衡水中學(xué)物理最經(jīng)典物理建模系列（十三）兩類核衰變在磁場中的徑跡

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)物理建模系列(十三)兩類核衰變在磁場中的徑跡靜止核在磁場中自發(fā)衰變，其軌跡為兩相切圓，衰變時兩圓外切，衰變時兩圓內(nèi)切，根據(jù)動量守恒m1v1m2v2和req f(mv,qB)知，半徑小的為新核，半徑大的為粒子或粒子，其特點對比如下表：衰變eq oal(A,Z)Xeq oal(A4,Z2)Yeq oal(4,2)He勻強磁場中軌跡兩圓外切，粒子半徑大衰變eq oal(A,Z)Xeq oal( A,Z1)Yeq oal(0,1)e勻強磁場中軌跡兩圓內(nèi)切，粒子半徑大(一)相外切

2、圓的徑跡例1在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1r2144.則：(1)圖中哪一個圓是粒子的徑跡？(說明理由)(2)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？【解析】(1)因為動量守恒，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是粒子的徑跡，圓軌道1是新生核的徑跡，兩者電性相同，運動方向相反(2)設(shè)衰變后新生核的電荷量為q1，粒子的電荷量為q22e，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，所以原來原子核的電荷量qq1q2.根據(jù)軌道半徑公式有eq f(r1,r2)eq f(f(m1v1,Bq1

3、),f(m2v2,Bq2)eq f(m1v1q2,m2v2q1)，又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則m1v1m2v2，以上三式聯(lián)立解得q90e.即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90.【答案】(1)圓軌道2是粒子的徑跡，理由見解析(2)90(二)相內(nèi)切圓的徑跡例2在垂直于紙面的勻強磁場中，有一原來靜止的原子核，該核衰變后，放出的帶電粒子和反沖核的運動軌跡分別如圖中a、b所示，由圖可以判定() A該核發(fā)生的是衰變B該核發(fā)生的是衰變C磁場方向一定垂直紙面向里D磁場方向一定垂直紙面向外【解析】本題考查對粒子及粒子的性質(zhì)的了解，對動量守恒定律以及左手定則的應(yīng)用能力原來靜止的核，放出粒子后，總動量守恒，所

4、以粒子和反沖核的速度方向一定相反，根據(jù)圖示，它們在同一磁場中是向同一側(cè)偏轉(zhuǎn)的，由左手定則可知它們必帶異種電荷，故應(yīng)為衰變；由于不知它們的旋轉(zhuǎn)方向，因而無法判定磁場是向里還是向外，即都有可能【答案】B由以上兩例解答過程可知，當(dāng)靜止的原子核在勻強磁場中發(fā)生衰變時，大圓軌道一定是帶電粒子(粒子或粒子)的，小圓軌道一定是反沖核的衰變時兩圓外切，衰變時兩圓內(nèi)切如果已知磁場方向，還可根據(jù)左手定則判斷繞行方向是順時針還是逆時針高考真題1(2016課標(biāo)卷，35(1)一靜止的鋁原子核eq oal(27,13)Al俘獲一速度為1.0107 m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq oal(28,14)Si*

5、.下列說法正確的是_.A核反應(yīng)方程為peq oal(27,13)Aleq oal(28,14)Si*B核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動量守恒C核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，核反應(yīng)方程為peq oal(27,13)Aleq oal(28,14)Si*，A正確；核反應(yīng)過程中釋放的核力遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于外力，故系統(tǒng)動量守恒，B正確；核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量守恒，C錯誤；由于反應(yīng)過程中，要釋放大量的能量，伴隨著質(zhì)量虧損，所以生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，D錯誤；由動量守

6、恒可知，mv28mv，解得v3.6105 m/s，硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s，方向與質(zhì)子初速度的方向一致，故E正確【答案】ABE2(2012大綱卷)eq oal(235, 92)U經(jīng)過m次衰變和n次衰變，變成eq oal(207, 82)Pb，則()Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm14，n18【解析】衰變過程滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程：eq oal(235, 92)Ueq oal(207, 82)Pbmeq oal(4,2)Hen01e根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒列出方程2352074m92822mn解得m7，n4，故選項B正確，選項A、C、D錯誤【答案】B

7、3(2017課標(biāo)卷，15)一靜止的鈾核放出一個粒子衰變成釷核，衰變方程為eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)He.下列說法正確的是()A衰變后釷核的動能等于粒子的動能B衰變后釷核的動量大小等于粒子的動量大小C鈾核的半衰期等于其放出一個粒子所經(jīng)歷的時間D衰變后粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量【解析】衰變過程遵守動量守恒定律，故選項A錯，選項B對根據(jù)半衰期的定義，可知選項C錯衰變釋放核能，有質(zhì)量虧損，故選項D錯【答案】B名校模擬4(2018湖北重點中學(xué)高三上學(xué)期起點考試)下列說法正確的是()A只要照射到金屬表面上的光足夠強，金屬就一定會發(fā)

8、出光電子B.eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(16, 8)Oeq oal(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程C放射性物質(zhì)的半衰期不會隨溫度的升高而變短D一個處于n4能級的氫原子，最多可輻射出6種不同頻率的光子【解析】光電效應(yīng)的產(chǎn)生條件是入射光的頻率大于金屬的極限頻率，與入射光的強度無關(guān)，A錯誤；eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)H是盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，B錯誤；放射性物質(zhì)的半衰期與物質(zhì)的狀態(tài)、所處的環(huán)境等無關(guān)，C正確；一個處于n4能級的氫原子會自發(fā)地向低能級躍遷，躍遷時最多能發(fā)出3

9、個光子，即從n4能級躍遷到n3能級發(fā)出的光子，從n3能級躍遷到n2能級發(fā)出的光子，從n2能級躍遷到n1能級發(fā)出的光子，D錯誤【答案】C5.(2018陜西部分中學(xué)高三第一學(xué)期摸底)靜止在勻強磁場中的eq oal(238, 92)U發(fā)生衰變，產(chǎn)生一個未知粒子x，它們在磁場中的運動徑跡如圖所示下列說法正確的是() A該核反應(yīng)方程為eq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)xeq oal(4,2)HeB粒子和x粒子在磁場中做圓周運動時轉(zhuǎn)動方向相同C軌跡1、2分別是粒子、x粒子的運動徑跡D粒子、x粒子運動徑跡半徑之比為451【解析】根據(jù)核反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為eq

10、 oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)xeq oal(4,2)He，選項A正確；由于eq oal(238, 92)U核衰變后粒子和x粒子的動量等大反向，兩粒子的電性相同，速度方向相反，由左手定則知兩粒子轉(zhuǎn)動方向相同，選項B正確；由req f(mv,qB)可知，軌跡1、2分別是x粒子、粒子的運動徑跡，選項C錯誤；粒子與x粒子的動量等大，所在磁場相同，eq f(rx,r)eq f(q,qx)，運動徑跡半徑之比為451，選項D正確【答案】ABD6(2018惠州市高三第一次調(diào)研)下列與粒子相關(guān)的說法中正確的是()A天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線速度與光速相當(dāng)，貫穿能力很強B.eq oal

11、(238, 92)U(鈾238)核放出一個粒子后就變?yōu)閑q oal(234, 90)Th(釷234)C高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出中子，核反應(yīng)方程為eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(16, 8)Oeq oal(1,0)nD丹麥物理學(xué)家玻爾進(jìn)行了粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解析】天然放射現(xiàn)象中產(chǎn)生的射線的速度約為光速的eq f(1,10)，穿透能力不強，A錯誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，eq oal(238, 92)U(鈾238)核放出一個粒子后就變?yōu)閑q oal(234, 90)Th(釷234)，B正確；高速粒子轟擊氮核可從氮核中打出質(zhì)子，

12、核反應(yīng)方程為eq oal(4,2)Heeq oal(14, 7)Neq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)H，C錯誤；盧瑟福進(jìn)行了粒子散射實驗并首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，D錯誤【答案】B課時作業(yè)(三十五)基礎(chǔ)小題練1(2018四川五校高三上學(xué)期聯(lián)考)下列敘述中符合史實的是()A玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜B湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有核式結(jié)構(gòu)C盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子的能級假設(shè)D貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，并提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型【解析】玻爾理論很好地解釋了氫原子的光譜，選項A正確；湯姆孫發(fā)現(xiàn)了電子，提出了原子具有“西瓜模型”結(jié)構(gòu)，選項B錯誤；盧瑟福根據(jù)

13、粒子散射實驗的現(xiàn)象，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項C錯誤；貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象，盧瑟福提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，選項D錯誤【答案】A2(2018長郡中學(xué)高三實驗班選撥考試)根據(jù)所給圖片結(jié)合課本相關(guān)知識，下列說法正確的是()A圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有粒子性B圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同C圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，最有可能使用的射線是射線D圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，由圖可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即(核反應(yīng)中)平均每個核子的質(zhì)量虧損

14、最小【解析】題圖甲是電子束穿過鋁箔后的衍射圖樣，證明電子具有波動性，選項A錯誤；題圖乙是利用不同氣體制成的五顏六色的霓虹燈，原因是各種氣體原子的能級不同，躍遷時發(fā)射光子的能量不同，光子的頻率不同，選項B正確；題圖丙是工業(yè)上使用的用射線檢測金屬板厚度的裝置，在、三種射線中，由于射線穿透能力最強，最有可能使用的射線是射線，選項C錯誤；題圖丁是原子核的比結(jié)合能與質(zhì)量數(shù)A的關(guān)系圖象，可知中等大小的核的比結(jié)合能最大，即在核子結(jié)合成原子核時平均每個核子釋放的能量最大，平均每個核子的質(zhì)量虧損最大，選項D錯誤【答案】B3碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的

15、含量大約還有()A.eq f(m,4) Beq f(m,8) C.eq f(m,16) Deq f(m,32)【解析】由半衰期公式mm(eq f(1,2)eq f(t,T)可知，mm(eq f(1,2)eq f(32,8)eq f(1,16)m，故選項C正確【答案】C4下列核反應(yīng)方程中，屬于衰變的是()A.eq oal(14, 7)Neq oal(4,2)Heeq oal(17, 8)Oeq oal(1,1)H Beq oal(238, 92)Ueq oal(234, 90)Theq oal(4,2)HeC.eq oal(2,1)Heq oal(3,1)Heq oal(4,2)Heeq oal

16、(1,0)n Deq oal(234, 90)Theq oal(234, 91)Paeq oal(0,1)e【解析】衰變是重核自發(fā)的發(fā)出粒子的天然放射現(xiàn)象，其中粒子是eq oal(4,2)He，所以B正確；A為人工轉(zhuǎn)變，C為輕核的聚變，D是衰變，故A、C、D皆錯誤【答案】B5質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3.當(dāng)一個質(zhì)子和一個中子結(jié)合成氘核時，釋放的能量是(c表示真空中的光速)()A(m1m2m3)c B(m1m2m3)cC(m1m2m3)c2 D(m1m2m3)c2【解析】由質(zhì)能方程Emc2，其中mm1m2m3可得E(m1m2m3)c2，選項C正確【答案】C6.子(電荷量為e)與氫

17、原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱為氫原子，它在原子核物理理的研究中有重要作用如圖所示為氫原子的能級示意圖假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n2能級的氫原子，氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為1、2、3、4、5和6的光，且頻率依次增大，則E等于() Ah(31) Bh(56)Ch3 Dh4【解析】氫原子吸收能量后從n2能級躍遷到較高能級，然后向較低能級躍遷，發(fā)出Ceq oal(2,n)eq f(nn1,2)6種不同光子，解得n4，即氫原子吸收能量后先從n2能級躍遷到n4能級，然后從n4能級向低能級躍遷輻射光子的頻率按從小到大的順序排列為43、32、42、21、31、41，所以能量E與h3相等，C正確

18、【答案】C創(chuàng)新導(dǎo)向練7科學(xué)探究利用光譜分析反氫原子的組成1995年科學(xué)家“制成”了反氫原子，它是由一個反質(zhì)子和一個圍繞它運動的正電子組成；反質(zhì)子和質(zhì)子有相同的質(zhì)量，帶有等量異種電荷；反氫原子和氫原子有相同的能級分布，氫原子能級如圖所示下列說法中正確的是() A反氫原子光譜與氫原子光譜不相同B基態(tài)反氫原子的電離能是13.6 eVC基態(tài)反氫原子能吸收11 eV的光子發(fā)生躍遷D在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)輻射光子的波長最長【解析】反氫原子和氫原子有相同的能級分布，所以反氫原子光譜與氫原子光譜相同，故A錯誤；處于基態(tài)的反氫原子的電離能是13.6 eV，具有大于等于13.6 eV能量的光子可以

19、使反氫原子電離，故B正確；基態(tài)的反氫原子吸收11 eV光子，能量為13.6 eV11 eV2.6 eV，不能發(fā)生躍遷，所以該光子不能被吸收，故C錯誤；在反氫原子譜線中，從n2能級躍遷到基態(tài)輻射光子能量較大，頻率較大，波長較小，故D錯誤【答案】B8科學(xué)探索盧瑟福對粒子散射現(xiàn)象的研究如圖是盧瑟福的粒子散射實驗裝置，在一個小鉛盒里放有少量的放射性元素釙，它發(fā)出的粒子從鉛盒的小孔射出，形成很細(xì)的一束射線，射到金箔上，最后打在熒光屏上產(chǎn)生閃爍的光點下列說法正確的是()A該實驗是盧瑟福建立原子核式結(jié)構(gòu)模型的重要依據(jù)B該實驗證實了湯姆孫原子模型的正確性C粒子與原子中的電子碰撞會發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)D絕大多數(shù)的粒子

20、發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)【解析】盧瑟福根據(jù)粒子散射實驗，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，選項A正確；盧瑟福提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型的假設(shè)，從而否定了湯姆孫原子模型的正確性，選項B錯誤；電子質(zhì)量太小，對粒子的影響不大，選項C錯誤；絕大多數(shù)粒子穿過金箔后，幾乎仍沿原方向前進(jìn)，選項D錯誤【答案】A9動量守恒定律與核反應(yīng)方程的完美結(jié)合在勻強電場中有一個原來速度幾乎為零的放射性碳14原子核，某時刻它發(fā)生衰變放射出一個粒子，其所放射的粒子與反沖核的初速度方向均與電場方向垂直，且經(jīng)過相等的時間后形成的軌跡如圖所示(a、b均表示長度)那么碳14的衰變方程可能是() A.eq oal(14, 6)Ceq oal(4,2)Heeq

21、oal(10, 4)Be Beq oal(14, 6)Ceq oal(0,1)eeq oal(14, 5)BC.eq oal(14, 6)Ceq oal(0,1)eeq oal(14, 7)N Deq oal(14, 6)Ceq oal(2,1)Heq oal(12, 5)B【解析】設(shè)放射粒子反沖核的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)分別為q1、m1；q2，m2.則由動量守恒有：m1v1m2v2對放射粒子有：2aeq f(1,2)eq f(q1E,m1)t2aeq f(v1,2)t對反沖核有：4beq f(1,2)eq f(q2E,m2)t2beq f(v2,2)t由解得eq f(q1,q2)eq f(1,2)，

22、對照選項的四個核反應(yīng)方程可知，只有A對【答案】A10動量守恒定律在衰變中的應(yīng)用如圖甲所示，國際原子能機(jī)構(gòu)2007年2月15日公布了核輻射警示新標(biāo)志，新標(biāo)志為黑框紅底三角，內(nèi)有一個輻射波標(biāo)記：一個骷髏頭標(biāo)記和一個逃跑的人形核輻射會向外釋放3種射線：射線帶正電，射線帶負(fù)電，射線不帶電現(xiàn)有甲、乙兩個原子核，原來都靜止在同一勻強磁場中，其中一個核放出一個粒子，另一個核放出一個粒子，得出圖乙所示的4條徑跡，則()A磁場的方向一定垂直于紙面向里B甲核放出的是粒子，乙核放出的是粒子Ca為粒子的徑跡，d為粒子的徑跡Db為粒子的徑跡，c為粒子的徑跡【解析】衰變過程中滿足動量守恒，粒子與新核的動量大小相等，方向相

23、反據(jù)帶電粒子在磁場中的運動不難分析：若軌跡為外切圓，則為衰變；若軌跡為內(nèi)切圓，則為衰變又由Req f(mv,qB)知半徑與電量成反比，B、D正確【答案】BD綜合提升練11在一次研究原核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗中，讓一個速度為v07.7104 m/s的中子沿著與磁場垂直的方向射入勻強磁場，擊中一個原來靜止的鋰核(eq oal(6,3)Li)后產(chǎn)生1個氦核和另一個新核測得氦核的速度是v12.0104 m/s，方向與反應(yīng)前中子的運動方向相同，設(shè)中子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量相等(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求出氦核和新核的軌道半徑的比值；(3)當(dāng)氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了幾圈？【解析】(1)核反應(yīng)方程：eq oal(1,0)n

24、eq oal(6,3)Lieq oal(4,2)Heeq oal(3,1)H.(2)設(shè)中子質(zhì)量為m，則氦核質(zhì)量為4m，產(chǎn)生的新核質(zhì)量為3m設(shè)新核速度為v2，由動量守恒定律得mv04mv13mv2解得v21103 m/s，負(fù)號表示新核的速度方向與反應(yīng)前中子的速度方向相反由于氦核和新核在磁場中受到洛倫茲力作用做勻速圓周運動，qvBmeq f(v2,r)解得req f(mv,qB)氦核電荷量q2e，則氦核運動的軌道半徑r1eq f(4mv1,2eB)新核電荷量qe，則新核運動的軌道半徑r2eq f(3m|v2|,eB)氦核和新核的軌道半徑的比值為eq f(r1,r2)|eq f(2v1,3v2)|e

25、q f(40,3).(3)帶電粒子在磁場中運動的周期Teq f(2r,v)eq f(2m,qB)氦核運動的周期T1eq f(4m,eB)，新核運動的周期T2eq f(6m,eB)，二者周期的比值為eq f(T1,T2)eq f(2,3)設(shè)氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了n圈，則有6T1nT2，解得：n4.【答案】(1)見解析(2)eq f(40,3)(3)412氫原子基態(tài)能量E113.6 eV，電子繞核做圓周運動的半徑r10.531010m.求氫原子處于n4激發(fā)態(tài)時：(1)原子系統(tǒng)具有的能量；(2)電子在n4軌道上運動的動能；(已知能量關(guān)系Eeeq f(1,n2)E1，半徑關(guān)系rnn2r1，k9.010

26、9 Nm2/C2，e1.61019C)(3)若要使處于n2的氫原子電離，至少要用頻率多大的電磁波照射氫原子？(普朗克常量h6.631034Js)【解析】(1)由Eneq f(1,n2)E1，得E4eq f(E1,42)0.85 eV.(2)因為rnn2r1，所以r442r1由圓周運動的知識得keq f(e2,roal(2,4)meq f(v2,r4)所以Ek4eq f(1,2)mv2eq f(ke2,32r1)0.85 eV.(3)要使處于n2的氫原子電離，照射光的光子能量應(yīng)能使電子從第2能級躍遷到無限遠(yuǎn)處，最小頻率的電磁波的光子能量為h0eq f(E1,4)得8.211014 Hz.【答案】

27、(1)0.85 eV(2)0.85 eV(3)8.211014 Hz熱點滾動加強練(五)修選35考試時間：90分鐘第卷(選擇題共48分)評卷人得分一、選擇題(本大題共8小題，每小題6分，共48分)熱點夯實練熱點一光電效應(yīng)光的波粒二象性1在正負(fù)電子對撞機(jī)中，一個電子和一個正電子對撞發(fā)生湮滅而轉(zhuǎn)化為一對光子設(shè)正、負(fù)電子的質(zhì)量在對撞前均為m，對撞前的動能均為E，光在真空中的傳播速度為c，普朗克常量為h，則對撞后轉(zhuǎn)化成光子的波長等于()A.eq f(hc,E) Beq f(h,mc) C.eq f(hc,mc2E) Deq f(hc,2mc2E)【解析】由于光子無靜止質(zhì)量，則正電子與負(fù)電子對撞過程中的

28、質(zhì)量虧損為m2m02m，由愛因斯坦質(zhì)能方程電子對撞放出的能量為Emc22mc2，根據(jù)能量守恒得，每個光子的能量為eq f(2mc22E,2)mc2E，又hheq f(c,)，聯(lián)立得到，波長為eq f(hc,mc2E)，故C正確，A、B、D錯誤【答案】C2如圖所示為一光電管電路，滑動變阻器觸頭位于ab上某點，用光照射光電管陰極，電表有偏轉(zhuǎn)，要使電流計指針偏轉(zhuǎn)變大，可采取的措施有() A加大照射光的強度 B換用波長長的光照射C將滑片P向b端滑動 D將電源正、負(fù)極對調(diào)【解析】電流計有偏轉(zhuǎn)，說明能發(fā)生光電效應(yīng)現(xiàn)象，即入射光的頻率大于極限頻率，要使電流增大可使單位時間內(nèi)參與定向移動的電子數(shù)增大，增大入射

29、光的強度或使電壓增大(如將P向b滑動)均有可能，選項A、C正確【答案】AC熱點二原子結(jié)構(gòu)與原子核3在盧瑟福粒子散射實驗中，金箔中的原子核可以看作靜止不動，下列各圖畫出的是其中兩個粒子經(jīng)歷金箔散射過程的徑跡，其中正確的是()【解析】金箔中的原子核與粒子都帶正電，粒子接近原子核過程中受到斥力而不是引力作用，A、D錯；由原子核對粒子的斥力作用及物體做曲線運動的條件知曲線軌跡的凹側(cè)應(yīng)指向受力一方，B錯，C對【答案】C4由于放射性元素eq oal(237, 93)Np的半衰期很短，所以在自然界中一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn)已知eq oal(237, 93)Np經(jīng)過一系列衰變和衰變后變

30、成eq oal(209, 83)Bi，下列選項中正確的是()A.eq oal(209, 83)Bi的原子核比eq oal(237, 93)Np的原子核少28個中子B.eq oal(237, 93)Np經(jīng)過衰變變成eq oal(209, 83)Bi，衰變過程可以同時放出粒子、粒子和粒子C衰變過程中共發(fā)生了7次衰變和4次衰變D.eq oal(237, 93)Np的半衰期等于任一個eq oal(237, 93)Np原子核發(fā)生衰變的時間【解析】eq oal(209, 83)Bi的中子數(shù)為20983126，eq oal(237, 93)Np的中子數(shù)為23793144，eq oal(209, 83)Bi的

31、原子核比eq oal(237, 93)Np的原子核少18個中子，A錯誤；eq oal(237, 93)Np經(jīng)過一系列衰變和衰變后變成eq oal(209, 83)Bi，可以同時放出粒子和粒子或者粒子和粒子，不能同時放出三種粒子，B錯誤；衰變過程中發(fā)生衰變的次數(shù)為eq f(237209,4)7(次)，衰變的次數(shù)為27(9383)4(次)，C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)原子核不適用，選項D錯誤【答案】C5現(xiàn)有兩動能均為E00.35 MeV的eq oal(2,1)H在一條直線上相向運動，兩個eq oal(2,1)H發(fā)生對撞后能發(fā)生核反應(yīng)，得到eq oal(3,2)He和新粒子；且在

32、核反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為eq oal(3,2)He和新粒子的動能已知eq oal(2,1)H的質(zhì)量為2.0141 u，eq oal(3,2)He的質(zhì)量為3.016 0 u，新粒子的質(zhì)量為1.008 7 u，核反應(yīng)時質(zhì)量虧損1 u釋放的核能約為931 MeV(如果涉及計算，結(jié)果保留整數(shù))則下列說法正確的是()A核反應(yīng)方程為 eq oal(2,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,1)HB核反應(yīng)前后不滿足能量守恒定律C新粒子的動能約為3 MeVD.eq oal(3,2)He的動能約為4 MeV【解析】由核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知eq oal(2

33、,1)Heq oal(2,1)Heq oal(3,2)Heeq oal(1,0)n，則新粒子為中子eq oal(1,0)n，所以A錯誤；核反應(yīng)過程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，仍然滿足能量守恒定律，B錯誤；由題意可知E(2.014 1 u23.016 0 u1.008 7 u)931 MeV/u3.3 MeV，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有EkHeEkn2E0E，根據(jù)核反應(yīng)中系統(tǒng)的動量守恒有pHepn0，由Ekeq f(p2,2m)，可知eq f(EkHe,Ekn)eq f(mn,mHe)，解得EkHeeq f(mn,mnmHe)(2E0E)1 MeV，Ekneq f(mHe,mn

34、mHe)(2E0E)3 MeV，所以C正確、D錯誤【答案】C6.如圖所示，某原子的三個能級的能量分別為E1、E2和E3.a、b、c為原子躍遷所發(fā)出的三種波長的光，下列判斷正確的是() AE1E2E3B(E3E2)(E2E1)Cb光的波長最長Dc光的頻率最高【解析】結(jié)合題圖和電子躍遷時發(fā)出的光子的能量為：EEmEn可知，EcEaEb，能量差E3E2等于光子a的能量，能量差E2E1等于光子b的能量，能量差E3E1等于光子c的能量，那么c對應(yīng)的能量最大，而a對應(yīng)的能量最小，由E1E2E3和能級公式Eneq f(E1,n2)，有(E3E2)(E2E1)，故A、B錯誤；又Eeq f(hc,)，c光的頻率

35、最高，a光的波長最長，故C錯誤，D正確【答案】D7下列四幅圖分別對應(yīng)四種說法，其中正確的是()A根據(jù)、射線的特點可知，射線1是射線，射線2是射線，射線3是射線B氫原子輻射出一個光子后，電勢能減小，總能量增大C天然放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定，跟所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)D重核的裂變反應(yīng)方程有：eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)neq oal(144, 56)Baeq oal(89,36)Kr3eq oal(1,0)n【解析】根據(jù)、射線的特點可知，射線1是射線，射線2是射線，射線3是射線，選項A錯誤；氫原子輻射出一個光子后，總能量減小，軌道半徑減小，電勢能減小，

36、選項B錯誤；C、D正確【答案】CD8核潛艇是以核反應(yīng)堆為動力來源的潛艇，有一種核裂變方程為eq oal(235, 92)Ueq oal(1,0)nXeq oal(94,38)Sr10eq oal(1,0)n，下列說法正確的是()A裂變反應(yīng)中虧損的質(zhì)量變成了能量B裂變反應(yīng)出現(xiàn)質(zhì)量虧損導(dǎo)致質(zhì)量數(shù)不守恒CX原子核中有54個質(zhì)子DX原子核比鈾核的平均結(jié)合能大【解析】裂變反應(yīng)中釋放核能有質(zhì)量虧損，但質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量與能量之間存在一定的關(guān)系，但不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變?yōu)槟芰?，選項A、B錯誤；由于核反應(yīng)中電荷數(shù)守恒，故X原子核中有54個質(zhì)子，選項C正確；重核的裂變是由平均結(jié)合能小的重核在中子的轟擊下裂變成平均結(jié)合能較大

37、的中等質(zhì)量的原子核，所以X原子核比鈾核的平均結(jié)合能大，選項D正確【答案】CD第卷(非選擇題共52分)評卷人得分二、非選擇題(本大題共5小題，共52分) 熱點綜合練9(8分)(涉及光電效應(yīng)方程，光電效應(yīng)圖象，極限頻率相關(guān)知識)小明用金屬銣為陰極的光電管，觀測光電效應(yīng)現(xiàn)象，實驗裝置示意圖如圖甲所示已知普朗克常量h6.631034 Js.(1)圖甲中電極A為光電管的_(填“陰極”或“陽極”)；(2)實驗中測得銣的遏止電壓Uc與入射光頻率之間的關(guān)系如圖乙所示，則銣的截止頻率c_Hz，逸出功W0_J；(3)如果實驗中入射光的頻率7.001014Hz，則產(chǎn)生的光電子的最大初動能Ek_J.【解析】(1)在光

38、電效應(yīng)中，電子向A極運動，故電極A為光電管的陽極(2)由題圖可知，銣的截止頻率c為5.151014Hz，逸出功W0hc6.6310345.151014 J3.411019 J.(3)當(dāng)入射光的頻率為7.001014Hz時，由光電效應(yīng)方程Ekhhc得，光電子的最大初動能為Ek6.631034(7.005.15)1014J1.231019 J.【答案】(1)陽極(2)5.151014(5.125.18)1014均視為正確3.411019(3.393.43)1019均視為正確(3)1.231019(1.211.25)1019均視為正確10.(8分)(涉及玻爾理論，光電效應(yīng)方程的相關(guān)知識)玻爾氫原子模

39、型成功解釋了氫原子光譜的實驗規(guī)律，氫原子能級圖如圖所示當(dāng)氫原子從n4的能級躍遷到n2的能級時，輻射出頻率為_Hz的光子，用該頻率的光照射逸出功為2.25 eV的鉀表面，產(chǎn)生的光電子的最大初動能為_ eV.(電子電量e1.601019 C，普朗克常量h6.631034 Js) 【解析】氫原子從n4的能級躍遷到n2的能級時，輻射出的光子能量hE4E22.55 eV2.551.61019 J，所以eq f(E4E2,h)6.21014 Hz，用此光照射鉀表面，逸出光電子的最大初動能EkhW逸0.30 eV.【答案】6.210140.3011(12分)(涉及光電效應(yīng)方程，光電效應(yīng)圖象，極限波長相關(guān)知識)如圖甲所示是研究光電效應(yīng)規(guī)律的光電管用波長0.50 m的綠光照射陰極K，實驗測得流過表的電流I與AK之間的電勢差UAK滿足如圖乙所示規(guī)律，取普朗克常量h6.631034 Js.結(jié)合圖象，求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)每秒鐘陰極發(fā)射的光電子數(shù)和光電子飛出陰極K時的最大初動能；(2)該陰極材料的極限波長【解析】(1)光電流達(dá)到飽和時，陰極