河南省安陽(yáng)市洹北中學(xué)2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)第十九單元波粒二象性原子與原子核真題與模擬單元重組卷新人教版

第十九單元波粒二象性原子與原子核測(cè)試時(shí)間：90分鐘總分值：110分第一卷(選擇題，共48分)一、選擇題(此題共12小題，共48分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，第1～8小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，第9～12小題有多個(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)1．[2023·衡水中學(xué)質(zhì)檢]以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．居里夫婦發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象B．康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，電子的衍射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性C．愛(ài)因斯坦在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象——光電效應(yīng)D．盧瑟福通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷答案B解析貝可勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，居里夫婦發(fā)現(xiàn)了釙、鐳元素，故A錯(cuò)誤；康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性，電子的衍射實(shí)驗(yàn)說(shuō)明粒子具有波動(dòng)性，故B正確；赫茲在實(shí)驗(yàn)時(shí)無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)使光的微粒理論得以東山再起的重要現(xiàn)象——光電效應(yīng)，故C錯(cuò)誤；湯姆孫通過(guò)陰極射線在電場(chǎng)和磁場(chǎng)中的偏轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了陰極射線是由帶負(fù)電的粒子組成的，并測(cè)出了該粒子的比荷，故D錯(cuò)誤。2．[2023·石家莊模擬]氫原子躍遷時(shí)，由n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所釋放的光子可以使某金屬剛好發(fā)生光電效應(yīng)，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，電子的動(dòng)能減少B．氫原子由n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，原子的能量增加C．增加由n＝3的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的氫原子的數(shù)量，從該金屬外表逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變D．氫原子由n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)所釋放的光子照射該金屬足夠長(zhǎng)時(shí)間，該金屬也會(huì)發(fā)生光電效應(yīng)答案C解析氫原子由激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)時(shí)，釋放光子，原子的總能量減少，其中電子的電勢(shì)能減小，電子的動(dòng)能增加，故A、B錯(cuò)誤；增加躍遷氫原子的數(shù)量，不能改變釋放出的光子的頻率，從該金屬外表逸出的光電子的最大初動(dòng)能不變，故C正確；從n＝2的激發(fā)態(tài)躍遷到基態(tài)的氫原子，其釋放的光子的頻率較小，不能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故D錯(cuò)誤。3．[2023·桂林模擬]如圖1所示是研究光電效應(yīng)的電路圖。某同學(xué)利用該裝置在不同實(shí)驗(yàn)條件下得到了三條光電流I與A、K兩極之間的電壓UAK的關(guān)系曲線(甲光、乙光、丙光)，如圖2所示。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能一定小于丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能B．單位時(shí)間內(nèi)甲光照射光電管發(fā)出光電子比乙光的少C．用強(qiáng)度相同的甲、丙光照射該光電管，那么單位時(shí)間內(nèi)逸出的光電子數(shù)相等D．對(duì)于不同種金屬，假設(shè)照射光頻率不變，那么逸出光電子的最大初動(dòng)能與金屬的逸出功為線性關(guān)系答案D解析當(dāng)光照射到K極時(shí)，如果入射光的頻率足夠大(大于K極金屬的極限頻率)，就會(huì)從K極發(fā)出光電子。當(dāng)反向電壓增加到某一值時(shí)，電流表A中電流就會(huì)變?yōu)榱悖藭r(shí)eq\f(1,2)meveq\o\al(2,c)＝eUc，式中vc表示光電子的最大初速度，e為電子的電荷量，Uc為遏止電壓，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可知丙光的最大初動(dòng)能較大，故丙光的頻率較大，但丙光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能不一定比甲光照射光電管發(fā)出光電子的初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤。對(duì)于甲、乙兩束頻率相同的光來(lái)說(shuō)，入射光越強(qiáng)，單位時(shí)間內(nèi)發(fā)射的光電子數(shù)越多，故B錯(cuò)誤。對(duì)甲、丙兩束不同頻率的光來(lái)說(shuō)，光強(qiáng)相同是單位時(shí)間內(nèi)照射到光電管單位面積上的光子的總能量相等，由于丙光的光子頻率較高，每個(gè)光子的能量較大，所以單位時(shí)間內(nèi)照射到光電管單位面積上的光子數(shù)就較少，所以單位時(shí)間內(nèi)發(fā)出的光電子數(shù)就較少，故C錯(cuò)誤。對(duì)于不同金屬，假設(shè)照射光頻率不變，根據(jù)愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程Ek＝hν－W，知Ek與金屬的逸出功為線性關(guān)系，故D正確。4.[2023·河北邯鄲模擬]μ子(電荷量為－e)與氫原子核(質(zhì)子)構(gòu)成的原子稱(chēng)為μ氫原子，它在原子核物理的研究中有重要作用。如下圖為μ氫原子的能級(jí)示意圖。假定光子能量為E的一束光照射容器中大量處于n＝2能級(jí)的μ氫原子，μ氫原子吸收光子后，發(fā)出頻率為ν1、ν2、ν3、ν4、ν5和ν6的光，且頻率依次增大，那么E等于()A．h(ν3－ν1)B．h(ν5＋ν6)C．hν3D．hν4答案C解析μ氫原子吸收能量后從n＝2能級(jí)躍遷到較高能級(jí)，然后向較低能級(jí)躍遷，發(fā)出Ceq\o\al(2,n)＝eq\f(nn－1,2)＝6種不同光子，解得n＝4，即μ氫原子吸收能量后先從n＝2能級(jí)躍遷到n＝4能級(jí)，然后從n＝4能級(jí)向低能級(jí)躍遷。輻射光子的頻率按從小到大的順序排列為4→3、3→2、4→2、2→1、3→1、4→1，所以能量E與hν3相等，C正確。5．[2023·河北定州模擬]以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．把放射性元素密封于鉛盒中，可以減緩放射性元素的衰變B．把放射性元素與輕核元素結(jié)合成化合物，可以減緩放射性元素的衰變C．核力是一種弱相互作用，是短程力，而且每個(gè)核子只跟鄰近的核子發(fā)生核力作用D.eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是原子核的人工轉(zhuǎn)變反響方程答案D解析放射性元素的半衰期與元素的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)等都無(wú)關(guān)，故A、B錯(cuò)誤；由核力的特點(diǎn)可知C錯(cuò)誤；eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n是居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素的原子核人工轉(zhuǎn)變的核反響方程，故D正確。6．[2023·懷化模擬]隨著核物理的開(kāi)展，人們對(duì)原子核有了更進(jìn)一步的認(rèn)識(shí)，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．兩個(gè)質(zhì)子之間，不管距離如何，核力總是大于庫(kù)侖力B．銫原子核(eq\o\al(133,55)Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(eq\o\al(208,82)Pb)的結(jié)合能C．輕核聚變釋放能量，但不一定有質(zhì)量虧損D．由愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程可知，質(zhì)量和能量可以相互轉(zhuǎn)化答案B解析當(dāng)兩個(gè)質(zhì)子在同一原子核中時(shí)，即相距很近時(shí)，核力大于庫(kù)侖力，相距很遠(yuǎn)時(shí)，核力小于庫(kù)侖力，故A錯(cuò)誤。組成原子核的核子越多，它的結(jié)合能越大，故B正確。輕核聚變釋放能量，一定有質(zhì)量虧損，故C錯(cuò)誤。愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程只是反映了質(zhì)量與能量之間的關(guān)系，質(zhì)量和能量不可以相互轉(zhuǎn)化，故D錯(cuò)誤。7．[2023·西安模擬]由于放射性元素eq\o\al(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)。eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，以下選項(xiàng)中正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子B.eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)衰變變成eq\o\al(209,83)Bi，衰變過(guò)程可以同時(shí)放出α粒子、β粒子和γ粒子C．衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D.eq\o\al(237,93)Np的半衰期等于任一個(gè)eq\o\al(237,93)Np原子核發(fā)生衰變的時(shí)間答案C解析eq\o\al(209,83)Bi的中子數(shù)為209－83＝126，eq\o\al(237,93)Np的中子數(shù)為237－93＝144，eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核少18個(gè)中子，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變后變成eq\o\al(209,83)Bi，可以同時(shí)放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同時(shí)放出三種粒子，故B錯(cuò)誤；衰變過(guò)程中發(fā)生α衰變的次數(shù)為eq\f(237－209,4)＝7次，β衰變的次數(shù)為2×7－(93－83)＝4(次)，故C正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用，故D錯(cuò)誤。8．[2023·北京海淀模擬]對(duì)以下各原子核變化的方程，表述正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是核聚變反響B(tài).eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是α衰變C.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是核裂變反響D.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n是β衰變答案A解析eq\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，屬于核聚變反響，故A正確，B錯(cuò)誤；eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是β衰變，故C錯(cuò)誤；eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n是核裂變反響，故D錯(cuò)誤。9．[2023·武漢調(diào)研]如圖為盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)的經(jīng)典再現(xiàn)，用放射性元素發(fā)出的α粒子轟擊金箔，用顯微鏡觀測(cè)在環(huán)形熒光屏上所產(chǎn)生的亮點(diǎn)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象分析()A．在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子在金箔上打出的電子產(chǎn)生的B．該實(shí)驗(yàn)證明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi)C．在熒光屏上觀測(cè)到極少數(shù)的α粒子發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)D．該實(shí)驗(yàn)中α粒子由于和電子發(fā)生碰撞而發(fā)生了大角度的偏轉(zhuǎn)答案BC解析在熒光屏上形成的亮點(diǎn)是由α粒子穿過(guò)金箔后打在熒光屏上產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，絕大多數(shù)α粒子仍沿原來(lái)的直線運(yùn)動(dòng)，說(shuō)明原子幾乎全部質(zhì)量和全部正電荷都集中在一個(gè)很小的體積內(nèi)，故B正確；α粒子散射實(shí)驗(yàn)的內(nèi)容是絕大多數(shù)α粒子幾乎不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，少數(shù)α粒子發(fā)生了較大角度的偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)(偏轉(zhuǎn)角度超過(guò)90°，有的幾乎到達(dá)180°，被反彈回來(lái))，故C正確；該實(shí)驗(yàn)中α粒子發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的原因是α粒子和金箔中的原子核發(fā)生了碰撞，故D錯(cuò)誤。10．[2023·四川五校聯(lián)考]如下圖為光電管的工作電路圖，分別用波長(zhǎng)為λ0、λ1、λ2的單色光做實(shí)驗(yàn)，λ1>λ0>λ2。當(dāng)開(kāi)關(guān)閉合后，用波長(zhǎng)為λ0的單色光照射光電管的陰極K時(shí)，電流表有示數(shù)。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．光電管陰極材料的逸出功與入射光無(wú)關(guān)B．假設(shè)用波長(zhǎng)為λ1的單色光進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，那么電流表的示數(shù)一定為零C．假設(shè)僅增大電源的電動(dòng)勢(shì)，那么電流表的示數(shù)一定增大D．假設(shè)僅將電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，那么電流表的示數(shù)可能為零答案AD解析光電管陰極材料的逸出功只與材料有關(guān)，而與入射光的頻率、入射光的強(qiáng)度無(wú)關(guān)，故A正確。用波長(zhǎng)為λ0的光照射陰極K時(shí)，電路中有光電流，可知波長(zhǎng)為λ0的光照射陰極K時(shí)，發(fā)生了光電效應(yīng)；假設(shè)用波長(zhǎng)為λ1(λ1>λ0)的光照射陰極K時(shí)，雖然入射光的頻率變小，但仍可能大于陰極的極限頻率，仍可能發(fā)生光電效應(yīng)，因此電流表的示數(shù)可能不為零，故B錯(cuò)誤。僅增大電路中電源的電動(dòng)勢(shì)，光電管兩端電壓增大，當(dāng)?shù)竭_(dá)飽和電流后，電流表的示數(shù)不再增大，故C錯(cuò)誤。將電路中電源的正負(fù)極對(duì)調(diào)，光電子做減速運(yùn)動(dòng)，還可能到達(dá)陽(yáng)極，所以還可能有光電流；假設(shè)電源電動(dòng)勢(shì)大于光電管的遏止電壓，電子到達(dá)不了陽(yáng)極，那么此時(shí)電流表的示數(shù)為零，故D正確。11．[2023·洛陽(yáng)模擬]如圖為氫原子的能級(jí)示意圖，那么以下對(duì)氫原子躍遷的理解正確的選項(xiàng)是()A．由高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)輻射出來(lái)的光電子一定不能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)B．大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，向外輻射6種不同頻率的光子C．大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，用發(fā)出的光照射逸出功為3.34eV的金屬，從金屬外表逸出的光電子的最大初動(dòng)能為8.75eVD．如果用光子能量為10.3eV的光照射處于n＝1能級(jí)的氫原子，那么該能級(jí)的氫原子能夠躍遷到較高能級(jí)答案BC解析氫原子從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)放出的光子的能量等于前后兩個(gè)能級(jí)之差，當(dāng)氫原子從高能級(jí)躍遷到基態(tài)時(shí)放出的光子的能量最小值為－3.4eV－(－13.6eV)＝10.2eV，大于3.34eV，所以一定能使逸出功為3.34eV的金屬發(fā)生光電效應(yīng)，故A錯(cuò)誤；大量處于n＝4能級(jí)的氫原子向基態(tài)躍遷時(shí)，輻射光子的種類(lèi)為Ceq\o\al(2,4)＝eq\f(4×3,2)＝6，故B正確；大量處于n＝3能級(jí)的氫原子向n＝1能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出的光子能量最大為－1.51eV－(－13.6eV)＝12.09eV，用此光子照射逸出功為3.34eV的金屬，由愛(ài)因斯坦光電效應(yīng)方程可得該金屬的最大初動(dòng)能為12.09eV－3.34eV＝8.75eV，故C正確；當(dāng)氫原子由低能級(jí)向高能級(jí)躍遷時(shí)，氫原子吸收的光子能量一定等于兩能級(jí)之間的能量差，而由氫原子的能級(jí)圖可知任何兩能級(jí)間的能量差都不等于10.3eV，因此不能使n＝1能級(jí)的氫原子躍遷到較高的能級(jí)，故D錯(cuò)誤。12．[2023·常州檢測(cè)]現(xiàn)有兩動(dòng)能均為E0＝0.35MeV的eq\o\al(2,1)H在一條直線上相向運(yùn)動(dòng)，兩個(gè)eq\o\al(2,1)H發(fā)生對(duì)撞后能發(fā)生核反響，得到eq\o\al(3,2)He和新粒子，且在核反響過(guò)程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為eq\o\al(3,2)He和新粒子的動(dòng)能。eq\o\al(2,1)H的質(zhì)量為2.0141u，eq\o\al(3,2)He的質(zhì)量為3.0160u，新粒子的質(zhì)量為1.0087u，核反響時(shí)質(zhì)量虧損1u釋放的核能約為931MeV(如果涉及計(jì)算，結(jié)果保存整數(shù))。那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．核反響方程為eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,1)HB．核反響前后滿足能量守恒定律C．新粒子的動(dòng)能約為3MeVD.eq\o\al(3,2)He的動(dòng)能約為4MeV答案BC解析由核反響過(guò)程中的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(3,2)He＋eq\o\al(1,0)n，那么新粒子為中子eq\o\al(1,0)n，故A錯(cuò)誤；核反響過(guò)程中質(zhì)量虧損，釋放能量，虧損的質(zhì)量對(duì)應(yīng)的能量釋放出來(lái)，仍然滿足能量守恒定律，故B正確；由題意可知ΔE＝(2.0141u×2－3.0160u－1.0087u)×931MeV/u＝3.3MeV，根據(jù)核反響中系統(tǒng)的能量守恒有EkHe＋Ekn＝2E0＋ΔE，根據(jù)核反響中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒有pHe－pn＝0，由Ek＝eq\f(p2,2m)，可知eq\f(EkHe,Ekn)＝eq\f(mn,mHe)，解得EkHe＝eq\f(mn2E0＋ΔE,mn＋mHe)＝1MeV，Ekn＝eq\f(mHe,mn＋mHe)(2E0＋ΔE)＝3MeV，故C正確、D錯(cuò)誤。第二卷(非選擇題，共62分)二、填空題(此題共2小題，共12分。把答案填在題中的橫線上或按題目要求作答)13.[2023·武昌調(diào)研](6分)一光電管的陰極用極限波長(zhǎng)為λ0的材料制成，將它連接在如下圖的電路中，當(dāng)用波長(zhǎng)為λ的光照射陰極K(λ<λ0)，并調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器使光電管陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差逐漸增大到U時(shí)，光電流到達(dá)飽和且飽和電流為I。那么每秒內(nèi)由陰極K發(fā)出的電子個(gè)數(shù)在數(shù)值上等于________，到達(dá)陽(yáng)極A的電子的最大動(dòng)能為_(kāi)_______。(普朗克常量為h，真空中光速為c，元電荷的值為e)如果陽(yáng)極A和陰極K之間的電勢(shì)差U不變，僅將同種照射光的強(qiáng)度增到原來(lái)的三倍，那么到達(dá)陽(yáng)極A的電子的最大動(dòng)能________(填“變大〞“不變〞或“變小〞)。答案eq\f(I,e)(2分)hceq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,λ)－\f(1,λ0)))＋eU(2分)不變(2分)解析由于I＝eq\f(ne,t)，所以每秒內(nèi)由陰極K發(fā)出的電子個(gè)數(shù)在數(shù)值上等于eq\f(I,e)。到達(dá)陽(yáng)極A的電子最大初動(dòng)能：Ekm＝heq\f(c,λ)－h(huán)eq\f(c,λ0)＋eU。假設(shè)不改變陽(yáng)極與陰極之間的電勢(shì)差，僅將同種照射光的強(qiáng)度增加到原來(lái)的三倍，因?yàn)檎丈涔獾念l率不變，故到達(dá)陽(yáng)極的電子最大動(dòng)能不變。14．[2023·福州三中模擬](6分)核裂變和核聚變的過(guò)程中能夠放出巨大核能。核裂變中經(jīng)常使用的eq\o\al(235,92)U具有天然放射性，假設(shè)eq\o\al(235,92)U經(jīng)過(guò)7次α衰變和m次β衰變，變成eq\o\al(207,82)Pb，那么m＝________。核聚變中，最常見(jiàn)的反響就是一個(gè)氘核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核。氘核的比結(jié)合能是1.09MeV；氚核的比結(jié)合能是2.78MeV；氦核的比結(jié)合能是7.03MeV。那么氫核聚變的方程是______________________；一次氫核聚變釋放出的能量是________MeV。答案4(2分)eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n(2分)17.6(2分)解析eq\o\al(235,92)U在衰變過(guò)程中，由電荷數(shù)守恒得82－92＝－7×2＋m×1，所以m＝4。氫核的聚變方程為：eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n。一次核聚變釋放出的能量為：(7.03×4－1.09×2－2.78×3)MeV＝17.6MeV。三、計(jì)算題(此題共4小題，共50分。解容許寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明和重要的演算步驟，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)15．[2023·柳州模擬](10分)A、B兩種光子的能量之比為2∶1，它們都能使某種金屬發(fā)生光電效應(yīng)，且所產(chǎn)生的光電子最大初動(dòng)能分別為EkA、EkB。求A、B兩種光子的動(dòng)量之比和該金屬的逸出功。解光子能量E＝hν(2分)動(dòng)量p＝eq\f(h,λ)(1分)且ν＝eq\f(c,λ)(1分)聯(lián)立解得：p＝eq\f(E,c)故pA∶pB＝EA∶EB＝2∶1(2分)A光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EkA＝EA－W0(1分)B光照射時(shí)，光電子的最大初動(dòng)能EkB＝EB－W0(1分)且EA＝2EB(1分)聯(lián)立解得：W0＝EkA－2EkB(1分)16．[2023·河南八校聯(lián)考](10分)在一次核反響中，eq\o\al(235,92)U變成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr時(shí)，要釋放出假設(shè)干中子。eq\o\al(235,92)U的比結(jié)合能約為7.6MeV，eq\o\al(136,54)Xe的比結(jié)合能約為8.4MeV，eq\o\al(90,38)Sr的比結(jié)合能約為8.7MeV，問(wèn)：(1)把eq\o\al(235,92)U分解為核子時(shí)，要吸收多少能量？(2)使相應(yīng)的核子分別結(jié)合成eq\o\al(136,54)Xe和eq\o\al(90,38)Sr時(shí)，要釋放出多少能量？(3)在這個(gè)核反響中是吸收還是放出能量？這個(gè)能量大約是多少？解(1)把eq\o\al(235,92)U分解為核子時(shí)要吸收的能量為E1＝235×7.6MeV＝1786MeV(2分)(2)核子結(jié)合成eq\o\al(136,54)Xe釋放出的能量為E2＝136×8.4MeV＝1142.4MeV(2分)核子結(jié)合成eq\o\al(90,38)Sr釋放出的能量為E3＝90×8.7MeV＝783MeV(2分)(3)在這個(gè)核反響中放出的能量為E′＝E2＋E3＝1925.4MeV(2分)由于E′>E1，所以這個(gè)核反響放出能量，放出的能量為ΔE＝E′－E1＝139.4MeV(2分)17．[2023·沈陽(yáng)質(zhì)檢](14分)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子的能量E1＝－13.6eV，電子軌道半徑r1＝0.53×10－10m；氫原子處于n＝2能級(jí)時(shí)，原子的能量E2＝－3.4eV，此時(shí)電子軌道半徑r2＝4r1，元電荷e＝1.6×10－19C，靜電力常量k＝9.0×109N·m2·C－2。(1)氫原子處于基態(tài)時(shí)，電子的動(dòng)能是多少？原子系統(tǒng)的電勢(shì)能是多少？(2)氫原子處于n＝2能級(jí)時(shí)，電子的動(dòng)能是多少？原子系統(tǒng)的電勢(shì)能又是多少？(3)你能否根據(jù)計(jì)算結(jié)果猜測(cè)處于n能級(jí)的氫原子系統(tǒng)的電勢(shì)能表達(dá)式？解(1)氫原子處于基態(tài)時(shí)，原子核對(duì)電子的庫(kù)侖力提供電子繞核運(yùn)動(dòng)的向心力eq\f(ke2,r\o\al(2,1))＝meq\f(v\o\al(2,1),r1)(2分)因此電子的動(dòng)能Ek1＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,1)＝eq\f(ke2,2r1)＝21.7×10－19J≈13.6