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选修 3—5
波粒二象性
1、(2011 新课标卷 35 题(1))在光电效应试验中,某金属的截止频率相应的波长为 λ0,
该金属的逸出功为______。若用波长为 λ(λ<λ0)单色光做实验,则其截止电压为
______。已知电子的电荷量,真空中的光速和布朗克常量分别为 e,c 和 h。
7 答案: hc/λ0
解析:金属的逸出功等于 W=hc/λ0.若用波长为 λ(λ<λ0)单色光做实验,由爱因斯坦光
电效应方程,Ek= hc/λ-W,而 Ek=eU,联立解得其截止电压为 U= 。
6 . (2010 天津理综物理)用同一光电管研究 a、b 两种单色光产生的
光电效应,得到光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系如图。则
这两种光
A.照射该光电管时 a 光使其逸出的光电子最大初动能大
B.从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大
C.通过同一装置发生双缝干涉,a 光的相邻条纹间距大
D.通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度大
【解析】由光电流 I 与光电管两极间所加电压 U 的关系图象可知,a 光的截止电压小于 b 光,
a 光的饱和电流大于 b 光,说明 a 光光子能量小于 b 光,照射该光电管时 a 光使其逸出的光
电子最大初动能小,选项 A 错误;根据 a 光光子能量小于 b 光,a 光频率小于 b 光,在玻璃
中 a 光的折射率小于 b 光,通过同一玻璃三棱镜时,a 光的偏折程度小,选项 D 错误;根据
全反射临界角公式可知,从同种玻璃射入空气发生全反射时,a 光的临界角大,选项 B 正确;
根据 a 光频率小于 b 光,由频率与波长关系,a 光波长大于 b 光,通过同一装置发生双缝干
涉,a 光的相邻条纹间距大,选项 C 正确。
【答案】BC
0
0
hc
e
λ λ
λ λ
−
0
0
hc
e
λ λ
λ λ
−
5(2012·海南物理)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能 Ek,下列说法正确的
是
A.对于同种金属,Ek 与照射光的强度无关
B.对于同种金属,Ek 与照射光的波长成反比
C.对于同种金属,Ek 与光照射的时间成正比
D.对于同种金属,Ek 与照射光的频率成线性关系
E.对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek 与金属的逸出功成线性关系
【答案】ADE
4.(2012·上海物理)根据爱因斯坦的“光子说”可知 ( B )
(A)“光子说”本质就是牛顿的“微粒说”
(B)光的波长越大,光子的能量越小
(C)一束单色光的能量可以连续变化
(D)只有光子数很多时,光才具有粒子性
3. (2011 广东理综卷第 18 题)光电效应实验中,下列表述正确的是BD
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
1.(2012·上海物理)在光电效应实验中,用单色光照时某种金属表面,有光电子逸出,则光
电子的最大初动能取决于入射光的 ( )
(A)频率 (B)强度 (C)照射时间(D)光子数目
【答案】:A【解析】:在光电效应实验中,用单色光照时某种金属表面,有光电子逸出,
根据光电效应方程,光电子的最大初动能取决于入射光的频率,选项 A 正确。
18(2011广东).光电效应实验中,下列表述正确的是
A.光照时间越长光电流越大
B.入射光足够强就可以有光电流
C.遏止电压与入射光的频率有关
D.入射光频率大于极限频率才能产生光电子
解析:光电流的大小只与到达阳极的光电子个数有关,A 错。由 hv=W+Ek 和 Uq=Ek 知,CD 正
确。选 CD
2.(2011 江苏物理)下列描绘两种温度下黑体辐射强度与波长关系的图中,符合黑体辐射
规律的是
答案:A 解析:黑体辐射的强度随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都增加,另一
方面辐射强度的极大值向着波长较短的方向移动,所以选项 A 正确。
例 5、03 上海 15.(5 分)在右图所示的光电管的实验中,发现用一定频率的 A 单色光照射
光电管式,电流表指针会发生偏转,而用另一频率的 B 单色光照射时
不发生光电效应,那么 ( )
A.A 光的频率大于 B 光的频率
B.B 光的频率大于 A 光的频率
C.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 a 流向 b
D.用 A 光照射光电管时流过电流表 G 的电流方向是 b 流向 a
例 4.(2010 江苏物理卷第 12C 题)研究光电效应电路如图所示,用频
率相同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极 K),钠极板发射出的光电子被
阳极 A 吸收,在电路中形成光电流。下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 的关系图象中,
正确的是 .
例8.(2011上海物理第17题).用极微弱的可见光做双缝干涉实验,随着时间的增加,在屏
上先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像,则
(A)图像(a)表明光具有粒子性
(B)图像(c)表明光具有波动性
(C)用紫外光观察不到类似的图像
(D)实验表明光是一种概率波
【解析】图像(a)只有分散的亮点,
表明光具有粒子性;图像(c)呈现干
涉条纹,表明光具有波动性;用紫外光也可以观察到类似的图像,实验表明光是一种概率波,
选项 ABD 正确。
【答案】ABD
akU
光电管
电源
G
a
b
7.(2011 年高考·福建理综卷)爱因斯坦提出了光量子概念并成功地解释光电效应的
规律而获得 1921 年的诺贝尔物理学奖。某种金属逸出光电子的最大初动能 Ekm 与入射光频
率ν的关系如图所示,其中ν0 为极限频率。从图中可以确定的是__D____。(填选项前的
字母)
A.逸出功与ν有关 B.Ekm 与入射光强度成正比
C.ν<ν0时,会逸出光电子 D.图中直线的斜率与普朗克常量有关
(1)在光电效应试验中,某金属的截止频率相应的波长为,该金属的逸出功为______。若
用波长为(<0)单色光做实验,则其截止电压为______。已知电子的电荷量,真空中的光速
和布朗克常量分别为 e,c 和 h
(1)由 和 得
由爱因斯坦质能方程 和 得
原子结构与原子核
1.(2011年高考·上海卷)卢瑟福利用α粒子轰击金箔的实验研究原子结构,正确反映实
验结果的示意图是D
A. B. C. D.
3.(2011年高考·上海卷)在存放放射性元素时,若把放射性元素①置于大量水中;②密
封于铅盒中;③与轻核元素结合成化合物。则( )
A.措施①可减缓放射性元素衰变 B.措施②可减缓放射性元素衰变
C.措施③可减缓放射性元素衰变 D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变
3.D
6.(2011 年高考·重庆理综卷)核电站核泄漏的污染物中含有碘 131 和铯 137。碘 131
的半衰期约为 8 天,会释放 β 射线;铯 137 是铯 133 的同位素,半衰期约为 30 年,发生衰
极限逸 νhw = λν c=
0λ
chw =逸
逸wchEk −= λ UeEk = λλ
λλ
0
0 −=
e
hcU 截止
O νν0
Ekm
变期时会辐射 γ 射线。下列说法正确的是[来源:学科网]
A.碘 131 释放的 β 射线由氦核组成
B.铯 137 衰变时辐射出的 γ 光子能量小于可见光光子能量
C.与铯 137 相比,碘 131 衰变更慢
D.铯 133 和铯 137 含有相同的质子数
6.D 解析:β 射线是高速电子流,α 射线才是由氦核组成,A 错误;γ 光子在所有电磁
波中频率最高,能量最大,B 错误;半衰期越小衰变越快,应该是碘 131 衰变更快,C 错误;
与铯 133 和铯 137 是同位素,质子数相同中子数不同,D 正确。
(全国卷 1)14.原子核 经放射性衰变①变为原子核 ,继而经放射性衰变②变
为原子核 ,再经放射性衰变③变为原子核 。放射性衰变 ①、②和③依次为
A.α 衰变、β 衰变和 β 衰变 B.β 衰变、β 衰变和 α 衰变
C.β 衰变、α 衰变和 β 衰变 D.α 衰变、β 衰变和 α 衰变
【答案】A
(1)(5 分)用频率为的光照射大量处于基态的氢原子,在所发射的光谱中仅能观测到频率分
别为 的三条谱线,且 ,则_______.(填入正确选项前的字母)
A、 B、 C、 D、
答案:B
解析:大量氢原子跃迁时只有三个频率的光谱,这说明是从 n=3 能级向低能级跃迁,根
据能量守恒有, ,解得: ,选项 B 正确。
(天津卷)2.下列关于原子和原子核的说法正确的是
A.β 衰变现象说明电子是原子核的组成部分
B.波尔理论的假设之一是原子能量的量子化
C.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
D.比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固
答案:B
4.(2008·全国Ⅱ理综·20)中子和质子结合成氘核时,质量亏损为 ,相应的能量
=2.2MeV 是 氘 核 的 结 合 能 。 下 列 说 法 正 确 的 是
238
92 U 234
90Th
234
91Pa 234
92 U
1 2 3v v v、 、 3 2 1v v v> >
0 1v v< 3 2 1v v v= + 0 1 2 3v v v v= + +
1 2 3
1 1 1
v v v
= +
123 ννν hhh += 3 2 1v v v= +
m∆
2mcE ∆=∆
( AD )
A.用能量小于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核不能分解为一个质子和一个中子
B.用能量等于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,
它们的动能之和为零
C.用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,
它们的动能之和为零
D.用能量大于 2.2 MeV 的光子照射静止氘核时,氘核可能分解为一个质子和一个中子,
它们的动能之和不为零
(上海物理)4.现已建成的核电站的能量来自于
(A)天然放射性元素衰变放出的能量 (B)人工放射性同位素放出的的能量
(C)重核裂变放出的能量 (D)化学反应放出的能量
答案:C
9.(2011 年高考·天津理综卷)下列能揭示原子具有核式结构的实验是C
A.光电效应实验 B.伦琴射线的发现
C.α 粒子散射实验 D.氢原子光谱的发现
(广东卷)18.关于核衰变和核反应的类型,下列表述正确的有
A. 是 α 衰变 B. 是 β 衰变
C. 是轻核聚变 D . 是重核裂变
答案:AC
解析:B 为人工核转变,D 为衰变,选 AC。
5. ( 2008 · 四 川 理 综 · 15 ) 下 列 说 法 正 确 的 是
( A )
A.γ射线在电场和磁场中都不会发生偏转
B.β射线比α射线更容易使气体电离
C.太阳辐射的能量主要来源于重核裂变
D.核反应堆产生的能量来自轻核聚变
7. ( 2008 · 广 东 物 理 · 6) 有 关 氢 原 子 光 谱 的 说 法 正 确 的 是
( BC )
A.氢原子的发射光谱是连续谱
HeThU 4
2
234
90
238
92 +→ HOHeN 1
1
17
8
4
2
14
7 +→+
nHeHH 1
0
4
2
3
1
2
1 +→+ eHeKrSe 0
1
4
2
82
36
82
34 2−+→
B.氢原子光谱说明氢原子只发出特点频率的光
C.氢原子光谱说明氢原子能级是分立的
D.氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关
11.(2011 年高考·浙江理综卷)关于天然放射现象,下列说法正确的是D
A.α 射线是由氦原子核衰变产生
B.β 射线是由原子核外电子电离产生
C.γ 射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D.通过化学反应不能改变物质的放射性
12.(2011 年高考·上海卷)天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所
示,由此可推知
A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强,是一种电磁波
C.③的电离作用较强,是一种电磁波D.③的电离作用最弱,属于原子核内释放的光子
(09 年北京卷)14.下列现象中,与原子核内部变化有关的是
A.粒子散射现象 B.天然放射现象
C.光电效应现象 D.原子发光现象
答案:B
5.(09·广东物理·2)科学家发现在月球上含有丰富的 (氦 3)。它是一种高效、清洁、
安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为 。关于
聚变下列表述正确的是
A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用 聚变反应发电
解析:聚变反应时将质量较小的轻核聚变成质量较大的核,聚变过程会有质量亏损,要放出
大量的能量。但目前核电站都采用采用铀核的裂变反应。因此 B 正确。
1、(09 年全国卷Ⅰ)氦氖激光器能产生三种波长的激光,其中两种波长分别为=0.6328µm,
=3.39µm,已知波长为的激光是氖原子在能级间隔为 =1.96eV 的两个能级之间跃迁产生
3
2 He
3 3 1 4
2 2 1 22He He H He+ → +
3
2 He
3
2 He
1E∆
纸 铝 铅三种射线
①
②
③
的。用 表示产生波长为的激光所对应的跃迁的能级间隔,则 的近似值为
A.10.50eV B.0.98eV C.0.53eV D.0.36eV
答案:D
解 析 : 本 题 考 查 波 尔 的 原 子 跃 迁 理 论 . 根 据 , 可 知 当
当 时,连立可知 。
2、(09 年全国卷Ⅱ)氢原子的部分能级如图所示。已知可见光的光子能量在 1.62eV 到
3.11eV 之间。由此可推知, 氢原子
A. 从高能级向 n=1 能级跃迁时了出的光的波长比可见光的短
B. 从高能级向 n=2 能级跃迁时发出的光均为可见光
C. 从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的频率比可见光的高
D. 从 n=3 能级向 n=2 能级跃迁时发出的光为可见光
答案:AD
解析:本题考查玻尔的原理理论. 从高能级向 n=1 的能级跃迁
的过程中辐射出的最小光子能量为 9.20ev,不在 1.62eV 到 3.11eV 之
间,A 正确.已知可见光子能量在 1.62eV 到 3.11eV 之间从高能级向
n=2 能级跃迁时发出的光的能量 3.40ev,B 错. 从高能级向 n=3 能级跃迁时发出的光的频率
只有能量大于 3.11ev 的光的频率才比可见光高,C 错.从 n=3 到 n=2 的过程中释放的光的能
量等于 1.89ev 介于 1.62 到 3.11 之间,所以是可见光 D 对。
4、(09 年上海物理)放射性元素衰变时放出三种射线,按穿透能力由强到弱的排列顺序是
A.α射线,β射线,γ射线 B.γ射线,β射线,α射线,
C.γ射线,α射线,β射线 D.β射线,α射线,γ射线
答案:B
(09 年广东物理)2.科学家发现在月球上含有丰富的 (氦 3)。它是一种高效、清洁、
安全的核聚变燃料,其参与的一种核聚变反应的方程式为 。关于
聚变下列表述正确的是
A.聚变反应不会释放能量 B.聚变反应产生了新的原子核
C.聚变反应没有质量亏损 D.目前核电站都采用 聚变反应发电
2E∆ 2E∆
λυυ chE ==∆ ,
,6328.0,196 mevE µλ ==∆ mµλ 39.3= evE 36.02 =∆
3
2 He
3 3 1 4
2 2 1 22He He H He+ → +
3
2 He
3
2 He
答案:B
5.(2011 全国卷 1).已知氢原子的基态能量为 E,激发态能量 ,其中 n=2,3…。
用 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光子的最
大波长为
A. B. C. D.
解析:原子从 n=2 跃迁到+所以 故: 选 C
6、(09 年浙江卷)氮原子核由两个质子与两个中子组成,这两个质子之间存在着万有引力、
库伦力和核力,则 3 种力从大到小的排列顺序是
A.核力、万有引力、库伦力 B.万有引力、库伦力、核力
C.库伦力、核力、万有引力 D.核力、库伦力、万有引力
答案:D
18 (2011 全国卷 1).已知氢原子的基态能量为 E,激发态能量 ,其中
n=2,3…。用 h 表示普朗克常量,c 表示真空中的光速。能使氢原子从第一激发态电离的光
子的最大波长为
A. B. C. D.
解析:原子从 n=2 跃迁到+所以 故: 选 C
广东 2.下列说法不正确的是 D
A. 是聚变
B. 是裂变
C. 是α衰变
D. 是裂变
4.铀裂变的产物之一氪 90( )是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆 90
( ),这些衰变是 (B)
A.1 次α衰变,6 次β衰变 B.4 次β衰变
C.2 次α衰变 D.2 次α衰变,2 次β衰变
16.(06·重庆理综·17)14C 是一种半衰期为 5730 年的放射性同位素。若考古工作者探测
到 某 古 木 中 14C 的 含 量 为 原 来 的 , 则 该 古 树 死 亡 时 间 距 今 大 约
( B )
A.22920 年 B.11460 年 C.5730 年 D.2865 年
2
1 /nE E n=
1
4
3
hc
E
−
1
2hc
E
−
1
4hc
E
−
1
9hc
E
−
1
2 4
Ehc E Eλ +∞= − = −
1
4hc
E
λ = −
2
1 /nE E n=
1
4
3
hc
E
−
1
2hc
E
−
1
4hc
E
−
1
9hc
E
−
1
2 4
Ehc E Eλ +∞= − = −
1
4hc
E
λ = −
nHeHH 1
0
4
2
3
1
2
1 +→+
n2SrXenU 1
0
94
38
140
54
1
0
235
92 ++→+
HeRnRa 4
2
222
86
226
88 +→
eMgNa 0
1
24
12
24
11 −+→
Kr90
36
Zr90
40
4
1
湖南 14.现有 1200 个氢原子被激发到量子数为 4 的能级上,若这些受激氢原子最后都回到
基态,则在此过程中发出的光子总数是多少?假定处在量子数为 n 的激发态的氢原子跃
迁到各较低能级的原子数都是处在该激发态能级上的原子总数的 。
A.2200 B.2000 C.1200 D.24 00
0417. 氦原子被电离一个核外电子,形成类氢结构的氦离
子。已知基态的氦离子能量为,氦离子能级的示意图如图所
示。在具有下列能量的光子中,不能被基太氦离子吸收而发
生跃迁的是
A. 40.8eV B. 43.2eV C. 51.0eV D.
54.4eV
19.氢原子的能级是氢原子处于各个定态时的能量值,它包
括氢原子系统的电势能和电子在轨道上运动的动能,氢原子的电子由外层轨道跃迁到内层轨
道时,
A 氢原子的能量减小,电子的动能增加 B 氢原子的能量增加,电子的动能增加
C 氢原子的能量减小,电子的动能减小 D 氢原子的能量增加,电子的动能减小
31.(05·全国Ⅱ·17)图中画出了氢原子的 4 个能级,并注明了相应的能量 E。
处在 n=4 的能级的一群氢原子向低能级跃迁时,能够发出若干种不同频率的光
波。已知金属钾的逸出功为 2.22eV。在这些光波中,能够从金属钾的表面打出
光电子的总共有 ( C )
A.二种 B.三种 C.四种 D.五种
(09 年浙江卷)15.氮原子核由两个质子与两个中子组成,这两
个质子之间存在着万有引力、库伦力和核力,则 3 种力从大到小
的排列顺序是
A.核力、万有引力、库伦力 B.万有
引力、库伦力、核力
C.库伦力、核力、万有引力 D.核力、库伦力、万有引力
答案:D
7. ( 09 · 天 津 · 6 ) 下 列 说 法 正 确 的 是
( BD )
A. 是衰变方程
B. 是核聚变反应方程
C. 是核裂变反应方程
D. 是原子核的人工转变方程
1n
1
−
15 1 12 4
7 1 6 2N H C He+ → +
1 2 3
1 1 2H H He+ → + γ
238 234 4
92 90 2U Th He→ +
4 27 30 1
2 13 15 0He Al P n+ → +
∞E 0
4E -3.4eV
3E -6.0eV
2E -13.6eV
1E -54.4eV
n En/eV
0-0.85
-1.51
-3.4
-13.6
∞4
3
2
1
解析:A 选项中 在质子的轰击下发生的核反应,属于人工转变,A 错;C 选项是α 衰
变,不是裂变,C 错。
2. ( 07 · 北 京 理 综 · 14 ) 下 列 说 法 正 确 的 是
( D )
A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
B.汤姆生发现电子,表明原子具有核式结构
C.一束光照射到某种金属上不能发生光电效应,是因为该束光的波长太短
D.按照波尔理论,氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,电子
的动能减小,原子总能量增加
3.(07·广东 A 卷·2)如图所示为氢原子的四个能级,其中 E1 为基态,若氢原子 A 处于激
发 态 E2 , 氢 原 子 B 处 于 激 发 态 E3 , 则 下 列 说 法 正 确 的 是
( B )
A.原子 A 可能辐射出 3 种频率的光子
B.原子 B 可能辐射出 3 种频率的光子
C.原子 A 能够吸收原子 B 发出的光子并跃迁道能级 E4
D.原子 B 能够吸收原子 A 发出的光子并跃迁道能级 E4
4.(07 江苏·4) μ 子与氢原子核(质子)构成的原子称为 μ 氢原子(hydrogen muon atom),
它在原子核物理的研究中有重要作用。图为 μ 氢原子的能级示意图。假定光子能量为 E
的一束光照射容器中大量处于 n=2 能级的 μ 氢原子,μ 氢原子吸收光子后,发出频率为
γ1、γ2、γ3、γ4、γ5、和 γ6 的光,且频率依次增大,则 E
等于 ( C )
A.h(γ3-γ1 ) B.h(γ5+γ6)
C.hγ3D.hγ4
7.(07·全国理综Ⅱ·18)氢原子在某三个相邻能级之间
跃迁时,可发生三种不同波长的辐射光。已知其中的两
个 波 长 分 别 为 λ1 和 λ2 , 且 λ1 > λ2 , 则 另 一 个 波 长 可 能 是
( CD )
A.λ1+λ2B.λ1-λ2C. D.
6.(07·全国理综Ⅰ·19)用大量具有一定能量的电子轰击大量处于基态的氢原子,观
N15
7
1 2
1 2
λ λ
λ λ+
1 2
1 2
λ λ
λ λ−
-2529.6
-632.4
-281.1
-158.1
-101.20
1
2
3
45∞
n E/eV
测到了一定数目的光谱线。调高电子的能量再次进行观测,发现光谱线的数目比原
来增加了 5 条。用△n 表示两次观测中最高激发态的量子数 n 之差,E 表示调高后电
子的能量。根据氢原子的能级图可以判断,△n 和 E 的可能值为 ( A D )
A.△n=1,13.22 eV<E<13.32 eV
B.△n=2,13.22eV<E<13.32eV
C.△n=1,12.75 eV<E<13.06 eV
D.△n=2,12.72 eV<E<13.06 eV
23.关于半衰期,以下说法正确的是
A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。
B.升高温度可以使半衰期缩短
C.氡的半衰期为 3.8 天,若有 4 个氡原子核,经过 7.6 天就只剩下 1 个
D.氡的半衰期为 3.8 天,4 克氡原子核,经过 7.6 天就只剩下 1 克
46.如图所示是原子核的核子平均质量与原子序数 Z 的关系图象.下列说法中正确的是
A.若 D 和 E 能结合成 F,结合过程一定要释放能量
B.若 D 和 E 能结合成 F,结合过程一定要吸收能量
C.若 A 能分裂成 B 和 C,分裂过程一定要释放能量
D.若 A 能分裂成 B 和 C,分裂过程一定要吸收能量
27.放射性元素的半衰期以下说法中止确的是:
A.半衰期是指原子核中核子数减少一半所需的时间
B.半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间
C.半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半贯穿能力最强
D.半衰期是指具有放射性的物体总质量减少一半所需的时间
12.(07·重庆理综·18)真空中有一平行板电容器,两极板分别由铂和钾(其极限波长分
别为 λ1 和 λ2)制成,板面积为 S,间距为 d。现用波长为 λ(λ1<λ<λ2 的单色光持续照射两板
内 表 面 , 则 电 容 器 的 最 终 带 电 量 Q 正 比 于
( D )
A. B. C. D.
13.(06·全国理综Ⅱ·14)现有三个核反应
①
②
③
下列说法正确的是( C )
A.①是裂变,②是衰变,③是聚变
−
1
1
λλ
λλ
S
d
−
2
12
λλ
λλ
S
d
−
1
1
λλ
λλ
d
S
−
2
2
λλ
λλ
d
S
emgNa 0
1
24
12
24
11 −+→
n3rKBanU 1
0
92
36
141
56
1
0
235
92 ++→+
nHeHH 1
0
4
2
3
1
2
1 +→+
-0.54
-
13.60
-3.40
-1.50
-0.85
-0.38
-0.28
1
2
3
4
5
67
n E/e
V
B.①是聚变,②是裂变,③是衰变
C.①是衰变,②是裂变,③是聚变
D.①是衰变,②是聚变,③是裂变
20.(06·北京·13)目前核电站利用的核反应是 ( A )
A.裂变,核燃料为铀 B.聚变,核燃烧为铀 C.裂变,核燃烧为氘 D.聚变,
核燃料为氘
21.(05·北京·16)为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献,联合国将 2005 年定为“国际物
理年”。对于爱
因斯坦提出的质能方程 E=mc2,下列说法中不正确的是 ( D )
A.E=mc2 表明物体具有的能量与其质量成正比
B.根据ΔE=Δmc2 可计算核反应的能量
C.一个质子和一个中子结合成一个氘核时释放能量,表明此过程出现了质量亏损
D.E=mc2 中的 E 是发生核反应中释放的核能
24.(05·江苏理综·23)下列四个方程中,表示重核裂变的是 ( C )
A. B.
C. D.
15.(06·四川·16)某核反应方程为 H+H→He+X.已知 H 的质量为 2.0136u.H 的质量为
3.018u,He 的 质 量 为 4.0026u,X 的 质 量 为 1.0087u. 则 下 列 说 法 中 正 确 的 是
( B )
A.X 是质子,该反应释放能量 B.X 是中子,该反应释放能量
C.X 是质子,该反应吸收能量 D. X 是中子,该反应吸收能量
29.(05·天津·20)现用电子显微镜观测线度为 d 的某生物大分子的结构。为满足测量要
求,将显微镜工
作时电子的德布罗意波长设定为 d/n,其中 n>1。已知普朗克常量 h、电子质量 m 和电子
电 荷 量 e , 电 子 的 初 速 度 不 计 , 则 显 微 镜 工 作 时 电 子 的 加 速 电 压 应 为
( D )
A. B. C. D.
33.目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料,这些岩石都不同程度地含有放射
eMgNa 0
112
2424
11 −+→ HOHeN 1
1
17
8
4
2
14
7 +→+
n3BaKrnU 1
0
141
56
92
36
1
0
235
95 ++→+ nHeHH 1
0
4
2
3
1
2
1 +→+
2
22
med
hn 3
1
32
22
en
hmd
2
22
2men
hd
2
22
2med
hn
性元素。如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡,氡会发生放射性衰变,放出、、
射线。则下列说法正确的是
A. 射线一般伴随着或射线产生,其中射线的穿透能力最强,电离能力也最强
B.氡的半衰期为 3.8 天,若取 4 个氡原子核,经 7.6 天后就一定剩下一个原子核了
C.由核反应方程 可知核反应前后质量守恒、核电荷数守恒
D.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
E.射线一般伴随着或射线产生,在这三种射线中,射线的穿透能力最强,电离能力最弱
F.发生衰变时,生成核与原来的核相比,中子数减少了 4 个
35.北京奥运会场馆周围 80%~90%的路灯利用太阳能发电技术,90%的洗浴热水采用全玻
真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部所发生的一系列核反应形成的。其
主要的核反应过程可表示为
A. B.
C. D.
(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为 0.5MeV 的质子 H 轰击静止
的 X,生成两个动能均为 8.9MeV 的 He.(1MeV=1.6×-13J)
①上述核反应方程为___________。
②质量亏损为_______________kg。
解析:
( 1 ) 或 ,
。
考点:原子核
(09 年海南物理)19.模块 3-5 试题
(II)(7 分)钚的放射性同位素 静止时衰变为铀核激发态 和粒子,而铀核激
发态 立即衰变为铀核 ,并放出能量为 的光子。已知: 、
和粒子的质量分别为 、 和
(1)写出衰变方程;
(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略,球粒子的动能。
解析:(Ⅱ)(1)衰变方程为
HeThU 4
2
234
90
238
92 +→
eHeH 0
1
4
2
1
1 24 +→ HoHeN 1
1
17
8
4
2
14
7 +→+
nSrXenu 1
0
90
38
136
54
1
0
235
92 10++→+ HeThU 4
2
234
90
238
92 +→
1
1
4
2
1 7 4 4
1 3 2 2H X He He+ → + 1 7 4 4
1 3 2 2H Li He He+ → +
29
2 3.1 10Em KgC
−∆ = = ×
239
94 Pu 235
92 U ∗
235
92 U ∗ 235
92 U 0.097MeV 239
94 Pu 235
92 U
239.0521uPum = 235.0439uum = 4.0026umα =
21 931.5MeV/cu =
239 235 *
94 92Pu U α→ +
235 * 235
92 92U U λ→ +
或合起来有
(2)上述衰变过程的质量亏损为
放出的能量为
这能来那个是轴核 的动能、粒子的动能和光子的能量之和
由④⑤⑥式得
设衰变后的轴核和粒子的速度分别为和,则由动量守恒有
又由动能的定义知
由⑧⑨式得
由⑦⑩式得
代入题给数据得
评分参考:本题 7 分。第(1)问 2 分,①②各 1 分,若只写出③式,也给这 2 分;第
(2)问 5 分,⑦○11 式各 2 分;○12 式 1 分。得 的,同样给分。
19.(2008·上海物理·2B)放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时,往往会
同时伴随着___________辐射。已知 A、B 两种放射性元素的半衰期分别为 T1 和 T2,t=
239 235
94 92Pu U α γ→ + +
Pu Um m m mα∆ = − −
2E c m∆ = ⋅∆
235
92 U
U yE E E Eα∆ = + +
2( )U Pu U yE E m m m c Eα α+ = − − −
U Um v m vα α=
2 21 1,2 2U U U aE m v E m vα α= =
U a
a y
E m
E m
=
2( )U
a Pu U
U
mE m m m c Em m α γ
α
= − + − −
5.034MeVEα =
5.033MeVEα =
T1•T2 时间后测得这两种放射性元素的质量相等,那么它们原来的质量之比 mA:mB =
_________。
答案 γ 2T22T1
解析:放射性元素的原子核在 α 衰变或 β 衰变生成新原子核时,往往以 γ 光子的形式释
放能量,即伴随 γ 辐
射;根据半衰期的定义,经过 t=T1·T2 时间后剩下的放射性元素的质量相同,则
mA
2T2 =
mB
2T1 ,
故 mA:mB=
2T2: 2T1
39.(06·江苏·18)天文学家测得银河系中氦的含量约为 25%。有关研究表明,宇宙中氦
生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后 2 分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生
后,由恒星内部的氢核聚变反应生成的。
(1)把氢核聚变反应简化为 4 个氢核()聚变成氦核( ),同时放出 2 个正电子()
和 2 个中微子(),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量。
(2)研究表明,银河系的年龄约为 t=3.8×1017s,每秒钟银河系产生的能量约为 1×1037J
(即 P=1×1017J/s)。现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的
含量(最后结果保留一位有效数字)
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断。
(可能用到的数据:银河系质量约为 M=3×1041kg,原子质量单位 1u=1.66×10-27kg,
1u 相当于 1.5×10-10J 的能量,电子质量 m=0.0005u,氦核质量 mα=4.0026u,氢核质量
mP=1.0078u,中微子的质量为零)
答案:(1)
(2)
氦的含量
(3)由估算结果可知,k≈2%远小于 25%的实际值,所以银河系中的氦主要是宇宙诞生后
He4
2
0
0
1
4
2
1
1 2e2HeH4 v++→
ep mmmm 24 −−=∆ α
JmcE 122 1014.4 −×=∆=∆
kgmE
Ptm 39101.6 ×=∆= α
%2
103
101.6
41
39
≈
×
×==
M
mk
不久生成的。