河北保定2013年高考物理最新权威核心预测 动量 原子物理（选修3－5） 第1课时 动量守恒定律及应用 知识规律整合 基础回扣 1．动量是矢量，其方向与____________的方向相同。 2．动量的变化是物体的末动量与初动量的__________差，表达式为，动量变化的方向与___________的方向相同，也就是与加速度方向相同，即与物体所受___________________的方向相同。 3．动量守恒定律 （1）内容：如果一个系统不受外力，或者所受外力的___________为零，这个系统的总动量保持不变。 （2）表达式：+＝； 或（系统相互作用总前动量等于相互作用后总动量）； 或＝0（系统总动量的增量为零）； 或（相互作用两个物体组成的系统，两物体动量增量__________）; （3）守恒条件 ①系统不受外力或系统虽受外力但所受外力的___________________ ②系统合外力不为零，但在某一方向上系统_________________，则在该方向上系统动量守恒 ③系统虽受外力，但外力远小于内力且作用时间极短，如碰撞、爆炸过程。 4．弹性碰撞与非弹性碰撞 碰撞过程遵从________________定律，如果碰撞过程中机械能也守恒，这样的碰撞叫做_____________碰撞；如果碰撞过程中机械能不守恒，这样的碰撞叫做非弹性碰撞。 5．爆炸与碰撞问题的共同特点是相互作用力为变力且____________________，内力远远大于系统所受外力，均可用动量守恒定律处理。 6．碰撞问题同时遵守的三条原则是： ①系统动量守恒原则 ②物理情景可行性原则： 速度要符合物理情景，如果碰撞前两物体同向运动，则后面的物体速度必__________________前面物体的速度，即，否则无法实现碰撞，碰撞后，原来在前的物体的速度一定增大，且原来在前的物体速度大于或等于原来在后的物体的速度，则，否则碰撞没有结束。 如果碰前两物体是相向运动，则碰后，两物体的运动方向不可能___________，除非两物体碰撞后速度为零。 ③不违背_________守恒原则 碰撞过程满足 即或 思路和方法 1．系统化思维方法，就是根据众多的已知要素、事实、按照一定的联系方式，将其部分连接成整体的方法。 （1）对多个物理过程进行整体思维，即把几个过程合为一个过程来处理，如用动量守恒定律解决比较复杂的运动 （2）对多个研究对象进行整体思维，即把两个或两个以上的独立物体合为整体进行考虑，如应用动量守恒定律时，就是把多个物体看成整体（或系统） 2．运用动量守恒定律的步骤： （1）确定研究对象（系统）； （2）做好受力分析，判断是否守恒； （3）确定守恒过程； （4）选取正方向，明确初、末状态； （5）列议程求解 自测自查 1．下列说法中，违反动量守恒定律的是 A．两上运动物体A和B相碰后合为一体，A减少的动量等于B增加的动量 B．质量相等的两上物体，以相同的速率相向运动，做正碰后以原来的速率分开 C．质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，做正碰后以某一相同速率向同一方向运动 D．质量不等的两个物体，以相同的速率相向运动，做正碰后各以原来的速率分开 2．如图9－1－1所示，A、B两物体质量之比＝3 ：2，原来静止在平板小车C上，A、B间有一根被压缩的弹簧，地面光滑，当弹簧突然释放后，则 A．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B组成的系统的动量守恒 B．若A、B与平板车上表面间的动摩擦因数相同，A、B、C组成的系统的动量守恒 C．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒 D．若A、B所受的摩擦力大小相等，A、B、C组成的系统的动量守恒 3．（海南·19（2））一置于桌面上质量为M的玩具炮，水平发射质量为的炮弹，炮可在水平方向自由移动，当炮身上未放置其他重物时，炮弹可击中水平地面上的目标A；当炮身上固定一质量为Mo的重物时，在原发射位置沿同一方向发射的炮弹可击中水平地面上的目标B，炮口离水平地面的高度为，如果两次发射时“火药”提供的机械能相等，求B、A两目标与炮弹发射点之间的水平距离之比。 重点热点透析 题型1 动量守恒定律的理解及应用 例1 （山东调研）如图9－1－2所示，木板的A质量＝1kg，足够长的木板B的质量＝4kg，质量为＝2kg的林块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦，现使A以的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回，求： （1）B运动过程中的最大速度； （2）C运动过程中的最大速度； 规律总结 1．因为动量是矢量，所以动量守恒定律的表达式是矢量式，在作用前后动量都在一条直线上时，选取正方向，将矢量运算简化为代数运动。 2．速度与参考系的选取有关，因此相互作用的物体的速度、、、必须都相对同一参考系，通常相对地面而言。 3．对于多个物体或多运动过程问题的处理，应根据需要划分不同的运动过程，或者选取不同的物体为系统，看是否满足动量守恒的条件，应用动量守恒定律解决问题。 强化练习1 （2008·泰安模拟）质量为1.0kg和（质量未知）的两个物体在光滑的水平面上正碰，碰撞时间不计，其（位移－时间）图象如图9－1－3所示，试通过计算回答下列问题： （1）等于多少千克？ （2）质量为的物体在碰撞过程中动量变化量是多少？ （3）碰撞过程是弹性碰撞还是非弹性碰撞？ 题型2 动量与能量的结合 例2 （太原模拟）（14分）如图9－1－4所示，O为一水平轴，轴上系一长＝0.6m的细绳，细绳的下端系一质量m=1.0kg的小球（可视为质点），原来处于静止状态，球与平台的B点接触但对平台无压力，平台高＝0.80m，一质量M＝2.0kg的小球沿平台自左向右运动到B处与小球m发生正碰，碰后小球m在绳的约束下做圆周运动，经最高点A点，绳上的拉力恰好等于摆球的重力，而M落在水平地面上的C点，其水平位移为s＝1.2m，求质量为M的小球与m碰撞前的速度。（取g=10 m/s2） 规律总结 机械能守恒定律和动量守恒定律研究的都是系统相互作用过程中满足的规律，不同之处是各自的守恒条件不同，要根据题设的物理情景和物理过程，确定满足的物理规律，机械能守恒为标量式，但势能可能出现负值；动量守恒为矢量式，选取正方向后列代数式。 强化练习2 （2008·汕尾模拟）如图9－1－5所示，长为L的细绳竖起悬挂着一质量为2的小球A（为小球半径），恰好紧挨着放置在水平面上质量为的物块B，现保挂细绳绷直，把小球向左上方拉至细胞与竖起方向60o的位置，然后释放小球，小球到达最低点时恰好与物块发生碰撞，而后小球向右摆动的最大高度为L/8，物块则向右滑动了L的距离而静止，求物块与水平面间的动摩擦因数。 题型3 动量与原子物理的结合 例3 （2008·潍坊模拟）关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中： （1）1919年，卢瑟福用粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为________ ________________________ （2）1919年，查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现中子，查德威克认为，原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果，实验中测得被碰氢核的最大速度为＝3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为＝4.50×106 m/s，已知。 请你根据查德威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量与氢核的质量的关系？（保留三位有效数字） 复习指导 本题以微观世界的原子物理为命题素材，将动量守恒和能量守恒综合运用，既遵循宏观世界的常见规律，又具有微观世界的明显特点，对学生的理解能力、迁移能力、综合能力有较深的考查，在新课改省，这种题型是目前最为走俏的考题形式。 强化练习3 （2008·泰安模拟）如图9－1－6为氢原子能级示意图，现有每个电子的动能都是E＝12.89eV的电子束与处在的氢原子发生相向正碰，已知碰撞前一个电子和一个氢原子的总动量为零，碰撞后氢原子受激发，跃迁到的能级，求碰撞后一个电子和一个受激氢原子的总动能是多少？已知电子的质量与氢原子的质量之比为5.445×10-4 题型4 实验：验证动量守恒定律 【例4】(2008·巴中模拟)某同学用图9—1—7甲所示的装置通过半径相同的两球的碰撞来验证动量守恒定律，c点为水平槽的末端，实验时先使球1从斜槽上的A点由静止滚下，落到位于水平地面的记录纸上，重复上述操作10次，找出平均落点P，再把球2放在c点，让球1从斜槽上的A点由静止滚下，重复上述操作10次，找出两球的平均落点M、N． (1)若球2落点的痕迹如图乙所示，其中米尺水平放置，与DN平行，米尺的零点与O点对齐，则碰撞后球2的水平射程应取为 cm． (2)测出球1、球2的质量分别为m1、m2，若和______________在误差允许的范围内相等，则碰撞过程中动量守恒， 【强化练习4】(2008·宁夏-33(2))某同学利用如图9—1—8所示的装置验证动量守恒定律．图中两摆摆长相同，悬挂于同一高度，A、B两摆球均很小，质量之比为1：2．当两摆均处于自由静止状态时，其侧面刚好接触。向右上方拉动B球使其摆线伸直并与竖直方向成45。角，然后将其由静止释放．结果观察到两摆球粘在一起摆动，且最大摆角为30。．若本实验允许的最大误差是4％，此实验是否成功地验证了动量守恒定律? 备考能力提升 1．(2008·济南模拟)质量为m的小球A以水平速度v与原来静止在光滑水平面上的质量为3 m的小球B发生正碰，已知 碰撞过程中A球的动能减少了75％，求碰撞后B球的速度． 2．(2008·聊城模拟)如图9—1—9所示，足够长的光滑轨道由斜槽轨道和水平轨道组成．水平轨道上一质量为mB的小球处于静止状态，一质量为mA的小球沿斜槽轨道向下运动，与B球发生弹性正碰，要使小球A与小球B能发生第二次碰撞，mB和mA应满足什么关系? 3．(2008·潍坊模拟)如图9—1—10所示，两个质量m1=20 g、m2=80 g的小球，用等长的细线悬挂在O点．悬挂m2的细线处于竖直状态，悬挂m1的细线处于伸直状态且与竖直方向成37o角．现将m1由静止释放，m1与m2碰撞后粘在一起．若线长L=1 m，重力加速度g=10 m／s2，取sin 37o＝0.6，cos37o=0.8．求： (1)碰撞前瞬间m1的速度v0． (2)碰撞中损失的机械能△E. 4．(2008·南通模拟)一炮弹质量为m，以一定的倾角斜向上发射，到达最高点时速度为w，炮弹在最高点爆炸成两块，其中一块沿原轨道返回，质量为．求： (1)另一块爆炸后瞬时的速度大小． (2)爆炸过程系统增加的机械能． 5．在建筑工地上，我们常常看到工人用重锤将柱桩打人地下的情景．对此，我们可以建立这样一个力学模型：质量为m的重锤从高H处自由下落，柱桩的质量为M，设重锤打击柱桩的时间极短，打击后随柱桩一起向下运动．已知柱桩与地面间的平均阻力为Ff，根据这一模型求出重锤打击一次柱桩可使柱桩进入地面的深度h．(不计空气阻力) 6．(2008·广东·19)如图9—1一11(a)所示，在光滑绝缘水平面的AB区域内存在水平向右的电场，电场强度E随时间的变化如图(b)所示，不带电的绝缘小球P2静止在O点．t=0时，带正电的小球P1以速度v0从A点进入AB区域，随后与P2发生正碰后反弹，反弹速度大小是碰前的倍，P1的质量为m1，带电量为q，P2的质量m2=5m1，A、O间距为L。，O、B间距L＝．已知，T＝ (1)求碰撞后小球P，向左运动的最大距离及所需时间． (2)讨论两球能否在。B区间内再次发生碰撞． 第2课时 原子和原子核 知识规律整合 基础回扣 1．原子的核式结构原子核 （1）1897年，汤姆生发现了 ，提出了原子的枣糕模型． （2）英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了 实验，实验的结果是绝大多数粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数粒子发生较大的偏转． （3）原子的核式结构模型：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核．原子的全部电荷量和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动． （4）具有相同的 而 不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，互称同位素 2．能级和能级跃迁 （1） 量子化 核外电子只能在一些分立的轨道上运动  （2） 量子化 原子只能处于一系列不连续的能量状态  （3）吸收或辐射能量量子化 原子在两个能级之间跃迁时只能吸收或发射 的光子，光子的能量 3．天然放射现象、衰变、放射性的应用和防护 （1）元素自发地放出射线的现象叫做 。放射性物质放出的射线通常有三种： 、 、 （2）原子核放出 粒子或 粒子后，就变成新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．在衰变过程中， 和 都守恒。 （3）放射性元素的原子核有__________发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期，放射性元素衰变的快慢是由____________本身的因素决定的，跟原子所处的________________________状态无关。 （4）放射性同位素的应用：一是利用它的____________；二是作为_____________。 （5）射线、射线、射线之间的区别 射线 射线 射线  实质  电子流   速度 约为光速的十分之一 约为光速的十分之几 光速  电离作用 很强 较弱 很弱  贯穿能力 很弱 很强 最强  4．核反应核能裂变轻核的聚变 （1）在物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为 ，在此过程中，质量数和电荷数都守恒．爱因斯坦的质能方程是 ． （2）核物理中，把重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应，称为裂变；把轻核结合成质量较大的核，释放出核能的反应，称为 ． （3）铀核裂变的核反应方程是核聚变的核反应方程是 。氢核聚变的核反应方程是____________________________ （4）在核反应堆中，石墨的作用是作为 ；镉棒的作用是控制反应速度；水泥防护层的作用是屏蔽裂变产物放出的各种射线． 5．核反应规律和原子核的人工转变 （1）核反应的规律为：反应前后质量数守恒和 守恒． （2）原子核的人工转变 卢瑟福发现质子的核反应方程为： 查德威克发现中子的核反应方程为：  约里奥。居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程为：   思路和方法 1．在配平核反应方程式时，一般先满足 守恒，后 守恒． 2．在处理粒子的碰撞和衰变问题时，通常应用动量守恒定律、质能方程和能的转化与守恒定律综合分析． 3．核能的计算方法 若m以kg为单位，则△E=△的单位为____________ 若m以原子的质量单位u为单位，则△E=m×931．5 MeV． 自测自查 1·(2008·南京模拟)判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”． A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说( ) B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性 ( ) C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象 ( ) D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构 ( ) 2．(2008·韶关模拟)氢原子的核外电子从距核较近的轨道跃迁到距核较远的轨道的过程中 ( ) A．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能增大，原子的能量增大 B．原子要放出光子，电子的动能减小，原子的电势能减小，原子的能量也减小 C．原子要吸收光子，电子的动能增大，原子的电势能减小，原子的能量增大 D．原子要吸收光子，电子的动能减小，原子的电势能增大，原子的能量增大 3．(2008·韶关模拟)一个U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为U+，则下列叙述正确的是 ( ) A．X的原子核中含有86个中子 B．X的原子核中含有141个核子 C．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少 D．U 是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可以变短也可能变长 4．(2008·茂名模拟)射线的速度约为光速度的10％，射线的速度约为光速度的99％，射线是光子．如下图所示，某放射性元素同时放出三种射线，从区域正中央进入匀强电场或者匀强磁场，其中，三种粒子的运动轨迹都正确的是 5．(2008·海南·19(1))某考古队发现一古生物骸骨,考古专家根据骸骨中C的含量推断出了该生物死亡的年代,已知此骸骨中C的含量为活着的生物体中C的1/4，C 的半衰期为5730年．该生物死亡时距今约 年． 重点热点透析 题型1 原子物理的基础知识理解 例1 （2008·连云港、徐州、淮安、宿迁四市联考）有以下说法： A．原子核放出粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素 B．卢瑟福的粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构 C．光电效应实验提示了光的粒子性 D．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念 E．氢原子从低能级跃迁到高能级要放出光子 F．原子核的比结合能越大，表示原子核越稳定 其中正确的说法是__________________ 复习指导 由于原子和原子核部分内容也比较琐碎，复习时要根据考点要求，理出知识脉络，识记重要知识点，这种题型是新课标省高考命题的热点题型。 【强化练习1】（2008盐城模拟）下列说法正确的是（ ） 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应。 卢瑟福的粒子散射实验可以估算原子核的大小。 一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，可能是因为该束光的照射的时间太短。 按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大。 发生一次衰变，该原子外层就失去一个电子。 用质子流工作的显微镜比用相同速度的电子流工作的显微镜分辨率高。 每种原子都有自己的特征光潜，可以利用它来鉴别物质和确定物质的组成。 题型②玻尔理论和能级跃迁 【例2】（2008烟台模拟）（8分）如图9－2－1所示为氢原子能级示意图，现有动能是的某个粒子与处在基态的一个氢原子在同一直线上相向运动，并发生碰撞，已知碰撞前粒子的动量和氢原子的动量大小相等，碰撞后氢原子受激发跃迁到＝4的能级，（粒子的质量与氢原子的质量之比为），求： （1）碰前氢原子的动能。 （2）若有一群氢原子处在＝4的能级会辐射出几种频率的光？其中频率最高的光的光子能量多大？ 规律总结 1.在涉及能级跃迁和微观粒子的弹性碰撞问题时，一般应用，和能级公式，并结合动量和能量的观点分析解决问题。 2.针对本题型的题目，要注意明确能级公式或者能级图中的能量是电子动能和势能之和，还要注意区别电离和跃迁，特别是电离过程吸收的能量不受量子化的限制。 3.【强化练习】（2007·海南·19）（1）氢原子第能级的能量为，其中是基态能量，而1，2，…若一氢原子发射能量为光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级？ （2）一速度为与同方向运动的氖核发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止，求碰撞前后氖核的速度（不计相对论修正）。 题型③ 核反应与核能 【例3】（1）有关热辐射和光的本性，请完成下列填空题。 黑体辐射的规律不能用经典电磁学理论来解释，1900年德国物理学家普朗克认为能量是由一份一份不可分割的最小能量值组成，每一份称为 。1905年爱因斯坦从此得到启发，提出了光子的观念，认为光子是组成光的最小能量单位，光子的能量表达式为 ，并成功解释了 现象中有关极限频率，最大初动能等规律，写出了著名的 方程，因此获得诺贝尔物理学奖。 （2）已知氘核质量2.0136，中子质量为1.0087，核质量为3.0150。 ①写出两个氘核聚变成核反应方程 。 ②计算上述核反应中释放的核能。（结果保留2位有效数字）（1） ③若两氘核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的核和中子的动能各是多少？（结果保留2位有效数字） 规律总结 1、书写核反应方程，在遵循事实的前提下，一定满足两个守恒：质量数守恒和电荷数守恒。 2、核反应过程中，虽然是微观世界，但一定满足两个守恒：动量守恒和能量守恒。 3、计算核能时，的单位不同计算方法可不同，未必一定采用国际单位，1相当于. 4、核反应过程中，如果涉及到能量问题，经常用到动量和能量关系式进行计算。 【强化练习2】（2008·山东调研）“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天上，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，人造太阳能来自下面的反应，四个质子（氢核）聚变成一个粒子，同时发射两个正电子和两个没有静止质量的中微子，若“人造太阳”的总功率为P，质子，氦核正电子的质量分别为真空中的光速为，试求： （1）写出核反应方程式 （2）核反应所释放的能量 （3）在t时间内参与上述热核反应的质子数目。 备考能力提升 1、关于天然放射现象，以下叙述正确的是（ ） A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小 B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的。 C.在这三射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强。 D.铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和10次衰变。 2、（2008·汕头模拟）钚239（）可由铀239（）经过衰变而产生，下列说法正确的是（ ） A. 与的核内具有相同的中子数。 B. 与的核内具有相同的质子数。 C. 经过2次衰变产生 D. 经过1次衰变产生 3．（2008·西安模拟）如图9－2－2所示，是一放射源，虚线框内有匀强磁场是一厚纸板，是荧光屏，实验发现在荧光屏两处有亮斑，则下面表格中磁场方向和到达点的射线与实验相符的是 （ ） 选项 磁场方向 到达O点的射线 到达P点的射线  A 竖直向上 射线 射线  B 竖直向下 射线 射线  C 垂直纸面向里 射线 射线  D 垂直线面向外 射线 射线  4、（2008·江苏·12（C））（1）下列实验中，深入地揭示了光的粒子性一面的有 。 （2）场强为E、方向竖直向上的匀强电场中有两小球A,B它们的质量分别为电荷量分别为，A、B两球由静止释放，重力加速度为g，则小球A和B组成的系统动量守恒应满足的关系式为 。 （3）约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是 。是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1随时间衰变的关系如图9－2－3所示，请估算4的经多少天衰变后还剩0.25mg? 5．(2008-潍坊模拟)在真空中，原来静止的原子核X在衰变时，放出粒子的动能为Eo，假设衰变后产生的新核用字母Y表示，衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，真空中的光速为c，原子核的质量之比等于质量数之比． (1)写出衰变的核反应方程． (2)求衰变过程中的质量亏损． 6．(2008．潍坊模拟)(1)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池．它是采用铜和半衰期为100年的放射性同位素镍 63(Ni)两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63(Ni)发生一次卢衰变变成铜(Cu)，同时释放电子给铜片，把镍63(Ni)和铜片做电池两极．镍63(Ni)的衰变方程为 ，16 g镍63经过400年还有 g尚未衰变． (2)一静止的质量为M的镍核(Ni)发生衰变，放出一个速度为，质量为m的粒子和一个反冲铜核，若镍核发生衰变时释放的能量全部转化为卢粒子和铜核的动能．求此衰变过程中的质量亏损(亏损的质量在与粒子质量相比时可忽略不计)． 7．(2008．连云港、徐州、淮安、宿迁四市联考)静止在匀强磁场中的U，放出粒子，衰变成Th，衰变后Th的速度方向与磁场方向垂直． (1)写出衰变方程． (2)计算衰变后Th 的轨道半径与a粒子的轨道半径之比. 8．(2008．南京模拟)2008年北京奥运会场馆周围80％～90％的路灯都利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水都采用全玻真空太阳能集热技术．科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核(H)转化成一个氮核(He)和两个正电子(e)并放出能量．已知质子质量mp=1.0073u，粒子的质量m=4.0015u，电子的质量me=0.0005u．1u的质量相当于931.5 MeV的能量． (1)写出该热核反应方程． (2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量? (结果保留四位有效数字) 专题过关测评 1．（2008·南通模拟）下列说法正确的是 A．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性 B．粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径 C．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小 D．比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定 2．下列说法正确的是 A．居里夫妇发现了轴和含轴矿物的天然放射现象 B．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大 C．德布罗意在受因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为一切物体都具有波粒二象性 D．卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，提示了原子核的组成 E．赫兹在实验时无意中发现了一个使光的微粒理论得以验证的重要现象—光电效应 F．为解释光电效应现象，爱因斯坦建立了量子论，并提出了光子说 3．（2008·徐州模拟）有以下说法，正确的是 A．光氢原子从n=4的状态跃迁到n=2的状态时，释放出光子 B．射线为原子的核外电子电离后形成的电子流 C．光电效应提示了光的粒子性，而康普顿效应则反映了光的波动性 D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动 4．（2008·汕尾模拟）目前，在居家装修中经常用到花岗石、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有轴、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是 A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子 B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子和电子所产生的 C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D．发生衰变时，生成核与原子的原子核相比，中子数减少了4 5．(2008·汕头模拟)图9—1所示为氢原子的部分能级图．关于氢原子能级的跃迁，下列叙述中正确的是 A．用能量为10.21eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 B．用能量为11.0eV的光子照射，可使处于基态的氢原子跃迁到激发态 C．用能量为14.0 eV的光子照射，可使处于基态的氢原子电离 D．大量处于基态的氢原子吸收了能量为12.10 eV的光子后，能辐射3种不同频率的光 6．(2008·中山模拟)前段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(Pu)，这种。Pu可由铀239(Pu)经过次衰变而产生，则为 A．2 B．239 C．145 D．92 7．(2008·威海模拟)(1)在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是 ．他所根据的实验是 (2)写出下列两个核反应的反应方程 Al(铝核)俘获一个粒子后放出一个中子 a粒子轰击N(氮核)放出一个质子． 8．(2008·盐城模拟)镭(Ra)是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知Ra能自发地放出粒子而变成新核Rn，已知Ra的质量为M1=3.7533×10-25kg，新核Rn的质量为M2=3.6867×10-25kg，粒子的质量为m=6.6466×10-27kg，现有一个静止的原子核发生衰变，衰变后粒子的速度为3.68X105 m／s．则：(计算结果保留两位有效数字) (1)写出该核反应的方程式． (2)此反应过程中放出的能量是多少? (3)反应后新核Rn的速度是多大? 9.(2008·南通模拟)(1)下列说法正确的是 ． A．卢瑟福通过粒子散射实验建立了原子核式结构模型 B．宏观物体的物质波波长非常小，极易观察到它的波动性 C．衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的 D．爱因斯坦在对光电效应的研究中，提出了光子说 E．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应 F．根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动加速度增大 (2)一静止的质量为M的铀核(U)发生衰变转变成钍核(Th)，放出的粒子速度为vo、质量为m。假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为粒子和钍核的动能． ①写出衰变方程． ②求出衰变过程中释放的核能． 10．（2008·泰安模拟）（1）氚核和氚核结合成氦核的核反应方程如下： +→+ ① 这个核反应称为_____________ ② 要发生这样的核反应，需要将反应物质的温度加热到几百万开尔文，式中17.6MeV是核反应中______________（选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量______________（选填“增加”或“减少”） （2）在光滑的水平面上，甲乙两物体的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体速度大小为6 m/s ，乙物体速度大小为2 m/s，碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4m/s，求 ①甲乙两物体的质量之比 ②通过计算说明该碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞。 11．（2008·山东·38）（1）在氢原子光谱中，电子从较高能级跃迁到n=2能级发出的谱线属于巴耳末线系，若一群氢原子自发跃迁时发出的谱线中只有2条属于巴耳末线系，则这群氢原子自发跃迁时最多可发出________条不同频率的谱线。 （2）一个物体静置于光滑水平面上，外面扣一质量为M的例子，如图9－2甲所示，现给盒子－初速度v0，此后，盒子运动的v-t图象呈周期性变化，如图乙所示，请据此求盒内物体的质量。
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