《原子核》精品教案一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．關(guān)于核聚變，以下說法正確的是()A．與裂變相比輕核聚變輻射極少，更為安全、清潔B．世界上已經(jīng)有利用核聚變能來發(fā)電的核電站C．要使輕核發(fā)生聚變，必須使它們的距離達到10－10m以內(nèi)，核力才能起作用D．核聚變比核裂變更易控制解析：選A與核裂變相比，核聚變有下面的幾個優(yōu)勢：(1)安全、清潔、輻射少；(2)核燃料儲量多；(3)核廢料易處理。但核聚變不易控制，其發(fā)電還沒有投入實際運行，要使輕核發(fā)生聚變，必須使輕核接近核力發(fā)生作用的距離10－15m，B、C、D錯誤，A正確。2．若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為5天，則相同質(zhì)量的A和B，經(jīng)過20天后，剩下的質(zhì)量之比mA∶mB為()A．1∶2 B．2∶1C．5∶4 D．4∶5解析：選A元素A的半衰期為4天，經(jīng)過20天后剩余原來的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5，元素B的半衰期為5天，經(jīng)過20天后剩余原來的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))4，剩下的質(zhì)量之比mA∶mB＝1∶2，A正確。3．以下是物理學史上3個著名的核反應(yīng)方程：x＋eq\o\al(7,3)Li→2yy＋eq\o\al(14,7)N→x＋eq\o\al(17,8)Oy＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,6)C。x、y和z是3種不同的粒子，其中z是()A．α粒子 B．質(zhì)子C．中子 D．電子解析：選C設(shè)x、y、z的電荷數(shù)分別為Zx、Zy、Zz，質(zhì)量數(shù)分別為Ax、Ay、Az。由前兩個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒Zx＋3＝2Zy，Zy＋7＝Zx＋8，可得Zy＝2，質(zhì)量數(shù)守恒Ax＋7＝2Ay，Ay＋14＝Ax＋17，可得Ay＝4；由第三個核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒2＋4＝Zz＋6，得Zz＝0，質(zhì)量數(shù)守恒4＋9＝Az＋12，Az＝1，即z是電荷數(shù)為零，質(zhì)量數(shù)為1的粒子，也就是中子，C正確。4．鈾核裂變時，對于產(chǎn)生鏈式反應(yīng)的重要因素，下列說法中正確的是()A．鈾塊的質(zhì)量是重要因素，與體積無關(guān)B．為了使裂變的鏈式反應(yīng)容易發(fā)生，最好直接利用裂變時產(chǎn)生的中子C．若鈾235的體積超過它的臨界體積，裂變的鏈式反應(yīng)就能夠發(fā)生D．能否發(fā)生鏈式反應(yīng)與鈾塊的質(zhì)量無關(guān)解析：選C要使鈾核裂變產(chǎn)生鏈式反應(yīng)，鈾塊的體積必須大于臨界體積或鈾塊的質(zhì)量大于臨界質(zhì)量，只要組成鈾塊的體積小于臨界體積或質(zhì)量小于臨界質(zhì)量就不會產(chǎn)生鏈式反應(yīng)，裂變反應(yīng)中產(chǎn)生的中子為快中子，這些快中子不能直接引發(fā)新的裂變，如果鈾塊的質(zhì)量大，則其體積大，若超過臨界體積則發(fā)生鏈式反應(yīng)，由此知A、B、D錯誤，C正確。5．鈷60是金屬元素鈷的放射性同位素之一，其半衰期為5.27年。它會通過β衰變放出能量高達315keV的高速電子衰變?yōu)殒?0，同時會放出兩束γ射線，其能量分別為1.17MeV及1.33MeV。鈷60的應(yīng)用非常廣泛，幾乎遍及各行各業(yè)。在農(nóng)業(yè)上，常用于輻射育種、食品輻射保藏與保鮮等；在工業(yè)上，常用于無損探傷、輻射消毒、輻射加工、輻射處理廢物以及自動控制等；在醫(yī)學上，常用于癌和腫瘤的放射治療。關(guān)于鈷60下列說法正確的是()A．衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)eB．利用鈷60對人體腫瘤進行放射治療是利用其衰變放出的電子流C．鈷60可以作為示蹤原子研究人體對藥物的吸收D．鈷60衰變過程中不會有質(zhì)量虧損解析：選A根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，可知鈷60發(fā)生β衰變的衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e，故A正確；鈷60對人體腫瘤進行放射治療是利用其衰變放出的γ射線，故B錯誤；鈷60半衰期太長，且衰變放出的高能粒子對人體傷害太大，不能作為藥品的示蹤原子，故C錯誤；所有衰變都會有質(zhì)量虧損，故D錯誤。6．下列說法中正確的是()A．黑體輻射電磁波的強度按波長分布與黑體的溫度無關(guān)B．將由放射性元素組成的化合物進行高溫分解，會改變放射性元素的半衰期C．放射性同位素eq\o\al(234,90)Th經(jīng)α、β衰變會生成eq\o\al(222,86)Rn，其中經(jīng)過了3次α衰變和2次β衰變D．比結(jié)合能越大，原子核中核子結(jié)合得越不牢固，原子核越不穩(wěn)定解析：選C一般物體輻射電磁波的情況與溫度有關(guān)，還與材料的種類及表面情況有關(guān)；但黑體輻射電磁波的情況只與溫度有關(guān)，故A錯誤；放射性元素的半衰期與外界因素沒有任何關(guān)系，只和本身性質(zhì)有關(guān)，故B錯誤；eq\a\vs4\al(釷\o\al(234,90)Th)衰變成氡eq\o\al(222,86)Rn，可知質(zhì)量數(shù)少12，電荷數(shù)少4，因為經(jīng)過一次α衰變，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，經(jīng)過一次β衰變，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，可知經(jīng)過3次α衰變和2次β衰變，故C正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，越牢固，故D錯誤。7．氘核和氚核可發(fā)生熱核聚變而釋放巨大的能量，該反應(yīng)方程為12H＋13H→24He＋X，式中X是某種粒子。已知：eq\o\al(2,1)H、eq\o\al(3,1)H、eq\o\al(4,2)He和粒子X的質(zhì)量分別為2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u；1u＝931.5MeV/c2，c是真空中的光速。由上述反應(yīng)方程和數(shù)據(jù)可知()A．粒子X是11HB．該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為0.0289uC．該反應(yīng)釋放出的能量約為17.6MeVD．該反應(yīng)中釋放的全部能量轉(zhuǎn)化為粒子X的動能解析：選C由核電荷數(shù)守恒可知，X粒子的核電荷數(shù)為1＋1－2＝0，由質(zhì)量數(shù)守恒可知，X粒子的質(zhì)量數(shù)為2＋3－4＝1，則X粒子是eq\o\al(1,0)n；該反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝2.0141u＋3.0161u－4.0026u－1.0087u＝0.0189u；核反應(yīng)過程中釋放的能量為E＝Δmc2＝17.6MeV，故A、B錯誤，C正確；反應(yīng)中釋放的部分能量轉(zhuǎn)化為粒子X的動能，故D錯誤。二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．秦山核電站第三期工程的兩個6×105kW發(fā)電機組已實現(xiàn)并網(wǎng)發(fā)電。發(fā)電站的核能來源于eq\o\al(235,92)U的裂變，下列說法正確的是()A．反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度通常是采用調(diào)節(jié)eq\o\al(235,92)U的體積來控制的B.eq\o\al(235,92)U的一種可能的裂變是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(139,54)Xe＋eq\o\al(95,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)nC.eq\o\al(235,92)U是天然放射性元素，升高溫度后它的半衰期會縮短D．一個eq\o\al(235,92)U裂變能放出200MeV的能量，合3.2×10－11J解析：選BD反應(yīng)堆中核反應(yīng)速度由控制棒(鎘棒)吸收中子的多少來控制，A錯誤；eq\o\al(235,92)U裂變有多種可能性，B項是其中常見的一種，B對；放射性元素的半衰期由原子核本身決定，與溫度、壓強等外界條件無關(guān)，C錯誤；200MeV＝200×106×1.6×10－19J＝3.2×10－11J，D正確。9．已知钚的一種同位素的半衰期為24100年，其衰變方程為eq\o\al(239,94)Pu→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列有關(guān)說法正確的是()A．X原子核中含有92個質(zhì)子B．100個eq\o\al(239,94)Pu經(jīng)過24100年后一定還剩余50個C．由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程質(zhì)量數(shù)不再守恒D．衰變發(fā)出的γ放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力解析：選AD根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知，X原子核的電荷數(shù)為92，質(zhì)量數(shù)為235，質(zhì)子數(shù)是92，A選項正確；半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對大量的原子核適用，對少數(shù)的原子核沒有意義，B選項錯誤；由于衰變時釋放巨大能量，衰變過程總質(zhì)量減小，但質(zhì)量數(shù)仍守恒，C選項錯誤；衰變發(fā)出的γ放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力，D選項正確。10.云室能顯示射線的徑跡，把云室放在磁場中，從帶電粒子運動軌跡的彎曲方向和半徑大小就能判斷粒子的屬性。放射性元素A的原子核靜止放在磁感應(yīng)強度B＝2.5T的勻強磁場中發(fā)生衰變，放射出粒子并變成新原子核B，放射出的粒子與新核運動軌跡如圖所示，測得兩圓的半徑之比R1∶R2＝42∶1，且R1＝0.2m，已知元電荷e＝1.6×10－19C，普朗克常量h＝6.6×10－34J·s。下列說法正確的是()A．新原子核B的核電荷數(shù)為42B．放射性元素A原子核發(fā)生的是α衰變C．放射性元素A原子核發(fā)生的是β衰變D．放射出粒子的對應(yīng)的德布羅意波的波長為4.125×10－15m解析：選BD原子核發(fā)生反沖，根據(jù)左手定則可知，α衰變時，新核、α粒子的軌跡是外切圓，所以B正確、C錯誤。根據(jù)帶電粒子的軌道半徑r＝eq\f(mv,Bq)，可知eq\f(rα,rB)＝eq\f(qB,qα)，結(jié)合已知條件可知原子核B的核電荷數(shù)為84，選項A錯。根據(jù)德布羅意波長λ＝eq\f(h,p)可知，放出的α粒子的德布羅意波長為λ＝eq\f(h,BqαR1)＝4.125×10－15m，選項D正確。三、非選擇題(本題共4小題，共54分)11．(10分)假設(shè)兩個氘核在一直線上相碰發(fā)生聚變反應(yīng)生成氦的同位素和中子，已知氘核的質(zhì)量是m1，中子的質(zhì)量是m2，氦核同位素的質(zhì)量是m3，光在真空中速度為c。(1)寫出核聚變反應(yīng)的方程式。(2)求核聚變反應(yīng)中釋放出的能量ΔE。解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n。(2)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損為：Δm＝2m1－(m2＋m3)氘核聚變時放出的能量為：ΔE＝Δmc2＝(2m1－m2－m3)c2答案：(1)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2)(2m1－m2－m3)c212．(14分)每晝夜消耗220g鈾235的核電站，如果效率為25%，它能產(chǎn)生的電功率為多大？(每個鈾核裂變時放出的能量是200MeV，NA＝6.02×1023mol－1)解析：一晝夜消耗的鈾所能產(chǎn)生的核能為ΔE＝eq\f(220,235)×6.02×1023×200×106×1.6×10－19J≈1.8×1013J電功率P＝ηeq\f(ΔE,t)＝25%×eq\f(1.8×1013,24×3600)W≈5.2×107W。答案：5.2×107W13．(14分)靜止的鋰核(eq\o\al(6,3)Li)俘獲一個速度為7.7×106m/s的中子，發(fā)生核反應(yīng)后若只產(chǎn)生兩個新粒子，其中一個粒子為氦核(eq\o\al(4,2)He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向與反應(yīng)前的中子速度方向相同。(1)寫出此核反應(yīng)的方程式；(2)求反應(yīng)后產(chǎn)生的另一個粒子的速度大小及方向。解析：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H。(2)用m1、m2和m3分別表示中子(01n)、氦核(24He)和氚核(13H)的質(zhì)量，由動量守恒定律得m1v1＝m2v2＋m3v3代入數(shù)值解得v3＝－8.1×106m/s即反應(yīng)后生成的氚核的速度大小為8.1×106m/s，方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反。答案：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H(2)8.1×106m/s方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反14．(16分)在暗室的真空裝置中做如下實驗：在豎直放置的平行金屬板間的勻強電場中，有一個能產(chǎn)生α、β、γ三種射線的射線源。從射線源射出的一束射線垂直于電場方向射入電場，如圖所示。在與射線源距離為H高處，水平放置兩張疊放著的、涂藥面朝下的印像紙(比一般紙厚且涂有感光藥的紙)，經(jīng)射線照射一段時間后兩張印像紙顯影，則(1)上面的印像紙有幾個暗斑？各是什么射線的痕跡？(2)下面的印像紙顯出三個暗斑，試估算中間暗斑與兩邊暗斑的距離之比。(3)若在此空間再加上與電場方向垂直的勻強磁場，一次使α射線不偏轉(zhuǎn)，一次使β射線不偏轉(zhuǎn)，則兩次所加勻強磁場的磁感應(yīng)強度之比是多少？eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(已知：mα＝4u，mβ＝\f(1,1840)u，vα＝\f(c,10)，vβ＝c))解析：(1)因α粒子貫穿本領(lǐng)弱，穿過下層紙的只有β射線、γ射線，β射線、γ射線在上面的印像紙上留下兩個暗斑。(2)下面印像紙從左向右依次是β射線、γ射線、α射線留下的暗斑。設(shè)α射線、β射線暗斑到中央γ射線暗斑的距離分別為sα、sβ，則sα＝eq\f(1,2)aα·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(H,vα)))2，sβ＝eq\f(1,2)aβ·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(H,vβ)))2，aα＝eq\f(qα·E,mα)，aβ＝eq\f(qβ·E,mβ)。由以上四式得eq\f(sα,sβ)＝eq\f(5,184)。(3)若使α射線不偏轉(zhuǎn)，qαE＝qαvαBα，所以Bα＝eq\f(E,vα)，同理若使β射線不偏轉(zhuǎn)，應(yīng)加磁場Bβ＝eq\f(E,vβ)，故eq\f(Bα,Bβ)＝eq\f(vβ,vα)＝10∶1。答案：(1)兩個暗斑β射線，γ射線(2)5∶184(3)10∶1eq\a\vs4\al(模塊綜合檢測)(本試卷滿分：100分)一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中，只有一項是符合題目要求的)1．下列物理學史描述正確的是()A．瑪麗·居里提出原子的核式結(jié)構(gòu)學說B．盧瑟福通過α粒子散射實驗發(fā)現(xiàn)了電子C．查德威克在原子核人工轉(zhuǎn)變的實驗中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子D．愛因斯坦質(zhì)能方程為核能的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)解析：選D盧瑟福提出原子的核式結(jié)構(gòu)學說，選項A錯誤；湯姆孫通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，選項B錯誤；查德威克在原子核人工轉(zhuǎn)變的實驗中發(fā)現(xiàn)了中子，選項C錯誤；愛因斯坦質(zhì)能方程為核能的開發(fā)利用提供了理論依據(jù)，選項D正確。2．下列說法中錯誤的是()A．霧霾在大氣中的漂移是布朗運動B．制作晶體管、集成電路只能用單晶體C．電場可改變液晶的光學性質(zhì)D．地球大氣中氫含量少，是由于外層氣體中氫分子平均速率大，更易從地球逃逸解析：選A霧霾在大氣中的漂移是氣體的流動造成的，故A錯誤。制作晶體管、集成電路只能用單晶體，因為單晶體具有各向異性，故B正確。液晶具有液體的流動性，又對光顯示各向異性，電場可改變液晶的光學性質(zhì)，故C正確。在動能一定的情況下，質(zhì)量越小，速率越大；地球大氣中氫含量少，是由于外層氣體中氫分子平均速率大，更容易大于地球的第一宇宙速度，更易從地球逃逸，故D正確。3．關(guān)于原子核的結(jié)合能與平均結(jié)合能，下列說法中不正確的是()A．原子核的結(jié)合能等于核子與核子之間結(jié)合成原子核時，核力做的功B．原子核的結(jié)合能等于核子從原子核中分離，外力克服核力做的功C．平均結(jié)合能是核子與核子結(jié)合成原子核時平均每個核子放出的能量D．不同原子核的平均結(jié)合能不同，重核的平均結(jié)合能比輕核的平均結(jié)合能大解析：選D原子核中，核子與核子之間存在核力，要將核子從原子核中分離，需要外力克服核力做功；當自由核子結(jié)合成原子核時，核力將做正功，釋放能量，故A、B正確；對某種原子核，平均每個核子的結(jié)合能稱為平均結(jié)合能，不同原子核的平均結(jié)合能不同，重核的平均結(jié)合能比中等質(zhì)量核的平均結(jié)合能要小，輕核的平均結(jié)合能比稍重的核的平均結(jié)合能要小，C正確，D錯誤。4．液體表面張力產(chǎn)生的原因是()A．在液體的表面層，分子間距過大，分子之間斥力消失，只有引力B．由于氣體分子對表面層液體分子的吸引C．在液體的表面層里，由于分子間距比液體內(nèi)部分子間距大，分子間引力占優(yōu)勢D．由于受到指向液體內(nèi)部的吸引力的作用解析：選C在液體的表面層，分子間距比液體內(nèi)部分子間距大，分子間的引力大于斥力，對外表現(xiàn)為引力，A錯誤，C正確。氣體分子對表面層液體分子的吸引力非常小，可以忽略，B錯誤。表面張力與液面相切，D錯誤。5．鈾原子核發(fā)生衰變時衰變方程為eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋X，其中eq\o\al(238,92)U、eq\o\al(234,90)Th、X的質(zhì)量分別為m1、m2、m3，光在真空中的傳播速度為c，則()A．X是電子B．m1＝m2＋m3C．衰變時釋放的能量為(m1－m2－m3)c2D．若提高溫度，eq\o\al(238,92)U半衰期將會變小解析：選C根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，X原子核中的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，是氦核，故A錯誤；依據(jù)質(zhì)量虧損，則m1>m2＋m3，故B錯誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程得，釋放的能量ΔE＝(m1－m2－m3)c2，故C正確；半衰期的大小與溫度無關(guān)，故D錯誤。6.在如圖所示的光電效應(yīng)現(xiàn)象中，光電管陰極K的極限頻率為ν0，現(xiàn)用頻率為ν(ν>ν0)的光照射在陰極上，若在A、K之間加一數(shù)值為U的反向電壓時，光電流恰好為零，則下列判斷錯誤的是()A．陰極材料的逸出功等于hν0B．有光電子逸出，且光電子的最大初動能可表示為eUC．有光電子逸出，且光電子的最大初動能可表示為hν－h(huán)ν0D．無光電子逸出，因為光電流為零解析：選D陰極材料的逸出功W0＝hν0，選項A正確；由于入射光的頻率ν>ν0，則能發(fā)生光電效應(yīng)，有光電子逸出，選項D錯誤；但是A、K間加的是反向電壓，電子飛出后要做減速運動，當速度最大的光電子減速到A端速度為零時，光電流恰好為零，由動能定理得：－eU＝0－Ekm，則Ekm＝eU，選項B正確；由愛因斯坦光電效應(yīng)方程：Ekm＝hν－W0，可得Ekm＝hν－h(huán)ν0，選項C正確。7.玻爾為解釋氫原子光譜畫出的氫原子能級示意圖如圖所示，一群氫原子處于n＝5的激發(fā)態(tài)，當它們自發(fā)地躍遷到較低能級時，下列說法符合玻爾理論的是()A．電子軌道半徑減小，電勢能增大B．氫原子躍遷時，只能激發(fā)出10種不同頻率的光譜線C．氫原子躍遷時，只能激發(fā)出6種不同頻率的光譜線D．由n＝4能級躍遷到n＝3能級時發(fā)出光子的頻率最小解析：選B氫原子從n＝5的激發(fā)態(tài)自發(fā)地躍遷到低能級時向外輻射能量，原子能量減小，且電子軌道半徑減小，由eq\f(ke2,r2)＝eq\f(mv2,r)，eq\f(1,2)mv2＝keq\f(e2,2r)知，電子動能增加，所以電子電勢能要減小，選項A錯誤；大量處于n＝5能級的氫原子向低能級躍遷輻射不同頻率的光譜線條數(shù)為C52＝10，所以選項B正確，選項C錯誤；由n＝5能級躍遷到n＝4能級時發(fā)出光子的頻率最小，選項D錯誤。二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全部選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)8．太陽能量的來源是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，核聚變反應(yīng)可以看作是4個氫核(eq\o\al(1,1)H)結(jié)合成1個氦核同時放出2個正電子。下表中列出了部分粒子的質(zhì)量eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(取1u＝\f(1,6)×10－26kg))粒子名稱質(zhì)子(p)α粒子正電子(e)中子(n)質(zhì)量/u1.00734.00150.000551.0087以下說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)eB．4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為0.0266kgC．4個氫核結(jié)合成1個氦核時的質(zhì)量虧損約為4.43×10－29kgD．聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為4.0×10－12J解析：選ACD由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒及核電荷數(shù)守恒得4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)e，故A正確；反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.0073－4.0015－2×0.00055)u＝0.0266u＝4.43×10－29kg，故C正確，B錯誤；由質(zhì)能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2J≈4.0×10－12J，故D正確。9．1905年，愛因斯坦把普朗克的量子化概念進一步推廣，成功地解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象，提出了光子說。在給出的與光電效應(yīng)有關(guān)的四個圖像中，下列說法正確的是()A．圖1中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明鋅板帶正電，驗電器帶負電B．圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出，電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明截止電壓和光的強度有關(guān)C．圖3中，若電子電荷量用e表示，ν1、ν2、U1已知，由Uc-ν圖像可求得普朗克常量的表達式為h＝eq\f(eU1,ν1－ν2)D．圖4中，由光電子最大初動能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖像可知，該金屬的逸出功為E或hν0解析：選CD題圖1中，當紫外線照射鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器指針發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，說明驗電器帶電，發(fā)生光電效應(yīng)后鋅板失去電子帶正電，所以驗電器也帶正電，A錯誤；題圖2中，從光電流與電壓的關(guān)系圖像中可以看出，電壓相同時，光照越強，光電流越大，說明光電流與光的強度有關(guān)，不能說明截止電壓和光的強度有關(guān)，B錯誤；題圖3中，根據(jù)Ek＝hν－W0＝eUc，解得Uc＝eq\f(hν,e)－eq\f(hνc,e)，圖線的斜率k＝eq\f(h,e)＝eq\f(U1,ν1－ν2)，則h＝eq\f(eU1,ν1－ν2)，C正確；題圖4中，根據(jù)光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W0知，當ν＝0時，Ek＝－W0，由圖像知縱軸截距為－E，所以W0＝E，即該金屬的逸出功為E，圖線與ν軸交點的橫坐標是ν0，該金屬的逸出功為hν0，D正確。10.如圖所示，一根豎直的彈簧支持著一倒立汽缸的活塞，使汽缸懸空而靜止，設(shè)活塞與缸壁間無摩擦且可以在缸內(nèi)自由移動，缸壁導熱性能良好使缸內(nèi)氣體總能與外界大氣溫度相同，則下列結(jié)論中正確的是()A．若外界大氣壓增大，則彈簧將壓縮一些B．若外界大氣壓增大，則汽缸上底面距地面的高度將減小C．若氣溫升高，則汽缸上底面距地面的高度將減小D．若氣溫升高，則汽缸上底面距地面的高度將增大解析：選BD選擇汽缸和活塞為整體，那么整體所受的大氣壓力相互抵消，彈簧彈力與汽缸和活塞的重力平衡，若外界大氣壓增大，則彈簧長度不發(fā)生變化，故A錯誤；選擇汽缸為研究對象，豎直向下受重力和大氣壓力pS，向上受到缸內(nèi)氣體向上的壓力p1S，物體受三力平衡：G＋pS＝p1S，若外界大氣壓p增大，p1一定增大，根據(jù)理想氣體的等溫變化pV＝C(常數(shù))，當壓強增大時，體積一定減小，所以汽缸的上底面距地面的高度將減小，故B正確；若氣溫升高，缸內(nèi)氣體做等壓變化，根據(jù)：eq\f(V,T)＝C，當溫度升高時，氣體體積增大，汽缸上升，則汽缸的上底面距地面的高度將增大，故C錯誤，D正確。三、非選擇題(共6小題，共54分)11．(6分)在做“用油膜法估測油酸分子大小”的實驗中，已知實驗室中使用的油酸酒精溶液的體積濃度為n，又用滴管測得每N滴這種油酸酒精溶液的總體積為V，將一滴這種溶液滴在淺盤中的水面上，在玻璃板上描出油膜的邊界線，再把玻璃板放在畫有邊長為a的正方形小格的紙上，測得油膜占有的小正方形個數(shù)為m。用以上字母表示油酸分子直徑的大小d＝________。解析：一滴油酸酒精溶液中純油酸的體積為：V′＝eq\f(V,N)n油膜面積為S＝ma2又V′＝Sd，所以d＝eq\f(nV,ma2N)。答案：eq\f(nV,ma2N)12．(8分)某實驗小組用油膜法估測油酸分子的大小，實驗用油酸酒精溶液的濃度為每1000mL溶液中含有純油酸1mL,1mL上述溶液有50滴，實驗中用滴管向浮有痱子粉的水面中央滴入一滴油酸酒精溶液。(1)該實驗中的理想化假設(shè)是________。A．將油膜看作單分子層油膜B．不考慮油酸分子間的間隙C．不考慮油酸分子間的相互作用力D．將油酸分子看成球形(2)實驗描出油酸薄膜輪廓如圖所示，已知每一個小正方形的邊長為2cm，則該油酸薄膜的面積為________m2。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)(3)經(jīng)計算，油酸分子的直徑為________m。(結(jié)果保留1位有效數(shù)字)(4)某學生在做“用油膜法估測油酸分子的大小”的實驗時，計算結(jié)果偏大，可能是________。A．油酸未完全散開B．油酸溶液濃度低于實際值C．計算油膜面積時，舍去了所有不足一格的方格D．求每滴體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴解析：(1)用油膜法測量分子的直徑，不考慮分子間的間隙，將油膜看成單分子層油膜，以及將油酸分子看成球形，故選A、B、D。(2)由于每格邊長為2cm，則每一格就是4cm2，估算油膜面積以超過半格按一格計算，小于半格就舍去的原則，面積大約為71格，則油酸薄膜面積為S＝71×4cm2＝284cm2≈3×10－2m2。(3)1滴油酸酒精溶液中含油酸的體積V＝eq\f(1,50)×eq\f(1,1000)mL＝2×10－5mL，由于油酸分子是單分子緊密排列的，因此油酸分子直徑為d＝eq\f(V,S)＝eq\f(2×10－11,3×10－2)m≈7×10－10m。(4)計算油酸分子直徑的公式是d＝eq\f(V,S)，V是純油酸的體積，S是油膜的面積。油酸分子未完全散開，S偏小，得到的分子直徑d將偏大，A正確；計算時利用的是純油酸的體積，如果油酸溶液濃度低于實際值，則計算所得的油酸體積偏小，則直徑將偏小，B錯誤；計算油膜面積時舍去了所有不足1格的方格，導致油膜面積偏小，那么計算結(jié)果偏大，故C正確；求每滴油酸酒精溶液的體積時，1mL的溶液的滴數(shù)多記了10滴，純油酸的體積將偏小，則計算得到的分子直徑將偏小，故D錯誤。答案：(1)ABD(2)3×10－2(3)7×10－10(4)AC13．(8分)已知潛水員在岸上和海底吸入空氣的密度分別為1.3kg/m3和2.1kg/m3，空氣的摩爾質(zhì)量為0.029kg/mol，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.02×1023mol－1。若潛水員呼吸一次吸入2L空氣，試估算潛水員在海底比在岸上每呼吸一次多吸入空氣的分子數(shù)(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)。解析：設(shè)空氣的摩爾質(zhì)量為M，在海底和岸上的密度分別為ρ海和ρ岸，一次吸入空氣的體積為V，在海底吸入的分子數(shù)N海＝eq\f(ρ海V,M)NA在岸上吸入的分子數(shù)N岸＝eq\f(ρ岸V,M)NA則有ΔN＝N海－N岸＝eq\f(ρ海－ρ岸V,M)NA代入數(shù)據(jù)得ΔN≈3×1022個。答案：3×1022個14．(8分)德布羅意認為：任何一個運動著的物體，都有一種波與它對應(yīng)，波長是λ＝eq\f(h,p)，式中p是運動著的物體的動量，h是普朗克常量。已知某種紫光的波長是440nm，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)電子的動量的大??；(2)試推導加速電壓跟德布羅意波波長的關(guān)系，并計算加速電壓的大小。電子