- 原子物理学与相对论
- 共457题
已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,则下列说法中正确的是 。(填正确选 项标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
试题分析:1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,这是两个比较轻的核转化成中等质量的核,所以属于聚变反应,故选项A错误;根据质量数和质子数守恒,可以知道当1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核时会有一个中子生成,故选项B正确;根据质能方程,可以知道释放出的能量为:
,故选项C正确;当前我们国家核电站都是采用裂变反应发电的,聚变反应还是不是很好的控制的,故选项D错误;该反应能够放出能量,所以一定会有质量亏损,由质量转化成能量,所以选项E正确。故本题正确选项为BCE。
考查方向
核反应方程
解题思路
步骤一:考生阅读题干,理解题干
步骤二:考生运用自己所学知识进行排除筛选
步骤三:最终选出正确正确答案
易错点
概念混淆
教师点评
考察考生审题能力,理论基础知识
知识点
选考题,请选择其中一道大题作答
选考题三
【物理—选修3-5】(15分)
34.1932年查德威克用α粒子去轰击铍核,发现了中子,并产生一个碳核
, 已知α粒子质量为ma,铍核的质量为mp,中子的质量为mn,碳核的质量为mC。该核反应方程为_________,核反应过程的质量亏损为________________。
35.质量为M的小车。上面站着一个质量为m的人.如
图所示.一起以v0的速度在光滑的水平面上向右前进。现在人
用相对于小车为u的速率水平向后跳出后,车速增加了多少?
正确答案
(5分);
解析
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒核反应方程为:
(2)核反应的质量亏损:
考查方向
原子核的人工转变; 爱因斯坦质能方程
解题思路
根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程式.根据核反应前后的质量关系即可找出核反应过程的质量亏损.
易错点
输写核反应方程时注意质量数守恒,电荷数守恒.
正确答案
(10分)
解析
对人和车系统,水平方向动量守恒。设人跳出后,车对地的速度为v,以v0方向为正方向,以地为参考系。由动量守恒定律:
(M+m)v0=Mv+m (v –u)
解得
所以
考查方向
动量守恒定律
解题思路
人从车上跳下的过程中,人与车组成的系统动量守恒,由动量守恒定律可以分析答题.
易错点
运用动量守恒定律时,一定要注意所有的速度都是相对于同一个参考系.
39.选考题三
关于近代物理学,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
A、卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小.故A正确.
B、辐射一个光子,知从高能级跃迁到低能级,轨道半径减小,核外电子的加速度减小,库仑引力做正功,电势能减小.故B错误.
C、重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但反应后较反应前发生了质量亏损。故C正确。
D、半衰期是统计概念上的,必须在足够大的数量背景下才有意义,20个原子数量太少,个体差别会非常明显。故D错误;
E、根据光电效应方程Ekm=hγ-W0知:在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小。故E正确。
故选:ACE
考查方向
原子物理
解题思路
A、卢瑟福的α粒子散射实验可以估测原子核的大小.
B、辐射一个光子,知从高能级跃迁到低能级,轨道半径减小,核外电子的加速度减小,库仑引力做正功,电势能减小.
C、重核裂变过程生成中等质量的核,反应前后质量数守恒,但反应后较反应前发生了质量亏损。
D、半衰期是统计概念上的,必须在足够大的数量背景下才有意义,20个原子数量太少,个体差别会非常明显。
E、根据光电效应方程Ekm=hγ-W0知:在光电效应实验中,用同种频率的光照射不同的金属表面,从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大,则这种金属的逸出功W0越小。
易错点
记不住原子物理中的概念。
知识点
已知氘核的比结合能是1.09 MeV,氚核的比结合能是2.78 MeV,氦核的比结合能是7.03 MeV。在某次核反应中,1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,则下列说法中正确的是 。(填正确选 项标号。选对1个得3分,选对2个得4分,选对3个得6分。每选错1个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
试题分析:1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核,这是两个比较轻的核转化成中等质量的核,所以属于聚变反应,故选项A错误;根据质量数和质子数守恒,可以知道当1个氘核和1个氚核结合生成1个氮核时会有一个中子生成,故选项B正确;根据质能方程,可以知道释放出的能量为:
,故选项C正确;当前我们国家核电站都是采用裂变反应发电的,聚变反应还是不是很好的控制的,故选项D错误;该反应能够放出能量,所以一定会有质量亏损,由质量转化成能量,所以选项E正确。故本题正确选项为BCE。
解题思路
步骤一:考生阅读题干,理解题干
步骤二:考生运用自己所学知识进行排除筛选
步骤三:最终选出正确正确答案
易错点
概念混淆
教师点评
考察考生审题能力,理论基础知识
知识点
38.选考题二
以下有关近代物理内容的若干叙述正确的是_______。(填正确答案标号。选对一个得2分,选对2个得4分,选对3个得5分;每选错一个扣3分,最低得分为0分)
正确答案
解析
A、根据光电效应方程:,紫外线照射到锌板表面时能够产生光电效应,当增大紫外线的照射强度时,频率不变,故Ek不变,A错误;
B、在物质波的表达式ɛ=hv和中,能量ɛ和动量p是描述物质的粒子性的重要物理量,波长λ或频率v是描述物质的波动性的典型物理量,故B正确;
C、重核的裂变过程和轻核的聚变过程都释放能量,根据爱因斯坦质能方程可知这两个过程都有质量亏损,故C错误;
D、根据玻尔理论,氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,库仑力对电场做正功,电子的动能增大,电势能减小,故D正确;
E、自然界中来测含有少量的14C,14C具有放射性,能够自发地进行β衰变,因此在考古中可利用14C定年代,故E正确.
故本题选BDE
考查方向
爱因斯坦光电效应方程; 氢原子的能级公式和跃迁;爱因斯坦质能方程
解题思路
本题根据光电效应的规律、光的波动理论、爱因斯坦质能方程、玻尔理论等知识进行解答.
易错点
重核的裂变过程和轻核的聚变过程都存在质量亏损.
知识点
(1)产生光电效应时,关于逸出光电子的最大初动能,下列说法正确的是__________
A对于同种金属,与照射光的强度无关
B对于同种金属,与照射光的波长成正比
C对于同种金属,与照射光的时间成正比
D对于同种金属,与照射光的频率成线性关系
E对于不同种金属,若照射光频率不变,Ek与金属的逸出功成线性关系
(2)一静止的核经
衰变成为
,释放出的总动能为4.27MeV,问此衰变后
核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
正确答案
见解析。
解析
(1)ADE
(2)
据题意知,此衰变的衰变方程为
根据动量守恒定律得
①
式中,和
分别为
粒子和Th核的质量,
和
分别为
粒子和Th核的速度大小,由题设条件知
②
③
式中是
粒子和Th核的总动能。
由①②③式得
④
代入数据解得,衰变后核的动能
⑤
知识点
太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近
正确答案
解析
略
知识点
质子、中子和氘核的质量分别为m1.m2和m3.当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速)
正确答案
解析
略
知识点
(1)(6分)2013年2月12日朝鲜进行了第三次核试验,韩美情报部门通过氙(Xe)和氪(Kr)等放射性气体,判断出朝鲜使用的核原料是铀(U)还是钚(Pu),若核实验的核原料是,则
①完成核反应方程式。
②本次核试验释放的能量大约相当于7000吨 TNT 当量,已知铀核的质量为235.043 9 u,中子质量为1.008 7 u,锶(Sr)核的质量为89.907 7 u,氙(Xe)核的质量为135.907 2 u,1 u相当于931.5 MeV的能量,求一个原子裂变释放的能量
。
(2)(9分)光滑水平面有两个物块A、B在同一直线上相向运动,A的速度为4 m/s,质量为2 kg,B的速度为2 m/s,二者碰后粘在一起沿A原来的方向运动,且速度大小变为1 m/s.求B的质量及这一过程产生的内能。
正确答案
(1) ①;②140.4
(2)2kg;18 J
解析
(1) ①根据电荷数守恒和质量数守恒可得:;
②该反应的质量亏损是:
Δm=235.0439 u+1.0087 u—89.9077 u—135.9072 u—10×1.0087 u=0.1507 u
根据爱因斯坦方程= 0.150 7×931.5 MeV =140.4 MeV。
(2)设A、B两物块的质量分别为,碰前速度为
,碰后共同速度为v,以A物块的运动方向为正向,由碰撞过程动量守恒有
(3分)
则 (kg)(3分)
碰撞过程产生的内能为
Q=ΔEk=×(2+2)×12=18(J)(3分)
知识点
典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出x个中子: ,铀235质量为m1,中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89的质量为m4,下列说法正确的是( )
正确答案
解析
略
知识点
“国际热核聚变实验堆(ITER)计划”是目前全球规模最大、影响最深远的国际科研合作项目之一。某热核聚变反应方程为,相关的原子核或核子质量如下表,该反应中放出的能量为
正确答案
解析
略
知识点
(1)假设钚的周位素离子粒子后,变成铀的一个同位素离子,同时放出能量为
的光子。则这一核反应过程的方程式为________; 光子的波长为________。 (普朗克常量
)
(2)两块厚度相同的木块A和B,紧靠着放在光滑的水平面上,其质量分别为,它们的下底面光滑,上表面粗糙,另有一质量
的滑块C,以
的速度恰好水平地滑到A的上表面,如图所示。由于摩擦,滑块最后停在木块B上,B和C的共同速度为0.50m/s。求:
①木块A的最终速度;
②滑块C离开A时的速度。
正确答案
(1);
(2)①;②
解析
(1)略。
(2)C从开始滑上A到恰好滑上A的右端过程中,A、B、C组成系统动量守恒
C刚滑上B到两者相对静止,对B、C组成的系统动量守恒
知识点
氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m1、m2、m3和m4,如果氘核和氚核结合生成氦核,则下列说法中正确的是
正确答案
解析
由质量数守恒及电荷数守恒知A正确;这是一个聚变反应而不是一个裂变反应,B错;核反应过程中的质量亏损△m=m1+m2-(m3+m4),C错;由△E=△m c2知D正确。
知识点
典型的铀核裂变是生成钡和氪,同时放出x个中子: ,铀235质量为m1,中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89的质量为m4,下列说法正确的是
正确答案
解析
略
知识点
已知质子、中子、氘核质量分别是m1、m2、m3,光速为c。则质子和中子结合成氘核的过程中
正确答案
解析
略
知识点
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