時，\(E_3=\frac{13.6}{3^2}\approx1.51eV\)。（2）\(n=2\)能級能量\(E_2=\frac{13.6}{2^2}=3.4eV\)。氫原子從\(n=3\)能級躍遷到\(n=2\)能級，輻射光子能量\(E=E_3E_2=1.51(3.4)=1.89eV\)。由\(E=hf\)，可得\(f=\frac{E}{h}=\frac{1.89\times1.6\times10^{19}}{6.63\times10^{34}}\approx4.57\times10^{14}Hz\)。分析：利用能級公式求出\(n=3\)能級能量，再根據(jù)能級差求出輻射光子能量，最后由\(E=hf\)求出光子頻率。48.一個靜止的鐳核\(_{88}^{226}Ra\)發(fā)生α衰變，放出一個速度為\(v_0\)的α粒子，求衰變