1、第十二章 波粒二象性 原子結(jié)構(gòu)與原子核第一單元 波粒二象性第1課時(shí) 光電效應(yīng)要點(diǎn)一 光電效應(yīng) 即學(xué)即用1.某金屬在一黃光照射下,正好有電子逸出,下述說法中,哪種是正確的（ ）A.增大光強(qiáng),而不改變光的頻率,光電子的最大初動(dòng)能將不變B.用一束更大強(qiáng)度的紅光代替黃光,仍能發(fā)生光電效應(yīng)C.用強(qiáng)度相同的紫光代替黃光,光電流強(qiáng)度將不變D.用強(qiáng)度較弱的紫光代替黃光,有可能不發(fā)生光電效應(yīng)答案 A要點(diǎn)二 光子說 即學(xué)即用2.一個(gè)沿著一定方向運(yùn)動(dòng)的光子和一個(gè)原來靜止的自由電子相互碰撞,碰撞之后電子向某一方向運(yùn)動(dòng),而光子沿著另一方向散射出去.則這個(gè)散射光子跟原來入射時(shí)相比（ ）A.散射光子的能量減小B.光子的能量

2、增加,頻率也增加C.速度減小D.波長減小答案 A題型1 對(duì)光電效應(yīng)規(guī)律的理解【例1】關(guān)于光電效應(yīng),下列說法正確的是（ ）A.光電子的最大初動(dòng)能與入射光的頻率成正比B.光電子的動(dòng)能越大,光電子形成的電流強(qiáng)度就越大C.用不可見光照射金屬一定比用可見光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能要大D.對(duì)于任何一種金屬都存在一個(gè)“最大波長”,入射光的波長必須小于這個(gè)波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)答案 D題型2 光電效應(yīng)方程的應(yīng)用【例2】如圖所示,一光電管的陰極用極限波長為0的鈉制成.用波長為的紫外線照射陰極,光電管陽極A和陰極K之間的電勢(shì)差為U,光電流的飽和值為I.（1）求每秒由K極發(fā)射的電子數(shù).（2）求電子到達(dá)A極時(shí)

3、的最大動(dòng)能.（普朗克常量為h,電子的電荷量為e）?答案 （1）題型3 “光子說”的應(yīng)用【例3】根據(jù)量子理論,光子的能量E和動(dòng)量p之間的關(guān)系式為E=pc,其中c表示光速,由于光子有動(dòng)量,照到物體表面的光子被物體吸收或反射時(shí)都會(huì)對(duì)物體產(chǎn)生壓強(qiáng),這就是“光壓”,用I表示.（1）一臺(tái)二氧化碳?xì)怏w激光器發(fā)出的激光,功率為P0,射出光束的橫截面積為S,當(dāng)它垂直照射到一物體表面并被物體全部反射時(shí),激光對(duì)物體表面的壓力F=2p·N,其中p表示光子的動(dòng)量,N表示單位時(shí)間內(nèi)激光器射出的光子數(shù),試用P0和S表示該束激光對(duì)物體產(chǎn)生的光壓I.（2）有人設(shè)想在宇宙探測(cè)中用光作為動(dòng)力推動(dòng)探測(cè)器加速,探測(cè)器上安裝有

4、面積極大、反射率極高的薄膜,并讓它正對(duì)太陽,已知太陽光照射薄膜對(duì)每1 m2面積上的輻射功率為1.35 kW,探測(cè)器和薄膜的總質(zhì)量為M=100 kg,薄膜面積為4×104 m2,求此時(shí)探測(cè)器的加速度大小（不考慮萬有引力等其他的力）?答案 （1）I= （2）3.6×10-3 m/s2題型4 光電結(jié)合問題【例4】波長為=0.17m的紫外線照射至金屬筒上能使其發(fā)射光電子,光電子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,做最大半徑為r的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),已知r·B=5.6×10-6 T·m,光電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg,電荷量e=1.6×

5、10-19 C.求:（1）光電子的最大動(dòng)能.（2）金屬筒的逸出功.答案 （1）4.41×10-19 J （2）7.3×10-19J1.在演示光電效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中,原來不帶電的一塊鋅板與靈敏靜電計(jì)相連,用弧光燈照射鋅板時(shí),靜電計(jì)的指針張開一個(gè)角度,如圖所示,這時(shí)（ ）A.鋅板帶正電,指針帶負(fù)電B.鋅板帶正電,指針帶正電C.鋅板帶負(fù)電,指針帶正電D.鋅板帶負(fù)電,指針帶負(fù)電答案 B2.頻率為的光照射某金屬材料時(shí),產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為Ekm.若改用頻率為2的光照射同一種金屬材料,則所產(chǎn)生光電子的最大初動(dòng)能為（h為普朗克常量）（ ）A.2EkmB.Ekm+hC.Ekm-hD.Ekm+

6、2h答案 B3.（2009·濟(jì)寧模擬）人們發(fā)現(xiàn)光電效應(yīng)具有瞬時(shí)性和對(duì)各種金屬都存在極限頻率的規(guī)律.請(qǐng)問誰提出了何種學(xué)說很好地解釋了上述規(guī)律?已知鋅的逸出功為3.34 eV,用某單色紫外線照射鋅板時(shí),逸出光電子的最大速度為106 m/s,求該紫外線的波長.（電子質(zhì)量me=9.11×10-31 kg,普朗克常量h=6.64×10-34 J·s,1 eV=1.60×10-19 J）答案 2.01×10-7 m4.科學(xué)家設(shè)想未來的宇航事業(yè)中利用太陽帆板來加速星際飛船.“神舟”五號(hào)載人飛船在軌道上運(yùn)行期間,成功實(shí)施了飛船上太陽帆板的展開試驗(yàn).設(shè)

7、該飛船所在地每秒每單位面積（m2）接收的光子數(shù)為n,光子平均波長為,太陽帆板面積為S,反射率為100%,光子動(dòng)量p=.設(shè)太陽光垂直射到太陽帆板上,飛船的總質(zhì)量為m,求飛船加速度的表達(dá)式.若太陽帆板是黑色的,飛船加速度又為多少？答案 第2課時(shí) 光的波粒二象性 物質(zhì)波要點(diǎn)一 光的波粒二象性 即學(xué)即用1.物理學(xué)家做了一個(gè)有趣的實(shí)驗(yàn):在光屏處放上照相用的底片.若減弱光的強(qiáng)度,使光子只能一個(gè)一個(gè)地通過狹縫.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,如果曝光時(shí)間不太長,底片只能出現(xiàn)一些不規(guī)則的點(diǎn)子;如果曝光時(shí)間足夠長,底片上就會(huì)出現(xiàn)規(guī)則的干涉條紋.對(duì)這個(gè)實(shí)驗(yàn)結(jié)果有下列認(rèn)識(shí),其中正確的是（ ）A.曝光時(shí)間不太長時(shí),底片上只能出現(xiàn)一些不

8、規(guī)則的點(diǎn)子,表現(xiàn)出光的波動(dòng)性B.單個(gè)光子通過雙縫后的落點(diǎn)可以預(yù)測(cè)C.只有大量光子的行為才能表現(xiàn)出光的粒子性D.干涉條紋中明亮的部分是光子到達(dá)機(jī)會(huì)較多的地方答案 D要點(diǎn)二 物質(zhì)波 即學(xué)即用2.下列關(guān)于德布羅意波的認(rèn)識(shí),正確的解釋是（ ）A.任何一個(gè)物體都有一種波和它對(duì)應(yīng),這就是物質(zhì)波B.X光的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的C.電子的衍射證實(shí)了物質(zhì)波的假設(shè)是正確的D.以上說法均不正確答案 C題型1 光的波粒二象性與物質(zhì)波的應(yīng)用【例1】關(guān)于物質(zhì)的波粒二象性,下列說法中正確的是（ ）A.不僅光子具有波粒二象性,一切運(yùn)動(dòng)的微粒也具有波粒二象性B.運(yùn)動(dòng)的微觀粒子與光子一樣,當(dāng)它們通過一個(gè)小孔時(shí),都沒有特定

9、的運(yùn)動(dòng)軌道C.波動(dòng)性和粒子性,在宏觀現(xiàn)象中是矛盾的、對(duì)立的,但在微觀高速運(yùn)動(dòng)的現(xiàn)象中是統(tǒng)一的D.實(shí)物的運(yùn)動(dòng)有特定軌道,所以實(shí)物不具有波粒二象性答案 ABC題型2 德布羅意波長公式=h/p的應(yīng)用【例2】金屬晶體中晶格大小的數(shù)量級(jí)是10-10 m.電子經(jīng)加速電場(chǎng)加速,形成一電子束,電子束照射該金屬晶體時(shí),獲得明顯的衍射圖樣.問這個(gè)加速電場(chǎng)的電壓約為多少?答案 1.5×102 V題型3 實(shí)驗(yàn)探究【例3】在實(shí)驗(yàn)室做了一個(gè)這樣的光學(xué)實(shí)驗(yàn),即在一個(gè)密閉的暗箱里依次放上小燈泡（緊靠暗箱的左內(nèi)壁）、煙熏黑的玻璃、狹縫、針尖、感光膠片（緊靠暗箱的右內(nèi)壁）,整個(gè)裝置如圖所示,小燈泡發(fā)出的光通過熏黑的玻璃

10、后變得十分微弱,經(jīng)過三個(gè)月的曝光,在感光膠片上針尖影子周圍才出現(xiàn)非常清晰的衍射條紋.對(duì)感光膠片進(jìn)行了光能量測(cè)量,得出每秒到達(dá)感光膠片的光能量是5×10-13 J.假如起作用的光波波長約為500 nm,且當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)測(cè)得暗箱的長度為1.2 m,若光子依次通過狹縫,普朗克常量h=6.63×10-34 J·s.求：（1）每秒鐘到達(dá)感光膠片的光子數(shù)目是多少？（2）光束中相鄰兩光子到達(dá)感光膠片相隔的時(shí)間和相鄰兩光子之間的平均距離分別為多大？（3）根據(jù)第（2）問的計(jì)算結(jié)果,能否找到支持光是概率波的證據(jù)？請(qǐng)簡要說明理由.答案 （1）1.25×106個(gè) （2）8×

11、10-7 s 2.4×102 m（3）兩光子間距2.4×102 m,而小燈泡到感光膠片之間的距離只有1.2 m,所以裝置里一般不可能有兩個(gè)光子同時(shí)、同向在運(yùn)動(dòng).因此,衍射圖樣的出現(xiàn)是許多光子各自獨(dú)立行為積累的結(jié)果,支持了光波是概率波的觀點(diǎn).1.用很弱的光做雙縫干涉實(shí)驗(yàn),把入射光減弱到可以認(rèn)為光源和感光膠片之間不可能同時(shí)有兩個(gè)光子存在,如圖所示是不同數(shù)量的光子照射到感光膠片上得到的照片.這些照片說明（ ）A.光只有粒子性沒有波動(dòng)性B.光只有波動(dòng)性沒有粒子性C.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性,大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性D.少量光子的運(yùn)動(dòng)顯示粒子性,大量光子的運(yùn)動(dòng)顯示波動(dòng)性答案 D2.為

12、了觀察晶體的原子排列,可以采用下列方法:（1）用分辨率比光學(xué)顯微鏡更高的電子顯微鏡成像直接觀察;（2）利用X射線或中子束得到晶體的衍射圖樣,進(jìn)而分析出晶體的原子排列.則下列分析中正確的是（ ）A.電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡的分辨率高很多的原因是:電子的物質(zhì)波波長比可見光的波長小的多,不容易發(fā)生衍射B.電子顯微鏡的分辨率比光學(xué)顯微鏡的分辨率高很多的原因是:電子的物質(zhì)波波長比可見光的波長大的多,容易發(fā)生衍射C.要獲得晶體的X衍射圖樣,所用X射線的波長一定要遠(yuǎn)小于晶體中原子的尺寸D.要獲得晶體的X衍射圖樣,所用X射線的波長可以和晶體中原子的尺寸相當(dāng)答案 AD3.根據(jù)德布羅意的物質(zhì)波理論可以證明:

13、一個(gè)靜止的自由電子如果完全吸收一個(gè)光子會(huì)發(fā)生下列情況:設(shè)光子的頻率為,則=h,p=,被電子吸收后有=mev,h=A.因?yàn)樵谖⒂^世界動(dòng)量守恒定律不適用,上述論證錯(cuò)誤,所以電子有可能完全吸收一個(gè)光子B.因?yàn)樵谖⒂^世界能量守恒定律不適用,上述論證錯(cuò)誤,所以電子有可能完全吸收一個(gè)光子C.動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律是自然界中普遍適用的規(guī)律,所以唯一結(jié)論是電子不可能完全吸收一個(gè)光子D.若光子與一個(gè)靜止的自由電子發(fā)生作用,則光子被電子散射后頻率會(huì)減小答案 CD定為,其中n>1.已知普朗克常量h、電子質(zhì)量m和電子電荷量e,電子的初速度不計(jì),則顯微鏡工作時(shí)電子的加速電壓應(yīng)為多少?答案 1.如圖所示,使用強(qiáng)

14、度相同的連續(xù)光譜中的紅光到紫光按順序照射光電管的陰極,電流表均有示數(shù).在螺線管外懸套一金屬線圈,理論上在線圈中能產(chǎn)生感應(yīng)電流的是（ ）A.用紫光照射時(shí)B.用紅光照射時(shí)C.改變照射光顏色的過程中D.均沒有感應(yīng)電流答案 C2.已知能使某金屬產(chǎn)生光電效應(yīng)的極限頻率為0,則（ ）A.當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí),一定能產(chǎn)生光電子B.當(dāng)用頻率為20的單色光照射該金屬時(shí),所產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為h0C.當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí),若增大,則逸出功增大D.當(dāng)照射光的頻率大于0時(shí),若增大一倍,則光電子的最大初動(dòng)能也增大一倍答案 AB3.A、B是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,A的質(zhì)量等于B的質(zhì)量,A的軌

15、道半徑大于B的軌道半徑,設(shè)A、B的德布羅意波長分別為A和B,則下列判斷正確的是（ ）A.A=BB.A>BC.A<BD.條件不足,無法比較A和B的大小答案 B4.如圖所示,S是一個(gè)粒子源,可以不斷產(chǎn)生某種粒子,MN是在其正前方安裝的只有兩條狹縫的擋板,PQ是熒光屏,粒子穿過狹縫S1、S2后打在熒光屏PQ上可使熒光屏發(fā)光.如果實(shí)驗(yàn)時(shí)間較長,可以在熒光屏上看到 （ ）A.只有兩條亮條紋B.有多條明暗相間的條紋C.沒有亮紋D.只有一條亮紋答案 B5.下面列舉的是人類對(duì)自然界認(rèn)識(shí)的一些事件：牛頓提出光的微粒說和惠更斯提出光的波動(dòng)說光的干涉、衍射現(xiàn)象證明波動(dòng)說是正確的光電效應(yīng)現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)為愛因斯

16、坦的光子說誕生奠定了基礎(chǔ)光波的傳播問題是麥克斯韋電磁說誕生的基礎(chǔ)一切微觀粒子都具有波粒二象性光具有波粒二象性微觀世界波粒二象性的統(tǒng)一,使人們認(rèn)識(shí)到光的波動(dòng)性實(shí)際上是光子運(yùn)動(dòng)規(guī)律的概率波按照人類認(rèn)識(shí)的發(fā)展進(jìn)程正確的字母排列順序是（ ）A.B.C.D.答案 A6.（2009·武昌模擬）研究光電效應(yīng)規(guī)律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示,用頻率為的光照射光電管陰極K時(shí),有光電子產(chǎn)生.由于光電管K、A間加的是反向電壓,光電子從陰極K發(fā)射后將向陽極A做減速運(yùn)動(dòng).光電流i由圖中電流計(jì)G測(cè)出,反向電壓U由電壓表V測(cè)出.當(dāng)電流計(jì)的示數(shù)恰好為零時(shí),電壓表的示數(shù)稱為反向截止電壓U0,在下列表示光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)規(guī)律的圖象中,

17、錯(cuò)誤的是（ ）答案 B7.下列說法中正確的是（ ）A.光的波粒二象性學(xué)說就是由牛頓的微粒說與惠更斯的波動(dòng)說合并而成的B.光的波粒二象性學(xué)說并沒有否定光的電磁說,在光子能量公式=h中,頻率顯示出波的特征,顯示出粒子的特征C.德布羅意的物質(zhì)波理論純粹是他基于自然科學(xué)中的對(duì)稱思想而提出的,并沒有得到實(shí)驗(yàn)的證實(shí)D.只有微觀粒子才有波動(dòng)性,宏觀物體是沒有波動(dòng)性的答案 B8.在中子衍射技術(shù)中,常利用熱中子研究晶體的結(jié)構(gòu),因?yàn)闊嶂凶拥牡虏剂_意波長與晶體中原子間距相近,已知中子質(zhì)量m=1.67×10-27 kg,普朗克常量h=6.63×10-34J·s,可以估算德布羅意波長等于1

18、.82×10-10m的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為（ ）A.10-17 JB.10-19 JC.10-31 JD.10-21 J答案 D9.一個(gè)頻率為的光子的德布羅意波長為=,能量為,則光速可表示為（ ）A.B.pC.D.答案 C10.利用金屬晶格（大小約10-10m）作為障礙物觀察電子的衍射圖樣,方法是讓電子通過電場(chǎng)加速,然后讓電子束射到金屬晶格上,從而得到電子的衍射圖樣.已知電子質(zhì)量為m,電荷量為e,初速度為零,加速電壓為U,普朗克常量為h,則下述說法中正確的是（ ）A.該實(shí)驗(yàn)說明了電子具有波動(dòng)性B.實(shí)驗(yàn)中電子束的德布羅意波的波長為=C.加速電壓U越大,電子的衍射現(xiàn)象越明顯D.若用具有相

19、同動(dòng)能的質(zhì)子替代電子,衍射現(xiàn)象將更加明顯答案 AB11.（2009·鞍山質(zhì)檢）德布羅意認(rèn)為,任何一個(gè)運(yùn)動(dòng)著的物體,都有一種波與它對(duì)應(yīng),波長是=,式中p是運(yùn)動(dòng)物體的動(dòng)量,h是普朗克常量.已知某種紫光的波長是440 nm,若將電子加速,使它的德布羅意波長是這種紫光波長的10-4倍.求:（1）電子的動(dòng)量大小.（2）試推導(dǎo)加速電壓跟德布羅意波長的關(guān)系,并計(jì)算加速電壓的大小.電子質(zhì)量m=9.1×10-31 kg,電子電荷量e=1.6×10-19 C,普朗克常量h=6.6×10-34 J·s,加速電壓的計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字.答案 （1）1.5×

20、10-23 kg·m/s （2）U= 8×102 V12.光具有波粒二象性,光子的能量E=h,其中頻率表示波的特性,在愛因斯坦提出光子說之后,法國物理學(xué)家德布羅意提出了光子動(dòng)量p與光波波長的關(guān)系：p=.若某激光管以PW=60 W的功率發(fā)射波長為=663 nm的光波,試根據(jù)上述理論計(jì)算：（1）該管在1 s內(nèi)發(fā)射出多少個(gè)光子？（2）若光束全部被某黑體表面吸收,那么該黑體表面所受到光速對(duì)它的作用力F為多大？答案 （1）2×1020 個(gè) （2）2×10-7 N13.氫原子從-3.4 eV的能級(jí)躍遷到-0.85 eV的能級(jí)時(shí),是發(fā)射還是吸收光子?這種光子的波長是多

21、少（計(jì)算結(jié)果取一位有效數(shù)字）?圖中光電管用金屬材料銫制成,電路中定值電阻R0=0.75,電源電動(dòng)勢(shì)E=1.5 V,內(nèi)阻r=0.25,圖中電路在D點(diǎn)交叉,但不相連.R為滑動(dòng)變阻器,O是滑動(dòng)變阻器的中間觸頭,位于滑動(dòng)變阻器的正中央,P為滑動(dòng)觸頭.從滑動(dòng)變阻器的兩端點(diǎn)a、b可測(cè)得其總阻值為14.當(dāng)用上述氫原子兩能級(jí)間躍遷而產(chǎn)生的光照射圖中的光電管,欲使電流計(jì)G中電流為零,滑動(dòng)變阻器aP間阻值應(yīng)為多大?已知普朗克常量h=6.63×10-34 J·s,金屬銫的逸出功為1.9 eV.答案 吸收 5×10-7 m 0.5第二單元 原子結(jié)構(gòu)之謎第3課時(shí) 原子的核式結(jié)構(gòu)模型要點(diǎn)一

22、電子的發(fā)現(xiàn) 即學(xué)即用形成一細(xì)束電子流,以平行于平板電容器極板的速度進(jìn)入兩極板C、D間的區(qū)域,若兩極板C、D間無電壓,電子將打在熒光屏上的O點(diǎn),若在兩極板間施加電壓U,則離開極板區(qū)域的電子將打在熒光屏上的P點(diǎn);若再在極板間施加一個(gè)方向垂直于紙面向外、磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點(diǎn)又回到O.已知極板的長度l=5.00 cm.C、D間的距離d=1.50 cm,極板區(qū)的中點(diǎn)M到熒光屏中點(diǎn)O的距離為L=12.50 cm,U=200 V,B=6.3×10-4 T.P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離y=3.0 cm,試求電子的比荷.答案 1.61×1011 C/kg要點(diǎn)二 原子的核式

23、結(jié)構(gòu) 即學(xué)即用2.在盧瑟福的粒子散射實(shí)驗(yàn)中,有極少數(shù)粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn),其原因是（ ）A.原子的正電荷和絕大部分質(zhì)量集中在一個(gè)很小的核上B.正電荷在原子中是均勻分布的C.原子中存在著帶負(fù)電的電子D.原子只能處于一系列不連續(xù)的能量狀態(tài)中答案 A題型1 粒子散射實(shí)驗(yàn)及其能量轉(zhuǎn)化問題【例1】盧瑟福和他的助手做粒子轟擊金箔實(shí)驗(yàn),獲得了重要發(fā)現(xiàn):（1）關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)的結(jié)果,下列說法正確的是（ ）A.證明了質(zhì)子的存在B.證明了原子核是由質(zhì)子和中子組成的C.證明了原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在一個(gè)很小的核里D.說明了原子中的電子只能在某些軌道上運(yùn)動(dòng)（2）在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,現(xiàn)有一個(gè)粒子以2.0

24、15;107 m/s的速度去轟擊金箔,若金原子的核電荷數(shù)為79.求該粒子與金原子核間的最近距離（已知帶電粒子在點(diǎn)電荷電場(chǎng)中的電勢(shì)能表達(dá)式為Ep=k,粒子質(zhì)量為6.64×10-27kg）.答案 （1）C （2）2.7×10-14m題型2 原子的核式結(jié)構(gòu)模型【例2】盧瑟福通過對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果的分析,提出（ ）A.原子的核式結(jié)構(gòu)模型B.原子核內(nèi)有中子存在C.電子是原子的組成部分D.原子核是由質(zhì)子和中子組成的答案 A題型3 實(shí)驗(yàn)探究【例3】帶電粒子的荷質(zhì)比是一個(gè)重要的物理量.某中學(xué)物理興趣小組設(shè)計(jì)了一個(gè)實(shí)驗(yàn),探究電場(chǎng)和磁場(chǎng)對(duì)電子運(yùn)動(dòng)軌跡的影響,以求得電子的比荷,實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示.

25、（1）他們的主要實(shí)驗(yàn)步驟如下:A.首先在兩極板M1M2之間不加任何電場(chǎng)、磁場(chǎng),開啟陰極射線管電源,發(fā)射的電子束從兩極板中央通過,在熒屏的正中心處觀察到一個(gè)亮點(diǎn);B.在M1M2兩極板間加合適的電場(chǎng):加極性如圖所示的電壓,并逐步調(diào)節(jié)增大,使熒屏上的亮點(diǎn)逐漸向熒屏下方偏移,直到熒屏上恰好看不見亮點(diǎn)為止,記下此時(shí)外加電壓U.請(qǐng)問本步驟的目的是什么?C.保持步驟B中的電壓U不變,對(duì)M1M2區(qū)域加一個(gè)大小、方向合適的磁場(chǎng)B,使熒屏正中心處重現(xiàn)亮點(diǎn),試問外加磁場(chǎng)的方向如何?（2）根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)步驟 ,同學(xué)們正確地推算出電子的荷質(zhì)比與外加電場(chǎng)、磁場(chǎng)及其他相關(guān)量的關(guān)系為=.一位同學(xué)說,這表明電子的荷質(zhì)比大小將由外

26、加電壓決定,外加電壓越大則電子的荷質(zhì)比越大,你認(rèn)為他的說法正確嗎?為什么?答案 （1）B.使電子剛好落在正極板的近熒屏端邊緣,利用已知量表達(dá)q/m.C.垂直電場(chǎng)方向向外（垂直紙面向外）（2）說法不正確,電子的荷質(zhì)比是電子的固有參數(shù).1.在粒子散射實(shí)驗(yàn)中,當(dāng)粒子最接近金原子核時(shí),符合下列哪種情況（ ）A.動(dòng)能最小B.電勢(shì)能最小C.粒子和金原子核組成的系統(tǒng)的能量最小D.加速度最小答案 A2.根據(jù)粒子散射實(shí)驗(yàn),盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型,圖中虛線表示原子核所形成的電場(chǎng)的等勢(shì)線,實(shí)線表示一個(gè)粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡,在粒子從a運(yùn)動(dòng)到b,再運(yùn)動(dòng)到c的過程中,下列說法中正確的是（ ）A.動(dòng)能先增大,后減小B.電

27、勢(shì)能先減小,后增大C.電場(chǎng)力先做負(fù)功,后做正功,總功等于零D.加速度先變小,后變大答案 C3.關(guān)于粒子散射實(shí)驗(yàn)（ ）A.絕大多數(shù)粒子經(jīng)過金屬箔后,發(fā)生了角度不太大的偏轉(zhuǎn)B.粒子在接近原子核的過程中,動(dòng)能減小,電勢(shì)能減小C.粒子在離開原子核的過程中,動(dòng)能增大,電勢(shì)能增大D.對(duì)粒子散射實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,可以估算原子核的大小答案 D4.下列對(duì)原子結(jié)構(gòu)的認(rèn)識(shí)中,錯(cuò)誤的是（ ）A.原子中絕大部分是空的,原子核很小B.電子在核外繞核旋轉(zhuǎn),向心力為庫侖力C.原子的全部正電荷都集中在原子核里D.原子核的直徑大約為10-10 m答案 D第4課時(shí) 氫原子光譜 玻爾原子理論要點(diǎn)一 氫原子光譜 即學(xué)即用1.根據(jù)巴耳

28、末公式,指出氫原子光譜在可見光范圍內(nèi)最長波長與最短波長所對(duì)應(yīng)的n,并計(jì)算其波長.答案 n=3時(shí),波長最長 6.55×10-7 mn=時(shí),波長最短 3.64×10-7 m要點(diǎn)二 玻爾理論、能級(jí) 即學(xué)即用2.欲使處于基態(tài)的氫原子激發(fā),下列措施可行的是（ ）的光子照射B.用11 eV的光子照射C.用14 eV的光子照射D.用11 eV的電子碰撞答案 ACD題型1 能級(jí)躍遷的分析【例1】如圖所示為氫原子的4個(gè)能級(jí),其中E1為基態(tài),若一群氫原子A處于激發(fā)態(tài)E2,一群氫原子B處于激發(fā)態(tài)E3,則下列說法正確的是 （ ）A.原子A可能輻射出3種頻率的光子B.原子B可能輻射出3種頻率的光子C

29、.原子A能夠吸收原子B發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4D.原子B能夠吸收原子A發(fā)出的光子并躍遷到能級(jí)E4答案 B題型2 躍遷過程中能量的變化【例2】如圖所示為氫原子的能級(jí)示意圖,一群氫原子處于n=3的激發(fā)態(tài),在向較低能級(jí)躍遷的過程中向外發(fā)出光子,用這些光照射逸出功為2.49 eV的金屬鈉,下列說法中正確的是（ ）A.這群氫原子能發(fā)出3種頻率不同的光,其中從n=3躍遷到n=2所發(fā)出的光波長最短B.這群氫原子在發(fā)出3種頻率不同的光的過程中,共同點(diǎn)都是原子要放出光子,電子繞核運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能減小,原子勢(shì)能增大答案 D題型3 情景建模【例3】1951年,物理學(xué)家發(fā)現(xiàn)了“電子偶數(shù)”,所謂“電子偶數(shù)”,就是由一個(gè)負(fù)電

30、子和一個(gè)正電子繞它們的質(zhì)量中心旋轉(zhuǎn)形成的相對(duì)穩(wěn)定的系統(tǒng).已知正、負(fù)電子的質(zhì)量均為me,普朗克常量為h,靜電力常量為k.（1）假設(shè)“電子偶數(shù)”中正、負(fù)電子繞它們質(zhì)量中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r、運(yùn)動(dòng)速度v及電子的質(zhì)量滿足玻爾的軌道量子化理論:2mevr=n,n=1,2,“電子偶數(shù)”的能量為正負(fù)電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能和系統(tǒng)的電勢(shì)能之和.已知兩正負(fù)電子相距為L時(shí)系統(tǒng)的電勢(shì)能為E=-k.試求n=1時(shí)“電子偶數(shù)”的能量.（2）“電子偶數(shù)”由第一激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)發(fā)出光子的波長為多大?答案 （1）1.現(xiàn)有大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài),當(dāng)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出若干不同頻率的光.關(guān)于這些光下列說法正確的是（ ）A.最

31、容易表現(xiàn)出衍射現(xiàn)象的光是由n=4能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的B.頻率最小的光是由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的C.這些氫原子總共可輻射出3種不同頻率的光D.用n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34 eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng)答案 D2.如圖中畫出了氫原子的4個(gè)能級(jí),并注明了相應(yīng)的能量En,處在n=4的能級(jí)的一群氫在這些光波中,能夠從金屬鉀的表面打出光電子的總共有 （ ）A.二種B.三種C.四種D.五種答案 C3.氫原子處于基態(tài)時(shí),原子能量E1=-13.6 eV,已知電子電荷量e=1.6×10-19 C,電子質(zhì)量m=0.91×10-30 kg,氫的核外電子的

32、第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10-10 m.（1）若要使處于n=2能級(jí)的氫原子電離,至少要用頻率為多大的電磁波照射該氫原子?（2）氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流,則氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)時(shí),核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流為多大?（3）若已知鈉的極限頻率為6.00×1014Hz,今用一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子發(fā)射的光譜照射鈉,試通過計(jì)算說明有幾條譜線可使鈉發(fā)生光電效應(yīng)?答案 （1）8.21×1014 Hz（2）1.3×10-4 A （3）4條4.（2009·泰安模擬）氫原子在基態(tài)時(shí)軌道半徑r1=0.53×10-10

33、m,能量E1=-13.6 eV.求氫原子處于基態(tài)時(shí):（1）電子的動(dòng)能.（2）原子的電勢(shì)能.（3）用波長是多少的光照射可使其電離？答案 （1）13.6 eV （2）-27.2 eV （3）0.914 1×10-7 m1.關(guān)于光譜和光譜分析,下列說法正確的是（ ）A.太陽光譜和白熾燈光譜是線狀譜B.霓虹燈和煤氣燈火焰中燃燒的鈉蒸氣產(chǎn)生的光譜是線狀譜C.進(jìn)行光譜分析時(shí),可以利用線狀譜,也可用連續(xù)譜D.觀察月亮光譜,可以確定月亮的化學(xué)組成答案 B2.玻爾在他提出的原子模型中所做的假設(shè)有（ ）A.原子處在具有一定能量的定態(tài)中,雖然電子做加速運(yùn)動(dòng),但不向外輻射能量B.原子的不同能量狀態(tài)與電子沿不

34、同的圓軌道繞核運(yùn)動(dòng)相對(duì)應(yīng),而電子的可能軌道的分布是不連續(xù)的C.電子從一個(gè)軌道躍遷到另一個(gè)軌道時(shí),輻射（或吸收）一定頻率的光子D.電子躍遷時(shí)輻射的光子的頻率等于電子繞核做圓周運(yùn)動(dòng)的頻率答案 ABC3.根據(jù)玻爾理論,某原子的電子從能量為E的軌道躍遷到能量為E的軌道,輻射出波長為的光,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,則E等于（ ）A.E-hB.E+hC.E-hD.E+h答案 C4.氫原子放出一個(gè)光子后電子由外軌道躍遷到內(nèi)軌道,根據(jù)玻爾理論,氫原子的（ ）A.核外電子的電勢(shì)能增大B.核外電子的動(dòng)能增大C.核外電子的轉(zhuǎn)動(dòng)周期變大D.氫原子的能量增大答案 B5.在X射線管中,由陰極發(fā)射的電子被加速

35、后打到陽極,會(huì)產(chǎn)生包括X光在內(nèi)的各種能量的光子,其中光子能量的最大值等于電子的動(dòng)能.已知陽極與陰極之間的電勢(shì)差U、普朗克常數(shù)h、電子電量e和光速c,則可知該X射線管發(fā)出的X光的 （ ）A.最短波長為B.最長波長為C.最小頻率為D.最大頻率為答案 D6.處于激發(fā)態(tài)的原子,如果在入射光子的電磁場(chǎng)的影響下,從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷,同時(shí)兩個(gè)狀態(tài)之間的能量差以光子的形式輻射出去,這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時(shí),發(fā)出的光子的頻率、發(fā)射方向等都跟入射光子完全一樣,這樣使光得到加強(qiáng),這就是激光產(chǎn)生的機(jī)理.發(fā)生受激輻射時(shí),產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電子的電勢(shì)能Ep、電子的動(dòng)能Ek的變化是（ ）A.Ep

36、增大、Ek減小B.Ep減小、Ek增大C.Ep減小、En減小D.Ep增大、En增大答案 BC7.氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道過程中（ ）A.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢(shì)能增大,原子的能量增大B.原子要放出光子,電子的動(dòng)能減少,原子的電勢(shì)能減少,原子的能量也減少C.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能增大,原子的電勢(shì)能減少,原子的能量增大D.原子要吸收光子,電子的動(dòng)能減小,原子的電勢(shì)能增大,原子的能量增加答案 D8.下列關(guān)于原子結(jié)構(gòu)的敘述中正確的是（ ）A.盧瑟福得出原子核的體積很小的依據(jù)是絕大多數(shù)粒子在轟擊金箔時(shí)能夠穿越金箔B.玻爾認(rèn)為盧瑟福理論中電子運(yùn)動(dòng)的范圍遠(yuǎn)大于

37、核的大小是錯(cuò)誤的,所以提出了玻爾理論C.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論沒有否定盧瑟福理論,而是在盧瑟福學(xué)說的基礎(chǔ)上運(yùn)用了量子理論D.粒子散射實(shí)驗(yàn),否定了盧瑟福的核式結(jié)構(gòu)模型答案 AC9.若原子的某內(nèi)層電子被電離形成空位,其他層的電子躍遷到該空位上時(shí),會(huì)將多余的能量以電磁輻射的形式釋放出來,此電磁輻射就是原子的特征X射線.內(nèi)層空位的產(chǎn)生有多種機(jī)制,其中的一種稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換,即原子中處于激發(fā)態(tài)的核躍遷回到基態(tài)時(shí),將躍遷時(shí)釋放的能量交給某一內(nèi)層電子,使此內(nèi)層電子電離而形成空位（被電離的電子稱為內(nèi)轉(zhuǎn)換電子）.214Po的原子核從某一激發(fā)態(tài)回到基態(tài)時(shí),可將能量E0=1.416 MeV交給內(nèi)層電子（如K、L、M層電子,K

38、、L、M標(biāo)記原子中最靠近核的三個(gè)電子層）使其電離.實(shí)驗(yàn)測(cè)得從214Po原子的K、L、M層電離出的電子的動(dòng)能分別為EK=1.323 MeV、EL=1.399 MeV、EM=1.412 MeV.則可能發(fā)射的特征X射線的能量為（ ）答案 AC10.氫原子的能級(jí)如圖所示,已知可見光的光子能量范圍約為1.623.11 eV,下列說法錯(cuò)誤的是 （ ）A.處于n=3能級(jí)的氫原子可以吸收任意頻率的紫外線,并發(fā)生電離B.大量氫原子從高能級(jí)向n=3能級(jí)躍遷時(shí),發(fā)出的光具有顯著的熱效應(yīng)C.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)出6種不同頻率的光D.大量處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí),可能發(fā)出3種不同

39、頻率的可見光答案 D11.已知?dú)湓釉趎=1時(shí)的能量E1=-13.6 eV,電子的軌道半徑r1=0.53×10-10 m.求:（1）電子在第三條軌道即n=3時(shí)的動(dòng)能和勢(shì)能各是多少?（2）原子從n=3躍遷到n=1時(shí)輻射出光子的波長是多少?答案 （1）2.415×10-19 J -4.831×10-19J（2）1.03×10-7 m12.氫原子的核外電子質(zhì)量為m,電荷量為e,在離核最近的軌道上運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r1.（1）電子運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能Ek是多少?（2）電子繞核轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率f是多少?（3）氫原子核在離核最近的電子軌道處產(chǎn)生的電場(chǎng)強(qiáng)度E為多大?答案 （1）13.氫

40、原子處于基態(tài)時(shí),原子能量E1=-13.6 eV,已知電子電荷量e=1.6×10-19 C,電子質(zhì)量m=0.91×10-30 kg,氫的核外電子的第一條可能軌道的半徑為r1=0.53×10-10 m.（1）若要使處于n=2能級(jí)的氫原子電離,至少要用頻率為多大的電磁波照射該氫原子?（2）氫原子核外電子的繞核運(yùn)動(dòng)可等效為一環(huán)形電流,則氫原子處于n=2的激發(fā)態(tài)時(shí),核外電子運(yùn)動(dòng)的等效電流為多大?答案 （1）8.21×1014 Hz （2）1.3×10-4 A第三單元 原子核第5課時(shí) 天然放射現(xiàn)象要點(diǎn)一 天然放射現(xiàn)象 即學(xué)即用1.如圖所示,使某放射性元素發(fā)

41、出的射線垂直進(jìn)入勻強(qiáng)電場(chǎng),按圖中標(biāo)號(hào)判斷（ ）A.1的穿透本領(lǐng)最強(qiáng)B.2的速度最大C.3的電離本領(lǐng)最大D.1是由原子放出的,2、3不是答案 BC要點(diǎn)二 原子核的衰變 即學(xué)即用2.考古工作者在古人類居住過的巖洞中發(fā)現(xiàn)一塊碳遺留樣品,它所含的14 C等于現(xiàn)有生命物質(zhì)中等量碳所含的14 C的1/8,求此樣品的存放時(shí)間.已知14 C的半衰期為5 568年.答案 16 704年題型1 衰變次數(shù)的計(jì)算【例1】鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90（）是不穩(wěn)定的,它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯86（）,這些衰變是（ ）A.1次衰變,6次衰變B.4次衰變C.2次衰變D.2次衰變,2次衰變答案 A題型2 放射性同位素的應(yīng)用【

42、例2】放射性同位素在技術(shù)上有很多應(yīng)用,不同的放射源可用于不同的目的,下表列出一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線:對(duì)于以下幾種用途,分別選取表中哪一種放射性元素作放射源.（1）塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜,方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥壓薄,利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測(cè)定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻.（2）醫(yī)生用放射性方法治療腫瘤.（3）放射源和控制器間相隔很小一段距離,若它們之間煙塵濃度比達(dá)某一設(shè)定的臨界值,探測(cè)器探測(cè)到的射線強(qiáng)度將比正常情況下小得多,從而可通過自動(dòng)控制裝置,觸發(fā)電鈴,可發(fā)生火災(zāi)警報(bào),預(yù)防火災(zāi).（4）用放射性同位素作示蹤原子,用來診斷人體內(nèi)的器官是否正常.方法是給被檢查者注射或口服附有

43、放射性同位素的元素的某些物質(zhì),當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)要檢查的器官時(shí),可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否.答案 （1）镅241或鍶90 （2）鈷60 （3）釙210 （4）锝99題型3 情景建?！纠?】原來靜止的鈾和釷234同時(shí)在同一勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,由于衰變而開始做勻速圓周運(yùn)動(dòng).鈾238發(fā)生了一次衰變,釷234發(fā)生了一次衰變.（1）試畫出鈾238發(fā)生一次衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.（2）試畫出釷234發(fā)生一次衰變時(shí)所產(chǎn)生的新核及粒子在磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡的示意圖.答案 （1）鈾238發(fā)生衰變時(shí),由于放出粒子而產(chǎn)生了新核,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,它們的總動(dòng)量為零,即:m1v1-m

44、2v2=0因?yàn)樗鼈兌紟д?衰變后的速度正好相反,所以,受到的洛倫茲力方向也相反,因而決定了m.所以R=.又因?yàn)閙1v1=m2v2.所以,由于q1=2,q2=92-2=90,因而.如右圖所示,其中軌道a為粒子的徑跡,軌道半徑為R1,軌道b為新核的徑跡,其軌道半徑為R2.（R1R2）.（2）同理,釷234發(fā)生一次衰變放出的粒子與產(chǎn)生的新核的動(dòng)量大小相等,方向相反,即總動(dòng)量為零.可是,粒子帶負(fù)電,新核帶正電,它們衰變后的速度方向相反,但受的洛倫茲力方向相同,所以,它們的兩個(gè)軌跡圓是內(nèi)切的,且粒子的軌道半徑大于新核的軌道半徑,它們的軌跡示意圖如右圖所示,其中,c為粒子的徑跡,d為新核的徑跡.1.（2

45、009·阜陽模擬）2006年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器,通過Ca（鈣48）轟擊Cf（锎249）發(fā)生核反應(yīng),成功合成了第118號(hào)元素,這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素.實(shí)驗(yàn)表明,該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x,再連續(xù)經(jīng)過3次衰變后,變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核,則上述過程中的粒子x是（ ）A.中子B.質(zhì)子C.電子D.粒子答案 AX經(jīng)過6次衰變后成為Fm,由此可以判定該超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)依次是（ ）A.124,259B.124,265C.112,265D.112,277 答案 D3.U放射性衰變有多種可能途徑,其中一種途徑是先變成Bi

46、,而Bi可以經(jīng)一次衰變變成X（X代表某種元素）,也可以經(jīng)一次衰變變成Ti,X和Ti最后都變成Pb,衰變路徑如圖所示.則圖中的（ ）A.a=84,b=206B.是衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C.是衰變,放出電子,電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的D. U經(jīng)過10次衰變,8次衰變可變成Pb 答案 AB4.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(duì)光子,被探測(cè)器探測(cè)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

47、的方程式. （2）將放射性同位素15O注入人體,15O的主要用途是（ ）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,電荷量為q,光速為c,普朗克常量為h,則探測(cè)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”）答案 （1） （2）B（3）（4）短第6課時(shí) 核反應(yīng) 核能要點(diǎn)一 核反應(yīng) 即學(xué)即用1.一個(gè)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 +nX+Sr+n,則下列敘述正確的是（ ）A.X原子核中含有86個(gè)中子B.X原子核中含有141個(gè)核子C.因?yàn)榱炎儠r(shí)釋放能量,根

48、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(shí)釋放能量,出現(xiàn)質(zhì)量虧損,所以生成物的總質(zhì)量數(shù)減少答案 A要點(diǎn)二 核力、核能 即學(xué)即用2.雷蒙德·戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（e）而獲得了2002年度諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).他探測(cè)中微子所用的探測(cè)器的主體是一個(gè)貯滿615 t四氯乙烯（C2Cl4）溶液的巨桶.中微子可以將一個(gè)氯核轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)氬核和一個(gè)電子,其核反應(yīng)方程式為e+ClAr+e.已知Cl核的質(zhì)量為36.956 58 u, Ar核的質(zhì)量為36.956 91 u,e的質(zhì)量為0.000 55 u,1 u質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量為931.5 MeV.根據(jù)以上數(shù)據(jù),可以判斷參與上述反應(yīng)的電子中微子的

49、最小能量為（ ）答案 A要點(diǎn)三 裂變與聚變 即學(xué)即用（ ）A.若D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過程一定要釋放能量B.若D和E能結(jié)合成F,結(jié)合過程一定要吸收能量C.若A能分裂成B和C,分裂過程一定要釋放能量D.若A能分裂成B和C,分裂過程一定要吸收能量答案 AC題型1 核反應(yīng)方程的書寫及核反應(yīng)的種類【例1】有下列4個(gè)核反應(yīng)方程（1）a、b、c、d四種粒子依次是（ ）（2）上述核反應(yīng)依次屬于（ ）A.衰變、人工轉(zhuǎn)變、人工轉(zhuǎn)變、聚變B.裂變、裂變、聚變、聚變C.衰變、衰變、聚變、聚變D.衰變、裂變、人工轉(zhuǎn)變、聚變答案 （1）B （2）D題型2 核能的計(jì)算【例2】靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Pu核,沿與磁場(chǎng)垂直的方向射

50、出一個(gè)粒子后,變成鈾的一種同位素核,同時(shí)釋放出能量為0.09 MeV的光子.（Pu的質(zhì)量為238.999 655 u,鈾核質(zhì)量為234.993 47 u,粒子質(zhì)量為4.001 509 u,1 u=1.660 566×10-27 kg）若不計(jì)光子的動(dòng)量,求:（1）鈾核與粒子回轉(zhuǎn)半徑之比RUR.（2）粒子的動(dòng)能為多少?答案 （1）146 （2）4.195 MeV題型3 科技物理【例3】天文學(xué)家測(cè)得銀河系中氦的含量約為25 %,有關(guān)研究表明,宇宙中氦生成的途徑有兩條:一是在宇宙誕生后二分鐘左右生成的;二是在宇宙演化到恒星誕生后,由恒星內(nèi)部的氫核聚變反應(yīng)生成的.（1）把氫核聚變反應(yīng)簡化為4個(gè)

51、氫核（H）聚變成氦核（He）,同時(shí)放出2個(gè)正電子（e）和2個(gè)中微子（e）,請(qǐng)寫出該氫核聚變反應(yīng)的方程,并計(jì)算一次反應(yīng)釋放的能量.（2）研究表明,銀河系的年齡約為t=3.8×1017 s,每秒鐘銀河系產(chǎn)生的能量約為1×1037 J（即P=1×1037 J/s）.現(xiàn)假定該能量全部來自上述氫核聚變反應(yīng),試估算銀河系中氦的含量（最后結(jié)果保留一位有效數(shù)字）.（3）根據(jù)你的估算結(jié)果,對(duì)銀河系中氦的主要生成途徑作出判斷.（可能用到的數(shù)據(jù):銀河系質(zhì)量約為M=3×1041 kg,原子質(zhì)量單位1 u=1.66×10-27 kg,1 u相當(dāng)于1.5×10-10 J的能量,電子質(zhì)量m=0.000 5 u,氦核質(zhì)量m=4.002 6 u,氫核質(zhì)量mp=1.007 8 u,中微子e質(zhì)量為零）答案 （1）4HHe+2e+2e 4.14×10-12 J（2）2 % （3）銀河系中的氦主要是宇宙誕生后不久生成的1.在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中,x表示He,且屬于聚變的反應(yīng)是（ ）A.U+nSr+Xe+3xB.H+