35．[物理－选修 3－5](2013·高考新课标全国卷Ⅰ)(1)一质子束入射到静止靶核27Al 上， 产生如下核反应：p ＋13 C ．铯原子核(133Cs)的结合能小于铅原子核(208Pb)的结合能 16．(2013· 高考大纲全国卷) 放射性元素氡(222Rn)经 α 衰变成为钋(222Po)，半衰期约为 3.8 A ．目前地壳中的.222Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B ．在地球形成的初期，地壳中元素.222Rn 的含量足够高D. 86 期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的222Rn 不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生 0 Z 86 86 专题十八 近代物理初步13 27Al →X ＋n式中 p 代表质子，n 代表中子，X 代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核 X 的质 子数为__________，中子数为________．解析：(1)从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．p 为11H ，n 为1n ，则A X 中A ＝1＋13－0＝14，Z ＝27＋1－1＝27，则中子数为 Z －A ＝27 －14＝13.答案：(1)14 1335．(2013· 高考新课标全国卷Ⅱ)[物理－选修 3-5](1)关于原子核的结合能，下列说法正确 的是________．A ．原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B ．一重原子核衰变成 α 粒子和另一原子核，衰变产物的结合能之和一定大于原来重核 的结合能55 82 D ．比结合能越大，原子核越不稳定E ．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能解析：(1)原子核分解成自由核子时，需要的最小能量就是原子核的结合能，选项 A 正 确．重核衰变时释放能量，衰变产物更稳定，即衰变产物的比结合能更大，衰变前后核子数不变，所以衰变产物的结合能之和一定大于原来重核的结合能，选项B 正确．铯核的核子数比铅核的核子数少，其结合能也小，选项C 正确．比结合能越大，原子核越稳定，选项D 错误．自由核子组成原子核时，需放出能量，因此质量亏损产生的能量小于原子核的结合能， 选项 E 错误．答案：(1)ABC86 86 天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286R n 的矿石，其原因是( )86 86 C ．当衰变产物.222P o 积累到一定量以后，21884 P o 的增加会减慢222Rn 的衰变进程 222 Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期解析：选 A.从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而22286Rn 的半衰 86成的，选项 A 正确，选项 B 错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项 C 、D 错误．20．(2013· 高考北京卷)以往我们认识的光电效应是单光子光电效应，即一个电子在极短 时间内只能吸收到一个光子而从金属表面逸出．强激光的出现丰富了人们对于光电效应的认A ．U ＝ －B ．U ＝ －C ．U ＝2hν－WD ．U ＝ － 2 由①②式解得：U ＝ － (n ＝2,3,4…)，2 235U ＋1n ―→a ＋b ＋21n A.140Xe ＋93Kr C.141Ba ＋38Sr B.141Ba ＋92Kr D.140Xe ＋94Sr 4 4 4 2 36 0识，用强激光照射金属，由于其光子密度极大，一个电子在极短时间内吸收多个光子成为可 能，从而形成多光子光电效应，这已被实验证实．光电效应实验装置示意图如图所示．用频 率为 ν 的普通光源照射阴极 K ，没有发生光电效应，换用同样频率为 ν 的强激光照射阴极 K ， 则发生了光电效应；此时，若加上反向电压 U ，即将阴极 K 接电源正极，阳极 A 接电源负极， 在 KA 之间就形成了使光电子减速的电场．逐渐增大 U ，光电流会逐渐减小；当光电流恰好 减小到零时，所加反向电压 U 可能是下列的(其中 W 为逸出功，h 为普朗克常量，e 为电子电 量)( )hν W 2hν W e ee e 5hν W 2e e解析：选 B.以从阴极 K 逸出的且具有最大初动能的光电子为研究对象，由动能定理得： 1 －Ue ＝0－2m v m ①1 由光电效应方程得：nhν＝2m v m ＋W (n ＝2,3,4…)② nhν W e e 故选项 B 正确．1．(2013· 高考天津卷)下列说法正确的是( )A ．原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B ．α 射线、β 射线、γ 射线都是高速运动的带电粒子流C ．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D ．发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关解析：选 C.原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，而非质量守恒，选项 A 错 误；α、β、γ 射线的实质是高速运动的氦原子核、电子流和光子，选项 B 错误；根据玻尔理 论，氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射特定频率的光子，满足 hν＝E m －E 1，选项 C 正 确；根据爱因斯坦光电效应方程 E km ＝hν－W 知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D 错误．2．(2013· 高考重庆卷)铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则 a ＋b 可能是( )54 36 93 56 92 0 0 56 36 54 38 解析：选 D.利用质量数守恒和电荷数守恒可以判断出可能的核反应方程．选项 A 不满足电荷数守恒也不满足质量数守恒，选项C 不满足电荷数守恒；选项 B 不满足质量数守恒；只 有选项 D 正确．38．(2013· 高考山东卷) (1)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温 度达到 108 K 时，可以发生“氦燃烧”．①完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→8Be ＋γ. ②8Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.6×10－16 s ．一定质量的8Be ，经 7.8×10－16 s 后所剩84Be 占开始时的________． 1 解析：(1)①42He(或 α) ②8(或 12.5%) 1 答案：(1)①4He(或 α) ②8(或 12.5%)17．(2013· 高考广东卷)铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应式是23592U ＋10n →14456Ba ＋89Kr ＋31n.下列说法正确的有( )解析：(1)根据 λ＝ ，知电子和中子的动量大小相等，选项 C 正确． A ．上述裂变反应中伴随着中子放出B ．铀块体积对链式反应的发生无影响C ．铀核的链式反应可人工控制D ．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析：选 AC.根据裂变反应的规律和影响半衰期的因素解决问题．裂变反应式中的 10n 为中子，铀块体积大于临界体积，才能发生链式反应，且铀核的链 式反应是可控的，选项 A 、C 正确，选项 B 错误；放射性元素的半衰期不受外界压强、温度 的影响，选项 D 错误．12．(2013· 高考江苏卷)C.[选修 3－5](1)如果一个电子的德布罗意波长和一个中子的相等，则它们的________也相等．A ．速度B ．动能C ．动量D ．总能量(2)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He ＋)的能级图如图所示．电子处在 n ＝3 轨道上比处 在 n ＝5 轨道上离氦核的距离________(选填“近”或“远”)．当大量 He ＋处在 n ＝4 的激发 态时，由于跃迁所发射的谱线有________条．h p(2)根据玻尔理论 r n ＝n 2r 1 可知电子处在 n ＝3 的轨道上比处在 n ＝5 的轨道上离氦核的距 离近．大量 He ＋处在 n ＝4 的激发态时，发射的谱线有 6 条．答案：(1)C (2)近 614．(2013· 高考浙江自选模块)题号：14 科目：物理“物理 3－5”模块小明用金属铷为阴极的光电管，观测光电效应现象，实验装置示意图如图甲所示。
已知 普朗克常量 h ＝6.63×10－34J·s 。
(1)图甲中电极 A 为光电管的________(填“阴极”或“阳极”)；(2)实验中测得铷的遏止电压 U c 与入射光频率 ν 之间的关系如图乙所示，则铷的截止频 率 νc ＝________Hz ，逸出功 W 0＝________J ； (3)如果实验中入射光的频率 ν＝7.00×1014Hz ，则产生的光电子的最大初动能 E K ＝( ________J 。
解析：(1)在光电效应中，电子向 A 极运动，故电极 A 为光电管的阳极。
(2)由题图可知， 铷的截止频率 νc 为 5.15×1014Hz ，逸出功 W 0＝hνc ＝6.63×10－34×5.15×1014J ≈3.41×10－19J 。
(3)当入射光的频率为 ν＝7.00×1014Hz 时，由 E k ＝hν－hνc 得，光电子的最大初动能为 E k ＝6.63×10－34×(7.00－5.15)×1014J ≈1.23×10－19J 。
答案： (1) 阳极 (2)5.15×1014[(5.12 ～ 5.18)×1014 均视为正确 ] 3.41×10 － 19[(3.39 ～3.43)×10－19 均视为正确] (3)1.23×10－19[(1.21～1.25)×10－19 均视为正确]30．(2013· 高考福建卷)(1)在卢瑟福 α 粒子散射实验中，金箔中的原子核可以看作静止不 动，下列各图画出的是其中两个 α 粒子经历金箔散射过程的径迹，其中正确的是________．填 选图下方的字母)解析：(1)理解 α 粒子散射实验现象，关键是弄清 α 粒子遇到金原子核时受到强大的斥力作用，才能发生大角度散射，选项 C 正确．答案：(1)C。