4．氢原子处于基态时，原子的能级为，普郎克常量，氢原子在n=4的激发态时，问：

(1)要使氢原子电离，入射光子的最小能量是多少？

(2)能放出的光子的最大能量是多少？

解析：(1)

使氢原子电离需要的最小能量

(2)从n＝4能级跃迁到n＝1能级时，辐射的光子能量最大为。

3．氢原子基态能量，电子绕核做圆周运动的半径m．求氢原子处于n=4激发态时：

(1)原子系统具有的能量？(2)电子在n=4轨道上运动的动能？(已知能量关系，半径关系)

解析：(1)eV

(2)因为

所以eV。

2．某实验室工作人员，用初速度m/s的粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子．若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子的质量为m。

(1)写出核反应方程；(2)求出质子的速度．

解析：(1)

(2)粒子、新核的质量分别为4m、17m，质子的速度为v，对心正碰，由动量守恒定律得

解得m/s。

1．人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。

(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。

请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①­­­­­­­­­­_________________________________________________________

②__________________________________________________________

在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，下图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。________________________________________。

(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速，轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰，通过计算说明，仅从一次碰撞考虑，用重水和石墨作减速剂，哪种减速效果更好？

解析：(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就玻尔把量子理论引入原子模型，并成功解释了氢光谱(或其他成就)查德威克发现了中子(或其他成就)。

(2)设中子质量为，靶核质量为M，由动量守恒定律

由能量守恒：

解得：

在重力中靶核质量：

在石墨中靶核质量：

与重力靶核碰后中子速度较小，故重水减速效果更好。

思路分析：(1)根据左手定则可以判断出粒子的电性，从而确定是哪种射线。

(2)根据动量守恒和动能守恒，求出速度。

[点评]该题第(1)问为识记题，第(2)为应用题，分别考查了物理学史、射线的性质以及动量守恒的应用。该题考查了物理学史，体现了新教材的特点。这些知识点很多年没有考查，复习过程中应重视。(Ⅱ、识记与综合应中、中)

命题思路：此题为3-5模块，注重基础的同时，更注重用物理模型解决实际问题的考查．

29．介子由两个夸克构成，而夸克之间的相互作用相当复杂．研究介子可通过用高能电子与之发生非弹性碰撞来进行．由于碰撞过程难于分析，为掌握其主要内涵，人们发展了一种简化了的“分粒子”模型．其主要内容为：电子只和介子的某部分(比如其中一个夸克)发生弹性碰撞．碰撞后的夸克再经过介子内的相互作用把能量和动量传给整个介子．该物理现象可用下面的简化模型来描述：如图所示，一个质量为M及动能为E的电子，与介子的一个质量为的夸克发生弹性碰撞．介子里另一个夸克的质量为．夸克间以一无质量的弹簧相连．碰撞前夸克处于静止状态，弹簧处于自然长度L．所有运动都是一维的，忽略一切相对论效应．则碰撞后夸克所获得的动能为(　 )

A．　 B．

C．

D．

答案：B

28．两个氘核聚变，必须使它们之间距离接近到，也就是接近到核力能够发生作用的范围．物质温度很高时，氘原子将变为等离子体，等离子的分子平均动能为，式中的叫玻耳兹曼常数，T为热力学温度，两个氘核之间的电势能为静电力常量，r为电荷之间的距离，则氘核发生聚变的温度至少应为(　 )

A．　 B．　　 C．　　 D．

答案：C

27．介子衰变的方程为，其中介子和介子带负的元电荷e，不带电．如图所示，两个匀强磁场方向相同，以虚线MN为理想边界，磁感应强度分别为．今有一个介子沿垂直于磁场的方向从A点射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP，P在MN上，介子在P点时速度为v，方向与MN垂直．在P点该介子发生了上述衰变，衰变后产生的介子以原速率沿反方向射回，其运动轨迹为图中虚线所示的“心”形图线．则以下说法中正确的是(　 )

A．介子的运行轨迹为PENCMDP

B．介子运行一周回到P点用时为

C．

D．介子做匀速直线运动

答案：BD

26．重元素的放射性衰变共有西个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是(　 )

A．Np237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n+1(n等于正整数)

B．从到，共发生7次衰变和4次衰变

C．可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期相对于地球年龄都比较短

D．天然的Np237系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过、

答案：ABC

25．太阳的能量来自下面的反应：四个质子(氢核)聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子．已知粒子的质量为，质子的质量为，电子的质量为，用N表示阿伏加德罗常数，用c表示光速．则太阳上2 kg的氢核聚变成粒子所放出能量为(　 )

A．　 B．

C．　 D．

答案：C

24．美国宇航局冥王星探测器“新地平线”是美东部时间2006年1月19日下午2时(北京时间20日凌晨3时)在佛罗里达州卡纳维拉尔角空军基地发射升空的．“新地平线”探测器重454 kg，携带7种科研仪器．由于冥王星离太阳太远，冥王星探测器“新地平线”无法使用太阳能，不得不依靠所携带的10. 9 kg钚丸，利用其放射性衰变释放出的能量发电‘关于钚丸()的放射性衰变，下述衰变方程正确的是(　 )

A．　　 B．

C．　　 D．

答案：B