氫原子的能級(jí)圖如圖所示，一群氫原子處于量子數(shù)為n=4的激發(fā)態(tài)，當(dāng)它們自發(fā)地躍遷到較低能級(jí)時(shí)，最多可釋放出種不同頻率的光子；其中由n=能級(jí)躍遷到n=能級(jí)時(shí)發(fā)出的光子的頻率最�。�

氫原子的能級(jí)如圖所示，有一群處于n=4能級(jí)的氫原子．如果原子n=2向n=1躍遷所釋放光子的能量正好等于某種金屬材料的逸出功，則：
（1）這群氫原子發(fā)出的光譜中共有幾條譜線能使該金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)？分別是從哪個(gè)能級(jí)躍遷到哪個(gè)能級(jí)？
（2）從能級(jí)n=4向n=1發(fā)出的光照射該金屬材料，所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為多少？

核反應(yīng)堆的工作原理是利用中子轟擊重核發(fā)生裂變反應(yīng)，釋放出大量核能．核電站就是利用核反應(yīng)堆釋放的核能轉(zhuǎn)化為電能．
（1）核反應(yīng)方程式

235 92

U+⁰₁n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3 ⁰₁n 是反應(yīng)堆中發(fā)生的許多核反應(yīng)中的一種，以m_U、m_Ba、mkr分別表示

235 92

U、

141 56

Ba、

92 36

Kr核的質(zhì)量，m_n、m_p分別表示中子、質(zhì)子的質(zhì)量，c為光在真空中傳播的速度，求在上述核反應(yīng)過(guò)程中放出的核能△E．
（2）有一座發(fā)電能力為P=1.00×10⁶kW的核電站，核能轉(zhuǎn)化為電能的效率η=40%．假定反應(yīng)堆中發(fā)生的裂變反應(yīng)全是本題（1）中的核反應(yīng)，已知每次核反應(yīng)過(guò)程放出的核能△E=2.78×10^-11J，

235 92

U核的質(zhì)量mU=390×10-27kg．求每年（1年=3.15×10⁷s）消耗的

235 92

U的質(zhì)量．

①如果大量氫原子處在n=3的能級(jí)，會(huì)輻射出種頻率的光．
②在某些恒星內(nèi)部，3個(gè)

4 2

He原子結(jié)合成一個(gè)

12 6

C，

12 6

C原子的質(zhì)量為12.0000u，

4 2

He原子的質(zhì)量為4.0026u．已知1u=1.66×10 ^-27kg，則反應(yīng)過(guò)程中的質(zhì)量虧損為kg，釋放的能量是J．（已知光速為C=3.0×l0⁸m/s，以上兩結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字）

在電荷相互作用中，相距為r、電荷量Q₁、Q₂的兩異號(hào)點(diǎn)之間的電勢(shì)能E_P=-

kQ1Q2

r

（規(guī)定無(wú)窮遠(yuǎn)處為電勢(shì)零點(diǎn)）．電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)時(shí)，其總能量等于動(dòng)能和電勢(shì)能之和（元電荷用e表示）．
（1）電子繞氫原子核運(yùn)動(dòng)軌道半徑為r₁=r₀時(shí)，求電子的動(dòng)能和氫原子的總能量（用k、e、r₀表示）
（2）電子從半徑為r₂=4r₀的軌道躍遷到半徑為r₁=r₀的軌道時(shí)，輻射光子的頻率為多少？

下列說(shuō)法正確的是（　　）

（選做題）（請(qǐng)從A、B和C三小題中選定兩小題作答，并在答題卡相應(yīng)的答題區(qū)域內(nèi)作答，如都作答則按A、B兩小題評(píng)分）
A．（選修模塊3-3）
封閉在氣缸內(nèi)一定質(zhì)量的理想氣體由狀態(tài)A變到狀態(tài)D，其體積V與熱力學(xué)溫度關(guān)T系如圖所示，該氣體的摩爾質(zhì)量為M，狀態(tài)A的體積為V₀，溫度為T₀，O、A、D三點(diǎn)在同一直線上，阿伏伽德羅常數(shù)為N_A．
（1）由狀態(tài)A變到狀態(tài)D過(guò)程中
A．氣體從外界吸收熱量，內(nèi)能增加
B．氣體體積增大，單位時(shí)間內(nèi)與器壁單位面積碰撞的分子數(shù)減少
C．氣體溫度升高，每個(gè)氣體分子的動(dòng)能都會(huì)增大
D．氣體的密度不變
（2）在上述過(guò)程中，氣體對(duì)外做功為5J，內(nèi)能增加9J，則氣體（選“吸收”或“放出”）熱量J．
（3）在狀態(tài)D，該氣體的密度為ρ，體積為2V₀，則狀態(tài)D的溫度為多少？該氣體的分子數(shù)為多少？
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說(shuō)法中正確的是
A．X射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)比γ射線更強(qiáng)
B．在電磁波發(fā)射技術(shù)中，使電磁波隨各種信號(hào)而改變的技術(shù)叫做調(diào)諧
C．根據(jù)宇宙大爆炸學(xué)說(shuō)，遙遠(yuǎn)星球發(fā)出的紅光被地球接收到時(shí)可能是紅外線
D．愛因斯坦狹義相對(duì)論指出：真空中的光速在不同的慣性參考系中都是相同的
（2）如圖所示，直角三角形ABC為一棱鏡的橫截面，∠A=30°，棱鏡材料的折射率n=

3

．在此截面所在的平面內(nèi)，空氣中的一條光線平行于底邊AB從AC邊上的M點(diǎn)射入棱鏡，經(jīng)折射射到AB邊．光線從AC邊進(jìn)入棱鏡時(shí)的折射角為，試判斷光線能否從AB邊射出，（填“能”或“不能”）．
（3）一列簡(jiǎn)諧橫波由P點(diǎn)向Q點(diǎn)沿直線傳播，P、Q兩點(diǎn)相距1m．甲、乙分別為P、Q兩質(zhì)點(diǎn)的振動(dòng)圖象，如圖所示，如果波長(zhǎng)λ＞1m，則波的傳播速度為多少？

C．（選修模塊3-5）
（1）一個(gè)質(zhì)子以1.0×10⁷m/s的速度撞入一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙�子核，已知鋁核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列判斷中正確的是．
A．核反應(yīng)方程為₁₃²⁷Al+₁¹H→₁₄²⁸Si
B．核反應(yīng)方程為₁₃²⁷Al+₀¹n→₁₄²⁸Si
C．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為10⁷m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為10⁵m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致
（2）目前，日本的“核危機(jī)”引起了全世界的矚目，核輻射放出的三種射線超過(guò)了一定的劑量會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生傷害．三種射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)由弱到強(qiáng)的排列是
A．α射線，β射線，γ射線
B．β射線，α射線，γ射線
C．γ射線，α射線，β射線
D．γ射線，β射線，α射線
（3）太陽(yáng)能量來(lái)源于太陽(yáng)內(nèi)部氫核的聚變，設(shè)每次聚變反應(yīng)可以看作是4個(gè)氫核（₁¹H）結(jié)合成1個(gè)氦核（₂⁴He），同時(shí)釋放出正電子（₁⁰e）．已知?dú)浜说馁|(zhì)量為m_P，氦核的質(zhì)量為m_α，正電子的質(zhì)量為m_e，真空中光速為c．計(jì)算每次核反應(yīng)中的質(zhì)量虧損及氦核的比結(jié)合能．

“神舟”五號(hào)在返回的過(guò)程中，為了使返回艙能安全著陸，需在10km的高度上打開降落傘．返回艙上的靜壓高度控制器通過(guò)測(cè)量大氣壓強(qiáng)判定高度．靜壓高度控制器通過(guò)氣體對(duì)單位面積的壓力大小來(lái)計(jì)算高度．當(dāng)外界大氣溫度發(fā)生變化時(shí)，固定容器內(nèi)氣體壓強(qiáng)發(fā)生變化（壓強(qiáng)與溫度在理想狀況下成正比），氣體對(duì)側(cè)面的壓力通過(guò)靜壓高度控制器顯示，（如圖）．已知地面溫度為27℃，壓強(qiáng)為1.0×10⁵Pa，容器內(nèi)壁與靜壓控制器連接部分側(cè)面積為20cm²，假設(shè)氣體為理想氣體，在10km以內(nèi)每升高1km溫度下降6℃，求在8km高度時(shí)，靜壓控制器示數(shù)．

如圖，粗細(xì)均勻，內(nèi)徑很小，兩端開口的U形管豎直放置．兩管的豎直部分高度為20厘米，水平部分BC長(zhǎng)16厘米．一空氣柱把管內(nèi)水銀分成左右兩部分．大氣壓強(qiáng)P₀=76cmHg，當(dāng)空氣柱溫度為T₀=273K，長(zhǎng)為L(zhǎng)₀=10cm 時(shí)，水平管BC內(nèi)左邊水銀柱長(zhǎng)為2cm，豎直管AB內(nèi)水銀柱長(zhǎng)也為2cm．
求：
（1）空氣柱右邊水銀柱總長(zhǎng)是多少？
（2）當(dāng)空氣柱溫度升高到多少時(shí)，左邊水銀恰好全部進(jìn)入豎直管AB內(nèi)？
（3）為使空氣柱左側(cè)管中水銀全部溢出，空氣柱溫度至少要升高到多少？