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1、鹽城中學(xué)2013—2014學(xué)年度第二學(xué)期期中考試 高二年級(jí)物理（選修）試題（2014.04） 命題人：孫萬(wàn)祥 李娟 審題人：周建功 試卷說(shuō)明：本場(chǎng)考試100分鐘，總分150分。 一、本題共12小題，每小題4分，共48分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中只有一個(gè)選項(xiàng)正確。 1．關(guān)于動(dòng)量，以下說(shuō)法中正確的是（ ） A．速度大的物體動(dòng)量一定大 B．物體的動(dòng)量改變，其動(dòng)能也一定改變 C．兩個(gè)物體的質(zhì)量相等，速度大小也相等，則它們的動(dòng)量一定相等 D．兩個(gè)物體的速度相等，那么質(zhì)量大的物體動(dòng)量一定大 【答案】D A、動(dòng)量等于質(zhì)量與速度的乘積，速度大的物體動(dòng)量不一

2、定大，故A錯(cuò)誤； B、速度變化可能僅是方向發(fā)生變化，故動(dòng)量改變動(dòng)能不一定改變，故B錯(cuò)誤； C、動(dòng)量是矢量，大小相等，方向不一定相同，故C錯(cuò)誤； D、動(dòng)量等于質(zhì)量與速度的乘積，速度相同時(shí)，質(zhì)量大的物體動(dòng)量一定大，故D正確。 故選D。 【考點(diǎn)】動(dòng)量定理；動(dòng)量 2．質(zhì)量為M的原子核，原來(lái)處于靜止?fàn)顟B(tài)，當(dāng)它以速度V放出一個(gè)質(zhì)量為m的粒子時(shí)，剩余部分的速度為（ ） A．mV/(M—m) B．-mV/(M—m)　　 C．mV/(M+m) D．-mV/(M＋m) 【答案】B 原子核放出粒子前后動(dòng)量守恒，設(shè)剩余部分速度為v，則有： 所以解得

3、：，負(fù)號(hào)表示速度與放出粒子速度相反。 故選B。 【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律 3．當(dāng)用一束紫外線照射鋅板時(shí)，產(chǎn)生了光電效應(yīng)，這時(shí)（ ） A．鋅板帶負(fù)電 B．有正離子從鋅板逸出 C．有電子從鋅板逸出 D．鋅板會(huì)吸附空氣中的正離子 【答案】C 發(fā)生光電效應(yīng)時(shí)鋅板中有電子逸出，鋅板失去電子帶正電，故C正確。 故選C。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng) 4．當(dāng)粒子被重核散射時(shí),如圖所示的運(yùn)動(dòng)軌跡哪些是不可能存在的( 　　 ) 【答案】C 在α粒子的散射現(xiàn)象中絕大多數(shù)的α粒子都照直穿過(guò)薄金箔，偏轉(zhuǎn)很小，但有少數(shù)α粒子發(fā)生角度很大的偏轉(zhuǎn)，個(gè)別的α粒子偏

4、轉(zhuǎn)角大于90°，極少數(shù)的α粒子偏轉(zhuǎn)角大于150°，甚至個(gè)別粒子沿原方向彈回．原因在α粒子的散射現(xiàn)象中粒子所受原子核的作用力是斥力，故越靠近原子核的粒子受到的斥力越大，軌跡的偏轉(zhuǎn)角越大，故ABD可能C不可能。 故選C。 【考點(diǎn)】α粒子散射實(shí)驗(yàn) 5．一個(gè)氫原子從n=3能級(jí)躍遷到n=2能級(jí)，該氫原子（ ） A．放出光子，能量增加 B．放出光子，能量減少 C．吸收光子，能量增加 D．吸收光子，能量減少 【答案】B 氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷，釋放光子，能量減少，故B正確 故選B。 【考點(diǎn)】氫原子的能級(jí)公式和躍遷 6．在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)?/p>

5、態(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其檢測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如圖所示。該裝置中探測(cè)器接收到的是（ ） A．x射線 B．α射線 C．β射線 D．γ射線 【答案】D α、β、γ三種射線的穿透能力不同，α射線不能穿過(guò)鋼板，β射線只能穿過(guò)3 mm厚的鋁板，而γ射線能穿透鋼板，故D正確。 故選D。 【考點(diǎn)】α、β、γ的性質(zhì) 7．與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的現(xiàn)象是（ ） A．電離現(xiàn)象 B．光電效應(yīng)現(xiàn)象 C．天然放射現(xiàn)象 D．a(chǎn) 粒子散射現(xiàn)象 【答案】C A、電離現(xiàn)象是電子脫離原子核的束縛，不涉及原子核內(nèi)部變化，故A錯(cuò)誤；

6、B、光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出，沒(méi)有涉及到原子核的變化，故B錯(cuò)誤； C、天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部自發(fā)的放射出α粒子或電子的現(xiàn)象，反應(yīng)的過(guò)程中核內(nèi)核子數(shù)，質(zhì)子數(shù)，中子數(shù)發(fā)生變化，涉及到原子核內(nèi)部的變化，故C正確； D、α粒子散射實(shí)驗(yàn)表明了原子內(nèi)部有一個(gè)很小的核，并沒(méi)有涉及到核內(nèi)部的變化，故D錯(cuò)誤。 故選C。 【考點(diǎn)】天然放射現(xiàn)象 8．關(guān)于下列四幅圖說(shuō)法正確的是（ ） A．原子中的電子繞原子核高速運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，運(yùn)行軌道的半徑是任意的 B．光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有波動(dòng)性 C．電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了電子具有粒子性 D．發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)

7、，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍 【答案】D A、根據(jù)玻爾理論知道，電子的軌道不是任意的，電子有確定的軌道，且軌道是量子化的，故A錯(cuò)誤； B、光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)說(shuō)明了光具有粒子性的，故B錯(cuò)誤； C、電子束通過(guò)鋁箔時(shí)的衍射圖樣證實(shí)了電子具有波動(dòng)性，故C錯(cuò)誤； D、發(fā)現(xiàn)少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)，說(shuō)明原子的質(zhì)量絕大部分集中在很小空間范圍，故D正確。 故選D。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng)；粒子散射實(shí)驗(yàn) 9．下列描繪兩種溫度下黑體輻射強(qiáng)度與波長(zhǎng)關(guān)系的圖中，符合黑體輻射實(shí)驗(yàn)規(guī)律的是（ ） 【答案】A BD、黑體輻射以電磁輻射的形式向外輻射能量，溫度越高，輻射越強(qiáng)越大，故BD

8、錯(cuò)誤； AC、黑體輻射的波長(zhǎng)分布情況也隨溫度而變，如溫度較低時(shí)，主要以不可見(jiàn)的紅外光進(jìn)行輻射，在500℃以至更高的溫度時(shí)，則順次發(fā)射可見(jiàn)光以至紫外輻射，即溫度越高，輻射的電磁波的波長(zhǎng)越短，故C錯(cuò)誤A正確 故選A。 【考點(diǎn)】黑體輻射 10．原子核聚變可望給人類未來(lái)提供豐富的潔凈能源。當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出能量。 這幾種反應(yīng)總的效果可以表示為 由平衡條件可知（ ） A．k=1 d=4 B．k=2 d=2 C．k=1 d=6 D．k=2 d=3 【答案】B 在核反應(yīng)的過(guò)程由質(zhì)量數(shù)守恒可得6×

9、2=4k+d+2×1 根據(jù)核電荷數(shù)守恒可得6×1═2k+d 聯(lián)立兩式解得k=2，d=2。 故選B。 【考點(diǎn)】輕核的聚變 11．一個(gè)235 92U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235 92U + 1 0n → X + 94 38Sr + 2 1 0n，則下列說(shuō)法正確的是（ ） A．新核X中含有54個(gè)質(zhì)子 B．反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性，不需要進(jìn)一步處理 C．因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚鶕?jù)E=mc2，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)增加 D．因?yàn)榱炎冡尫拍芰?，出現(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量數(shù)減少 【答案】A A、設(shè)X的原子核中含有x個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)為y

10、，根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒有：92=x+38，235+1=y+94+2， 解得x=54，y=140，所以X的中子數(shù)為：y-x=86，故A正確； B、反應(yīng)后的核廢料仍具有放射性，需要進(jìn)一步處理，故B錯(cuò)誤； C、裂變反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)不會(huì)增加，裂變過(guò)程存在質(zhì)量有虧損，質(zhì)量不守恒，故C錯(cuò)誤； D、因?yàn)榱炎冡尫拍芰浚霈F(xiàn)質(zhì)量虧損，所以裂變后的總質(zhì)量減少，但是總質(zhì)量數(shù)不變，故D錯(cuò)誤。 故選A。 【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng) 12. 在衍射技術(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(zhǎng)與晶體中原子間距相近。已知中子質(zhì)量，普朗克常量， 試估算德布羅意波長(zhǎng)

11、的熱中子動(dòng)能的數(shù)量級(jí)為（ ） A．J??? B．J??? C．J?? D．J 【答案】C 由德布羅意波公式得 而，則 所以， 因此熱中子的動(dòng)能的數(shù)量級(jí)。 故選C。 【考點(diǎn)】物質(zhì)波 二、本題共8小題，每小題4分，共32分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。 13.下列屬于原子核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的是（ ） A．原子彈爆炸 B．氫彈爆炸 C．核電站發(fā)電 D．太陽(yáng)能輻射 【答案】AC A、如果原子核的鏈?zhǔn)?/p>

12、反應(yīng)在可控的核反應(yīng)堆中進(jìn)行，就可和平利用核能發(fā)電，若不加控制，就會(huì)發(fā)生原子彈爆炸，故A正確； B、氫彈爆炸是利用核聚變釋放能量的原理制成的，故B錯(cuò)誤； C、核電站是利用原子核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)在可控制的核反應(yīng)堆中進(jìn)行，故C正確； D、太陽(yáng)能輻射是以熱傳遞的形式傳遞熱量，故D錯(cuò)誤。 故選AC。 【考點(diǎn)】裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng) 14．能源是社會(huì)發(fā)展的基礎(chǔ)，發(fā)展核能是解決能源問(wèn)題的途徑之一，下列釋放核能的反應(yīng)方程，表述正確的有（ ） A．是核聚變反應(yīng) B．是β衰變 C．是核裂變反應(yīng) D．是α衰變 【答案】AC A、核聚變的過(guò)程與核裂變相反，是幾個(gè)原子核聚合成一個(gè)原子核的過(guò)程

13、，氫原子核聚變?yōu)楹ぴ雍?，故A正確； B、β衰變放出的是電子，而這里是中子．故B錯(cuò)誤； C、核裂變是一個(gè)原子核分裂成幾個(gè)原子核的變化，質(zhì)量非常大的原子核才能發(fā)生核裂變，故C正確； D、α衰變放出的是核原子核，這是裂變反應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 故選AC。 【考點(diǎn)】裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng)； 15．放射性同位素發(fā)出的射線在科研、醫(yī)療、生產(chǎn)等諸多方面得到了廣泛的應(yīng)用，下列有關(guān)放射性同位素的應(yīng)用說(shuō)法正確的是?（ ） A．給人注射碘的放射性同位素碘131，有助于診斷甲狀腺的疾病 B．利用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，經(jīng)過(guò)篩選，從而培育出新的優(yōu)良品種 C．用放射線照射作物種子能

14、使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的危害 【答案】ABD A、給人注射碘的放射性同位素碘131，做示蹤原子，有助于診斷甲狀腺的疾病，故A正確； B、利用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生變異，可以培育出新的優(yōu)良品種，故B正確； C、DNA變異并不一定都是有益的，也有時(shí)發(fā)生變害的一面，故C錯(cuò)誤； D、γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量，故D正確。 故選ABD。 【考點(diǎn)】X射線、α射線、β射線、γ射線及其特性 16．有些含有鈾、釷的花崗巖等巖石會(huì)釋放出放射性氣體氡，而

15、氡會(huì)發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，下列說(shuō)法正確的是（ ） A．采用物理或化學(xué)方法可以有效地改變放射性元素的半衰期 B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子而產(chǎn)生的 C．γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng) D．氡的半衰期為3.8天，若取4個(gè)氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個(gè)原子核 【答案】BC A、半衰期的大小由原子核內(nèi)部因素決定，與原子所處的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，與外界因素?zé)o關(guān)．故A錯(cuò)誤； B、β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的，故B正確； C、γ射線一般伴隨α或β射線產(chǎn)生，三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱．α射

16、線的電離能力最強(qiáng)，故C正確； D、半衰期對(duì)大量的原子核適用，對(duì)幾個(gè)原子核不適用．故D錯(cuò)誤。 故選BC。 【考點(diǎn)】原子核衰變及半衰期、衰變速度；X射線、α射線、β射線、γ射線及其特性 17．某放射性元素的原子核發(fā)生兩次α衰變和六次β衰變，關(guān)于它的原子核的變化，下列說(shuō)法中正確的是（ ） A．核子數(shù)減小8?? ????????????B．質(zhì)子數(shù)減小2 C．質(zhì)子數(shù)增加2? D．中子數(shù)減小10 【答案】CD 設(shè)該原子核的質(zhì)量數(shù)（核子數(shù)）為m，電荷數(shù)（質(zhì)子數(shù)）為n，衰變后的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y， 則有：m=x+8；n=-6+4+y 由此可知衰變后核

17、子數(shù)減小8，質(zhì)子數(shù)增加2，中子數(shù)減小10，故CD正確。 故選CD。 【考點(diǎn)】原子核衰變及半衰期、衰變速度 18．如圖為氫原子能級(jí)的示意圖，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(shuō)法正確的是（ ） A．由n=4能級(jí)躍遷到n=l能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大 B．由n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子頻率最小 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=l能級(jí)輻射出的光照射逸出功為6.34eV的金屬鉑能發(fā)生光電效應(yīng) 【答案】AD A、根據(jù)，由n=4能級(jí)躍到n=1能級(jí)產(chǎn)生的光子能量最大，故A正確

18、； B、由n=4能級(jí)躍遷到n=3能級(jí)產(chǎn)生的光子頻率最小，故B錯(cuò)誤； C、大量的氫原子處于n=4的激發(fā)態(tài)，可能發(fā)出光子頻率的種數(shù)，故C錯(cuò)誤； D、n=2能級(jí)躍遷到n=1能級(jí)輻射出的光子能量，大于逸出功，能發(fā)生光電效應(yīng)，故D正確。 故選AD。 【考點(diǎn)】氫原子的能級(jí)公式和躍遷 19．用同一光電管研究、兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光 電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則這兩種光的說(shuō)法正確的有（ ） A．用光照射該光電管時(shí)逸出的光電子最大初動(dòng)能大 B．單位時(shí)間內(nèi)光照射到光電管上的光子數(shù)少 C．光的光子頻率大于光的光子頻率 D．光的遏止電壓小于光的遏止電壓 【

19、答案】AD A、由光電效應(yīng)方程，由題圖可得b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，故A正確； B、由圖可知，a光的光強(qiáng)大于b光，則單位時(shí)間內(nèi)a光照射到光電管上的光子數(shù)多，故B錯(cuò)誤； C、由A的分析可得b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大，使其逸出的光電子最大初動(dòng)能大，所以b的頻率大，故C錯(cuò)誤； D、由圖可得，b光照射光電管時(shí)反向截止電壓大，故D正確。 故選AD。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng) 20．如圖是某金屬在光的照射下產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能Ek與入射光頻率ν的關(guān)系圖象。由圖象可知( 　　) A．該金屬的截止頻率等于ν0 B．該金屬的逸出功等于hν0 C．入

20、射光的頻率為2ν0時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E D．入射光的頻率為ν0/2時(shí)，產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為E/2 【答案】AB A、根據(jù)得，金屬的截止頻率等于ν0，故A正確； ?B、縱軸截距的絕對(duì)值等于金屬的逸出功，逸出功等于E，則，故B正確； C、根據(jù)光電效應(yīng)方程可知，入射光的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由于逸出功不變，最大初動(dòng)能大于原來(lái)的2倍，故C錯(cuò)誤； D、入射光的頻率時(shí)，小于極限頻率，不能發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。 故選AB。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng) 三、本題共3小題，共18分。請(qǐng)把答案填在答題紙相應(yīng)的橫線上或按題目要求作答。 21．在光電效應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，某金屬的截止頻率為ν0，

21、該金屬的逸出功為 。若用頻率為ν（ν＞ν0）的單色光做該實(shí)驗(yàn)，則其遏止電壓為 。（已知電子的電荷量、真空中的光速和普朗克常量分別為、和） 【答案】 金屬的逸出功 根據(jù)光電效應(yīng)方程知：， 又，則遏止電壓。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng) 22．如圖所示為氫原子的能級(jí)圖。用光子能量為12.09eV的光照射一群處于基態(tài)的氫原子，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有 種，其中最短波長(zhǎng)為 。 (已知普朗克常量，1eV=1.6×10-19J)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】3種 氫原子的能量為，知

22、氫原子躍遷到第3能級(jí)， 根據(jù)知，可能觀測(cè)到氫原子發(fā)射的不同波長(zhǎng)的光有3種； 從第5能級(jí)躍遷到第1能級(jí)輻射的光子能量最大，波長(zhǎng)最短， 則 解得。 【考點(diǎn)】氫原子的能級(jí)公式和躍遷 23．在某些恒星內(nèi)部，3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)12 6C核，已知12 6C 核的質(zhì)量為1.99302×10-26kg，α粒子的質(zhì)量為6.64672×10-27kg，真空中光速c=3×108m/s，這個(gè)核反應(yīng)方程是?? ?????????????，這個(gè)反應(yīng)中釋放的核能為?? ????????。（結(jié)果保留一位有效數(shù)字） 【答案】 3個(gè)α粒子可以結(jié)合成一個(gè)核，這個(gè)核反應(yīng)方程是 由質(zhì)能方程得

23、。 【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程；裂變反應(yīng)和聚變反應(yīng) 三、本題共4小題，共52分。解答時(shí)請(qǐng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，只寫(xiě)出最后答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫(xiě)出數(shù)值和單位。 24．水平面上質(zhì)量m=2kg的滑塊A以v=3m/s的速度碰撞質(zhì)量為4kg的靜止滑塊B，問(wèn)： （1）碰撞前它們的總動(dòng)量為多少？ （2）如果碰撞后AB合在一起，它們一起運(yùn)動(dòng)的速度為多少？ （3）如果碰撞后A以1m/s的速度彈回，則碰撞后滑塊B的速度為多少？ 【答案】 （1）碰撞前物體的總動(dòng)量：； （2）碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较?/p>

24、，由動(dòng)量守恒定律得：， 解得：； （3）碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：， 解得：。 【考點(diǎn)】動(dòng)量守恒定律 25.人眼對(duì)綠光最為敏感，正常人眼睛接收到波長(zhǎng)為5.3×10-7m的綠光時(shí)，每秒內(nèi)只要有6個(gè)綠光光子射入瞳孔即可引起視覺(jué)。已知普朗克常量h＝6.63×10-34J·s,真空中光速c=3.0×108m/s,求： （1）綠光光子的能量為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) （2）若用此綠光照射逸出功為3.6×10-19J的某金屬，則產(chǎn)生的光電子的最大初動(dòng)能為多少？(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字) （3）功率為100W綠燈泡每秒鐘發(fā)出綠光光子數(shù)是多少？(結(jié)果保留

25、兩位有效數(shù)字) 【答案】 （1）綠光光子能量； （2）根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程； 所以； （3）燈泡在1秒內(nèi)輻射能量為， 則每秒鐘輻射光子數(shù)為。 【考點(diǎn)】光電效應(yīng) 26. 核聚變能是一種具有經(jīng)濟(jì)性能優(yōu)越、安全可靠、無(wú)環(huán)境污染等優(yōu)勢(shì)的新能源。近年來(lái)，受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗(yàn)證，目前正在突破關(guān)鍵技術(shù)，最終將建成商用核聚變電站。一種常見(jiàn)的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘（又叫重氫）和氚（又叫超重氫）聚合成氦，并釋放一個(gè)中子。若已知氘原子的質(zhì)量為2.0141u，氚原子的質(zhì)量為3.0160u，氦原子的質(zhì)量為4.0026u，中子的質(zhì)量為1.0087u, 1u=1.66

26、×10－27kg。 （1）寫(xiě)出氘和氚聚合的反應(yīng)方程； （2）試計(jì)算這個(gè)核反應(yīng)釋放出來(lái)的能量； （3）若建一座功率為3.0×105kW的核聚變電站，假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能，每年要消耗多少氘的質(zhì)量？（一年按3.2×107s計(jì)算，光速c=3.0×108m/s，結(jié)果取二位有效數(shù)字） 【答案】 （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得； （2）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得 （3）設(shè)每年消耗氘的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得m=23kg。 【考點(diǎn)】愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程；能量守恒定律 27．如圖所示，有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，區(qū)域足夠大，方向垂直于

27、紙面向里，直角坐標(biāo)系xoy的y軸為磁場(chǎng)的左邊界，A為固定在x軸上的一個(gè)放射源，內(nèi)裝鐳核（）沿著與+x以一定夾角釋放一個(gè)粒子后衰變成氡核（）。粒子在y軸上的N點(diǎn)沿方向飛離磁場(chǎng)，N點(diǎn)到O點(diǎn)的距離為，已知OA間距離為，粒子質(zhì)量為，電荷量為q，氡核的質(zhì)量為，真空中的光速為c。 （1）寫(xiě)出鐳核的衰變方程； （2）求粒子的速度； （3）如果鐳核衰變時(shí)釋放的能量全部變?yōu)榱Ｗ雍碗焙说膭?dòng)能，求一個(gè)原來(lái)靜止的鐳核衰變時(shí)的質(zhì)量虧損。(用題中已知量表示) 【答案】 （1）鐳核衰變方程為 （2）鐳核衰變放出α粒子和氡核，分別在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，α粒子射出y軸時(shí)平行于x軸， 設(shè)α粒子

28、在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O′點(diǎn)，有， 則 α粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有，即， α粒子的動(dòng)能為 所以α粒子的速度： （3）所以衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒， 則氡核反沖的動(dòng)能為 釋放的總能量：， 由質(zhì)能方程知質(zhì)量虧損：。 【考點(diǎn)】衰變；帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng) 參考答案 1．D 2．B 3．C 4．C 5．B 6．D 7．C 8．D 9．A 10．B 11．A 12. C 13.AC 14．AC 15．ABD 16．BC 1

29、7．CD 18．AD 19．AD 20．AB 21． 22．3種 23． 24． （1）碰撞前物體的總動(dòng)量：； （2）碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较?，由?dòng)量守恒定律得：， 解得：； （3）碰撞過(guò)程動(dòng)量守恒，以A的初速度方向?yàn)檎较颍蓜?dòng)量守恒定律得：， 解得：。 25. （1）綠光光子能量； （2）根據(jù)愛(ài)因斯坦光電方程； 所以； （3）燈泡在1秒內(nèi)輻射能量為， 則每秒鐘輻射光子數(shù)為。 26. （1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得； （2）根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得 （3）設(shè)每年消耗氘的質(zhì)量為m，根據(jù)能量守恒定律得 代入數(shù)據(jù)解得m=23kg。 27． （1）鐳核衰變方程為 （2）鐳核衰變放出α粒子和氡核，分別在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，α粒子射出y軸時(shí)平行于x軸， 設(shè)α粒子在磁場(chǎng)中的軌道半徑為R，其圓心位置如圖中O′點(diǎn)，有， 則 α粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，有，即， α粒子的動(dòng)能為 所以α粒子的速度： （3）所以衰變過(guò)程中動(dòng)量守恒， 則氡核反沖的動(dòng)能為 釋放的總能量：， 由質(zhì)能方程知質(zhì)量虧損：。 17