原子在不停地做熱運(yùn)動，為了能高精度地研究孤立原子的性質(zhì)，必須使它們幾乎靜止下來并能在一個小的空間區(qū)域停留一段時間。例如：納米技術(shù)中需要移動或修補(bǔ)分子，科學(xué)家已發(fā)明了一種稱為“激光致冷”的儀器，原理如下：

    在一個真空室內(nèi)，一束非常直的Na—23原子束(通過樣品在1 000 K高溫下蒸發(fā)而獲得，原子做熱運(yùn)動的速率近似為v₀=1 000 m/s)，受一束激光的正面照射，如圖所示，設(shè)原子處在基態(tài)，運(yùn)動方向與激光光子的運(yùn)動方向相反，選好激光頻率使光子能量E等于鈉原子第一激發(fā)態(tài)與基態(tài)間的能量差，原子就能吸收它而發(fā)生躍遷，躍遷后原子的速度變?yōu)関₁,隨后該原子發(fā)射光子并回到基態(tài)，設(shè)所發(fā)射光子的運(yùn)動方向與速度v₀的方向總是相同，此時原子的速度為v₂，接著重復(fù)上述過程，直到原子的速度減小到零。

(1)求吸收和發(fā)射光子的總次數(shù)為多少?

(2)原子停留在激發(fā)態(tài)上的時間稱為原子在這種狀態(tài)下的壽命，大小約為τ=10^-8 s。忽略每次吸收和發(fā)射光子的時間，按上述方式，原子初速度v₀減小到零，共需多長時間?該時間內(nèi)原子總共走過的路程約為多少?(E=3.36×10^-19 J，鈉原子的質(zhì)量m=3.84×10^-26 kg，阿伏加德羅常數(shù)N_A=6.0×10²³ mol^-1，光速c=3.0×10⁸ m/s)

質(zhì)量為400 g的木塊M靜止在光滑的水平桌面上。一質(zhì)量為20 g的子彈m以500 m/s的速度v₀水平擊穿木塊，子彈穿出后的動能為原來的1/25，試求：

(1)在子彈穿過木塊的過程中，子彈和木塊組成的系統(tǒng)共損失了多少機(jī)械能?

(2)若在此過程中，子彈得到60%的熱量，子彈的溫度將升高多少?(設(shè)c_銅=4.6×10² J/kg·℃)

1801年，托馬斯·楊用雙縫干涉實(shí)驗(yàn)研究了光波的性質(zhì)。1834年，洛埃利用單面鏡同樣得到了楊氏干涉的結(jié)果(稱洛埃鏡實(shí)驗(yàn))。

(1)洛埃鏡實(shí)驗(yàn)的基本裝置如圖所示，S為單色光源，M為一平面鏡。試用平面鏡成像作圖法在答題卡上畫出S經(jīng)平面鏡反射后的光與直線發(fā)出的光在光屏上相交的區(qū)域。

(2)設(shè)光源S到平面鏡的垂直距離和到光屏的垂直距離分別為a和L，光的波長為λ，在光屏上形成干涉條紋。寫出相鄰兩條亮紋(或暗紋)間距離Δx的表達(dá)式。

1919年盧瑟福通過如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)___________。圖中A為放射源發(fā)出的__________粒子，B為____________氣。完成該實(shí)驗(yàn)的下列核反應(yīng)方程_______________。

一個U原子核在中子的轟擊下發(fā)生一種可能的裂變反應(yīng)，其裂變方程為U+n→X+Sr+n，則下列敘述正確的是(    )

A.X原子核中含有86個中子

B.X原子核中含有141個核子

C.因?yàn)榱炎儠r釋放能量，根據(jù)E=mc²，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加

D.因?yàn)榱炎儠r釋放能量，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少

一些研究人員正在研制一種新型鎳銅長效的“原子能”電池，它是采用銅和半衰期長達(dá)10年的放射性同位素鎳63(Ni)兩種金屬作為長壽命電池的材料。其基本原理是：將鎳63置于中央，四周包上很厚的銅皮，利用鎳63發(fā)生β衰變時釋放電子給銅片，用鎳63和銅片做電池兩極，為外接負(fù)載提供電能。下面有關(guān)該電池的說法正確的是(    )

A.鎳63的衰變方程是Ni→e+Cu

B.20年后，鎳63的質(zhì)量將為零

C.外接負(fù)載時鎳63的電勢比銅皮低

D.該電池內(nèi)電流方向是從銅皮到鎳

一群處于n=3激發(fā)態(tài)的氫原子向基態(tài)躍遷，輻射光以θ角照射到玻璃磚的上表面，所有的光都能從玻璃磚的下表面射出，如圖所示，下列說法中正確的是(    )

A.躍遷過程中將輻射出三種不同頻率的光

B.下表面射出的3條光線平行于入射光線

C.下表面射出的3條光線分別照射逸出功為1.89 eV的金屬，都能產(chǎn)生光電效應(yīng)

D.下表面射出的3條光線，用同一裝置分別做光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)，測得相鄰兩亮條紋間的寬度相同

抽制細(xì)絲時可用激光束監(jiān)控其粗細(xì)，如圖所示，激光束越過細(xì)絲時產(chǎn)生的條紋和它通過遮光板上的一條同樣寬度狹縫的規(guī)律相同，則(    )

A.這是利用光的干涉現(xiàn)象

B.這是利用光的衍射現(xiàn)象

C.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲粗了

D.如果屏上條紋變寬，表明細(xì)絲細(xì)了

現(xiàn)有a、b、c三束單色光，其波長關(guān)系為λ_a＞λ_b＞λ_c。用b光束照射某種金屬時，恰能發(fā)生光電效應(yīng)。若分別用a光束和c光束照射該金屬，則可以斷定(    )

A.a光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)

B.c光束照射時，不能發(fā)生光電效應(yīng)

C.a光束照射時，釋放出的光電子數(shù)目最多

D.c光束照射時，釋放出的光電子的最大初動能最小

在水面下同一深處，有兩個點(diǎn)光源P、Q能發(fā)出不同顏色的光。當(dāng)它們發(fā)光時，在水面上看到P光照亮的水面區(qū)域大于Q光，以下說法正確的是(    )

A.P光的頻率小于Q光

B.P光在水中的傳播速度小于Q光

C.P光的光子能量小于Q光

D.讓P光和Q光通過同一雙縫干涉裝置，P光的條紋間距小于Q光