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3．7

2．7

1．9

15．（13分）一群氫原子處于量子數(shù)n=4能級狀態(tài)，氫原子的能級圖如圖所示，則：

（1）氫原子可能發(fā)射幾種頻率的光子？

（2）氫原子由量子數(shù)n=4的能級躍遷到n=2的能級時輻射光 

子的能量是多少電子伏？

（3）用（2）中的光子照射下表中幾種金屬，哪些金屬能發(fā)

生光電效應(yīng)？發(fā)生光電效應(yīng)時，發(fā)射光電子的最大初動

能是多大？

幾種金屬的逸出功

金屬

銫

鈣

鎂

鈦

逸出功W/eV

14．（14分）如圖所示，在邊長為a的等邊三角形bcd所圍區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，某一時刻靜止于b點(diǎn)處的原子核X發(fā)生α衰變，α粒子沿bc方向射入磁場，經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后恰好由d射出且與cd邊相切．已知α粒子質(zhì)量為m，電荷量為2e，剩余核的質(zhì)量為M，衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，求原子核X的質(zhì)量．

13．（13分）人們常說“水滴石穿”，請你根據(jù)下面提供的信息，估算出水對石頭的沖擊力的大�。�一瀑布落差為h=20m，水流量為Q=0．10m³/s，水的密度kg/m³，水在最高點(diǎn)和落至石頭上后的速度都認(rèn)為是零．（落在石頭上的水立即流走，在討論石頭對水的作用時可以不考慮水的重力，g取10m/s²）

（2）已知打點(diǎn)計(jì)時器每隔0．02s打一個點(diǎn)，計(jì)算可知兩滑塊相互作用以前系統(tǒng)的總動量為__________kg?m/s；兩滑塊相互作用以后系統(tǒng)的總動量為___________kg?m/s（保留三位有效數(shù)字）．

（3）試說明（2）中兩結(jié)果不完全相等的主要原因是_____________________________．

       氣墊導(dǎo)軌做驗(yàn)證動量守恒定律的實(shí)

       驗(yàn)．氣墊導(dǎo)軌裝置如圖（a）所示，

       所用的氣墊導(dǎo)軌裝置由導(dǎo)軌、滑塊、

       彈射架等組成．在空腔導(dǎo)軌的兩個工

       作面上均勻分布著一定數(shù)量的小孔，

       向?qū)к壙涨粌?nèi)不斷通入壓縮空氣會從

       小孔中噴出，使滑塊穩(wěn)定地漂浮在導(dǎo)軌上，如圖 (b)所示，這樣就大大減小了因滑塊和導(dǎo)軌之間的摩擦而引起的誤差．

（1）下面是實(shí)驗(yàn)的主要步驟：

       ①安裝好氣墊導(dǎo)軌，調(diào)節(jié)氣墊導(dǎo)軌的調(diào)節(jié)旋鈕，使導(dǎo)軌水平；

       ②向氣墊導(dǎo)軌通入壓縮空氣；

       ③把打點(diǎn)計(jì)時器固定在緊靠氣墊導(dǎo)軌左端彈射架的外側(cè)，將紙帶穿過打點(diǎn)計(jì)時器這彈射架并固定在滑塊1的左端，調(diào)節(jié)打點(diǎn)計(jì)時器的高度，直至滑塊拖著紙帶移動時，紙帶始終在水平方向；

       ④使滑塊1擠壓導(dǎo)軌左端彈射架上的橡皮繩；

       ⑤把滑塊2放在氣墊導(dǎo)軌的中間；

       ⑥先______________，然后___________________，讓滑塊帶動紙帶一起運(yùn)動；

       ⑦取下紙帶，重復(fù)步驟④⑤⑥，選出理想的紙帶如圖（b）所示；

       ⑧測得滑塊1（包括撞針）的質(zhì)量310g，滑塊2（包括橡皮泥）的質(zhì)量為205g．試完善實(shí)驗(yàn)步驟⑥的內(nèi)容．

12．（12分）某同學(xué)利用打點(diǎn)計(jì)時器和

11．（8分）正電子（PET）發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像：它的基本原理是：將放射性同位素¹⁵O注入人體，參與人體的代謝過程．¹⁵O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：

     （1）寫出¹⁵O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式．

     （2）將放射性同位素¹⁵O注入人體，¹⁵O的主要用途（）

A．利用它的射線                           B．作為示蹤原子  

C．參與人體的代謝過程                 D．有氧呼吸

（3）設(shè)電子質(zhì)量為m，電量為q，光速為c，普朗克常數(shù)為h，則探測到的正負(fù)電子湮滅后生成的光子的波長=         ．

     （4）PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)           ．（填“長”或“短”或“長短均可”）