模块综合检测
(分值：100分，时间：90分钟)
一、选择题(本题共10个小题，共50分．每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)
1．若一个物体的动量发生了变化，则物体(质量不变)运动的( )
A．速度大小一定改变了
B．速度方向一定改变了
C．速度一定变化了
D．加速度一定不为零
【解析】 根据动量的定义p＝mv，在m一定时，只有v的大小或方向发生变化，动量p才会变化，根据加速度的定义a＝ΔvΔt，则a一定不为零，故选C、D.
【答案】 CD
2．(2013·福州高二检测)为了保证航天员的安全，飞船上使用了降落伞、反推火箭、缓冲座椅三大法宝，在距离地面大约1 m时，返回舱的4个反推火箭点火工作，返回舱速度一下子降到了2 m/s以内，随后又渐渐降到1 m/s，最终安全着陆，把返回舱从离地1 m开始到完全着陆称为着地过程，则关于反推火箭的作用，下列说法正确的是( )
A．减小着地过程中返回舱和航天员的动量变化
B．减小着地过程中返回舱和航天员所受的冲量
C．延长着地过程的作用时间
D．减小着地过程返回舱和航天员所受的平均冲力
【解析】 反推火箭并没有改变返回舱的动量变化，所以由动量定理，返回舱所受冲量不变，只是作用时间延长，平均冲力减小．
【答案】 CD
3．(2013·天津高考)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】 根据原子核的衰变规律、放射线的性质、玻尔理论和光电效应规律解决问题．
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＝Em－E1，选项C正确；根据爱因斯坦光电效应方程Ekm＝hν—W知，光电子的动能与入射光的频率有关，选项D错误．
【答案】 C
4．关于原子结构和原子核，下列说法中正确的是( )
A．利用α粒子散射实验可以估算原子核的半径
B．利用α粒子散射实验可以估算核外电子的运动半径
C．原子的核式结构模型很好地解释了氢原子光谱的实验
D．处于激发态的氢原子放出光子后，核外电子运动的动能将增大
【解析】 核外电子对α粒子几乎没有什么阻挡作用，故无法估算核外电子的运动半径，选项B错误；玻尔的氢原子模型很好地解释了氢原子光谱的实验，选项C错误．
【答案】 AD
5．(2013·泉州质检)氢原子能级的示意图如图1所示，大量氢原子从n＝4的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光a，从n＝3的能级向n＝2的能级跃迁时辐射出可见光b，则( )
图1
A．氢原子从高能级向低能级跃迁时可能会辐射出γ射线
B．氢原子从n＝4的能级向n＝3的能级跃迁时会辐射出紫外线
C．在水中传播时，a光较b光的速度小
D．氢原子在n＝2的能级时可吸收任意频率的光而发生电离
【解析】 γ射线是原子核发生衰变产生的，A错；ΔE＝hν，ΔE42＞ΔE32＞ΔE43，νa＞νb＞ν43，B错；速度v＝，相对同种介质，因为νa＞νb，所以na＞nb，故va＜vc，C对；氢原子在n＝2的能级吸收能量超过3.4 eV的光子能电离，D错．
【答案】 C
6．(2012·澄迈模拟)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm，相应的能量ΔE＝Δmc2＝2.2 MeV是氘核的结合能．下列说法正确的是 ( )
A．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子
B．用能量小于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
C．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零
D．用能量大于2.2 MeV的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零
【解析】 用能量小于结合能的光子照射氘核时，氘核一定不能分解，所以A正确，B错误．用能量大于结合能的光子照射氘核时，氘核可能分解，只要分解，分解出的质子和中子动能之和一定不为零(若动能之和为零就分不开了)，所以C错误，D正确.
【答案】 AD
7．(2012·重庆理综)质量为m 的人站在质量为2m的平板小车上，以共同的速度在水平地面上沿直线前行，车所受地面阻力的大小与车对地面压力的大小成正比．当车速为v0时，人从车上以相对于地面大小为v0的速度水平向后跳下．跳离瞬间地面阻力的冲量忽略不计，则能正确表示车运动的v－t图像为( )
【解析】 车与人以共同初速度在与压力成正比的阻力作用下做匀减速运动，a＝μg，当车速为v0时，人以相对于地面v0的速度向后跳出，不考虑跳出时地面阻力的冲量，则跳出过程动量守恒，有(2m＋m)v0＝－mv0＋2mv，v＝2v0，故车的速度突变为2v0，之后车在摩擦力作用下仍做匀减速直线运动，加速度不变，只有选项B正确．
【答案】 B
8．如图所示，N为钨板，M为金属网，它们分别和电池两极相连，各电池的电动势和极性已在图中标出，钨的逸出功为4.5 eV.现分别用能量不同的光子照射钨板(各光子的能量也已在图上标出)．那么下列图中能有电子到达金属网的是( )
【解析】 A中没有光电子产生，B、C、D都有光电子产生．B中电源加正向电压，光电子加速向M运动；C中电源加反向电压，光电子最大初动能为E1＝5.8 eV－4.5 eV＝1.3 eV＜1.5 eV，故C中光电子不能到达M；D中光电子的最大初动能为E2＝6.8 eV－4.5 eV＝2.3 eV ＞1.5 eV，故D中光电子能到达M.
【答案】 BD
9．(2013·泉州高二检测)某放射性元素经过x次α衰变，y次β衰变得到新核，与原来的放射性元素原子核相比较( )
A．质子数减少(2x－y)，中子数减少(2x＋y)
B．质子数减少(2x－y)，中子数减少2y
C．质子数减少2x，中子数减少2y
D．质子数减少2y，中子数减少(2x＋y)
【解析】 根据电荷数守恒和质量数守恒可知A对．
【答案】 A
10．下表列出了几种不同物质在某种速度下的德布罗意波波长和频率为1 MHz的无线电波的波长，根据表中数据可知( )
质量(kg)
速度(m/s)
波长(m)
弹子球
2.0×10－2
1.0×10－2
3.3×10－30
电子(100 eV)
9.1×10－31
5.0×106
1.2×10－10
无线电波(1 MHz)
3.0×102
①要检测弹子球的波动性几乎不可能
②无线电波通常情况下只能表现出波动性
③电子照射到铝箔上可以观察到它的波动性
④只有可见光才有波粒二象性
A．①④ B．②④ C．①② D．①②③
【解析】 弹子球的德布罗意波波长很小，通常情况下很难找到如此小的障碍物或小孔，所以①对；无线电波波长很长，通常情况下只表现出波动性，所以②对；电子波长与金属晶格大小的数量级相同，故可观察到它的波动性，所以③对；对于④不只是可见光有波粒二象性，对于微观粒子都具有波粒二象性．所以选D.
【答案】 D
二、非选择题(本大题共6小题，共50分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．)
11．(6分)(2011·山东理综)碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．
(1)碘131核的衰变方程：I→________(衰变后的元素用X表示)．
(2)经过________天有75%的碘131核发生了衰变．
【解析】 (1)根据质量数、电荷数守恒，I→X＋e
(2)根据m＝m0()得：
0．25m0＝m0()，解得t＝16天．
【答案】 (1)I→X＋e (2)16
12．(8分)(2011·新课标全国高考)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
【解析】 由光电效应方程知，光电子的最大初动能Ek＝hν－W0，其中金属的逸出功W0＝hν0，又由c＝λν知W0＝，用波长为λ的单色光照射时，其Ek＝－＝hc.又因为eU＝Ek，所以遏止电压U＝＝.
【答案】
13．(8分)(2013·滨州月考)如图2所示，在光滑水平面上有A、B两辆小车，水平面的左侧有一竖直墙，在小车B上坐着一个小孩，小孩与B车的总质量是A车质量的10倍．两车开始都处于静止状态，小孩把A车以相对于地面的速度v推出，A车与墙壁碰后仍以原速率返回，追上B，与B碰撞后以共同速度运动，求最后A、B的共同速度．
图2
【解析】 取水平向右为正方向，设小孩推出A车后B车的速度为v1，由动量守恒定律得
mBv1－mAv＝0
A与B碰撞后的共同速度为v2，由动量守恒定律得
mBv1＋mAv＝(mB＋mA)v2
代入mB＝10mA，得：v2＝v
【答案】 v
14．(8分)(2012·江苏单科)A、B两种光子的能量之比为2∶1，它们都能使某种金属发生光电效应，且所产生的光电子最大初动能分别为EA、EB，求A、B两种光子的动量之比和该金属的逸出功．
【解析】 光子能量ε＝hν，动量p＝，且ν＝
得p＝，则pA∶pB＝2∶1.
A照射时，光电子的最大初动能EA＝εA－W0，同理，EB＝εB－W0
解得W0＝EA－2EB.
【答案】 2∶1 EA－2EB
15．(10分)(2012·海南高考)一静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
【解析】 据题意知，此α衰变的衰变方程为
U→Th＋He
根据动量守恒定律得
mαvα＝mThvTh①
式中，mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量，vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度的大小．由题设条件知
mαv＋mThv＝Ek②
＝③
式中Ek＝4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能．
由①②③式得
mThv＝Ek④
代入数据得，衰变后Th核的动能
mThv＝0.07 MeV⑤
【答案】 0.07 MeV
16．(10分)光具有波粒二象性，光子的能量E＝hν，其中频率ν表征波的特征．在爱因斯坦提出光子说之后，法国物理学家德布罗意提出了光子动量p与光波波长λ的关系为p＝.
若某激光管以P＝60 W的功率发射波长λ＝663 nm的光束，试根据上述理论计算：
(1)该管在1 s内发射出多少个光子？
(2)若光束全部被某黑体表面吸收，那么该黑体表面受到的光束对它的作用力F为多大？
【解析】 (1)设在时间Δt内发射出的光子数为n，光子频率为ν，每个光子的能量E＝hν，所以P＝.
而ν＝，Δt＝1 s.
解得n＝＝个＝2.0×1020个．
(2)在时间Δt内激光管发射出的光子全部被黑体表面吸收，光子的末动量变为零，据题中信息可知，n个光子的总动量为p总＝np＝n，
根据动量定理有F·Δt＝p总，
解得黑体表面对光子束的作用力为
F＝＝＝＝＝ N＝2.0×10－7 N，
又根据牛顿第三定律，光子束对黑体表面的作用力
F′＝F＝2.0×10－7 N.
【答案】 (1)2.0×1020个 (2)2.0×10－7 N
模块高考热点透视
模块
内容
高考回顾
鲁科选修3|5
动量守恒研究
2013·新课标ⅠT35(2)，新课标ⅡT35(2)，天津T2，山东T38(2)，福建T30(2)
2012·福建T29(2)，重庆T17，天津T9(1)，广东T38，新课标T35(2)
2011·全国T20，福建T29(2)，上海T22(A)，北京T21，新课标T35(2)
原子结构
2013·福建T30(1)，江苏T12C(2)
2012·北京T13，天津T1，四川T17，上海T9，江苏T12，山东T38(1)
2011·天津T1，四川T18，上海T2，江苏T12
原子核与放射性
2013·新课标ⅠT35(1)，山东T38(1)，天津T1
2012·重庆T19，全国T15，上海T3，T5
2011·北京T13，重庆T16，山东T38(1)
核能
2013·新课标ⅡT35(1)，山东T38(1)，重庆T2，广东T17
2012·广东T18，课标T35(1)，江苏T12(C)，海南T19(2)
2011·海南T19(1)
波与粒子
2013·江苏T12C(1)，北京T20
2012·北京T20，海南T19(1)，上海T1，江苏T12(C)
2011·广东T18，上海T3，课标T35(1)
碰撞与动量守恒
1．高考试题对本热点的考查形式有两种，一种是以碰撞为模型，考查动量守恒定律的应用，一种是以生活中事例为背景，考查规律的灵活应用，命题方式一般以选择题和计算题的题型出现，考查点以识记、理解、列方程计算为主，难度不大．
2．在新课标教材中本专题内容改为选修内容，学习中注意两点，一是将重点放在动量守恒定律的应用方面，重要的是理解动量守恒定律的内容，掌握用动量守恒定律解题的基本方法和步骤；二是掌握弹性碰撞和非弹性碰撞的概念，记住两物体碰撞的几个基本公式，运用动量守恒定律，并能结合能量关系解决简单的碰撞问题．
(2013·新课标Ⅱ)如图1所示，光滑水平直轨道上有三个质量均为m的物块A、B、C.B的左侧固定一轻弹簧(弹簧左侧的挡板质量不计)．设A以速度v0朝B运动，压缩弹簧；当A、B速度相等时，B与C恰好相碰并粘接在一起，然后继续运动．假设B和C碰撞过程时间极短．求从A开始压缩弹簧直至与弹簧分离的过程中，
图1
(1)整个系统损失的机械能；
(2)弹簧被压缩到最短时的弹性势能．
【解析】 A、B碰撞时动量守恒、能量也守恒，而B、C相碰粘接在一块时，动量守恒．系统产生的内能则为机械能的损失．当A、B、C速度相等时，弹性势能最大．
(1)从A压缩弹簧到A与B具有相同速度v1时，对A、B与弹簧组成的系统，由动量守恒定律得
mv0＝2mv1①
此时B与C发生完全非弹性碰撞，设碰撞后的瞬时速度为v2，损失的机械能为ΔE.对B、C组成的系统，由动量守恒定律和能量守恒定律得
mv1＝2mv2②
mv＝ΔE＋(2m)v③
联立①②③式得ΔE＝mv④
(2)由②式可知v2mv0＝3mv3⑤
mv－ΔE＝(3m)v＋Ep⑥
联立④⑤⑥式得
Ep＝mv⑦
【答案】 (1)mv (2)mv
1．如图2所示，设车厢长度为L，质量为M，静止于光滑水平面上，车厢内有一质量为m的物体以速度v0向右运动，与车厢来回碰撞几次后(物体与车厢间摩擦不计)，静止于车厢中，这时车厢的速度为( )
图2
A．v0，水平向右
B．0
C．mv0/(M＋m)，水平向右
D．mv0/M，水平向右
【解析】 物体与车组成的系统，由动量守恒定律得mv0＝(M＋m)v，解得v＝，选项C正确．
【答案】 C
2．在光滑水平地面上有两个相同的弹性小球A、B，质量都为m.现B球静止，A球向B球运动，发生正碰．已知碰撞过程中总机械能守恒，两球压缩最紧时的弹性势能为Ep，则碰前A球的速度等于( )
A. B.
C．2 D．2
【解析】 设碰前A球的速度为v0，两个弹性小球发生正碰，当二者共速时，弹性势能最大，由动量守恒得mv0＝2mv，Ep＝mv－×2mv2，解得v0＝2，选项C正确．
【答案】 C
3．如图3所示，光滑水平面上带有光滑圆弧轨道的滑块，其质量为2m，一质量为m的小球以速度v0沿水平面滑上轨道，到达滑块最高点时，二者速度相同，求：
图3
(1)二者的共同速度；
(2)该过程中小球的机械能损失．
【解析】 (1)设二者共同速度为v
由动量守恒定律mv0＝3mv
得：v＝
(2)小球的机械能损失：E＝·2mv2＝mv
【答案】 (1) (2)mv
原子结构、氢原子光谱
1．本热点内容大部分是新课标新增加内容，以人们对原子的认识发展史为线索展开，卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了核式结构学说，玻尔在氢光谱的基础上提出了玻尔原子模型，引入量子化、能级的概念，近年来高考主要考查α粒子散射实验、核式结构模型、氢原子能级结构、光子的吸收和发射．
2．高考对本热点命题有以下特点：一是难度不大，大多直接考查理解和记忆；二是考查细节较多；三是体现时代气息，用新名词包装试题；四是有少数试题与力学、电磁学相结合，体现学科内综合．出题的形式有选择题、填空题、计算题．
(2013·江苏单科)根据玻尔原子结构理论，氦离子(He＋)的能级图如图4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．
图4
【解析】 根据玻尔理论rn＝n2r1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】 近 6
4．氢原子的基态能量为E1，下面四个能级图，正确代表氢原子能级的是( )
【解析】 由氢原子的能级公式En＝知C正确．
【答案】 C
5．已知氢原子的能级规律为En＝(其中E1＝－13.6 eV，n＝1,2,3…)．现用光子能量为12.75 eV的光去照射一群处于基态的氢原子，则下列说法中正确的是( )
A．照射光中的光子不能被基态的氢原子吸收
B．可能观测到氢原子发射不同波长的光有3种
C．氢原子发射不同波长的光有2种是可见光
D．可能观测到氢原子发射不同波长的光有6种
【解析】 当用E＝12.75 eV的光子照射处于基态的氢原子满足E＝En－E1，则En＝E＋E1＝12.75 eV＋(－13.6)eV＝－0.85 eV，即氢原子跃迁到n＝4的激发态，A错误；处于n＝4的激发态的氢原子向低能级跃迁时，辐射的光子的种数N＝6，其中从n＝4跃迁到n＝2和从n＝3跃迁到n＝2的光子为可见光，由此可知B错误；C、D正确．
【答案】 CD
6．处于n＝3的氢原子能够自发地向低能级跃迁．
(1)跃迁过程中电子动能和原子能量如何变化？
(2)可能辐射的光子波长是多少？(普朗克常量h＝6.63×10－34 J·s)
【解析】 (1)由于电子从外轨道进入内轨道，半径变小，由于＝，则Ek＝mv2＝，由此可知动能增大；在此过程中，原子向外辐射光子，因此原子能量减小．
(2)原子的可能跃迁及相应波长
①从n＝3到n＝2
而E3＝－1.51 eV E2＝－3.4 eV
由hν＝h＝Em－En得
λ1＝＝ m＝6.58×10－7 m
②从n＝3到n＝1
而E1＝－13.60 eV
λ2＝＝ m＝1.03×10－7 m
③从n＝2到n＝1
则λ3＝＝ m＝1.22×10－7 m.
【答案】 (1)电子动能增大，原子能量减小
(2)6.58×10－7 m 1.03×10－7 m 1.22×10－7 m
原子核及核反应
1．高考中的考查主要集中在原子核的组成、衰变、核反应方程、放射线的应用与防护等，往往以选择题为主．未来的高考中，对能力的考查会不断加强，考查范围和题型会相对稳定，“考课本、不避陈题”是本章考点的一大特点．
2．解决本热点问题要注意以下三点：一是要掌握核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒的规律；二是要熟悉和掌握教材中出现的重要核反应方程式，并知道其意义；三是要熟记常见的基本粒子的符号，如质子、中子、
(2013·新课标Ⅰ)一质子束入射到静止靶核Al上，产生如下核反应：p＋Al→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】 从核反应发生时质子数和中子数守恒入手．
p为H，n为n，则X中A＝1＋13－0＝14，Z＝27＋1－1＝27，则中子数为Z－A＝27－14＝13.
【答案】 14 13
7．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al＋He→X＋n.下列判断正确的是( )
A.n是质子 B.n是中子
C．X是Si的同位素 D．X是P的同位素
【解析】 符号n为中子，质子的符号为H，故A错，B对．根据电荷数守恒和质量数守恒可算出X的电荷数为15，质量数为30，所以X是P的同位素，C错．D对．
【答案】 BD
8．一个质子以1.4×107 m/s的速度撞入一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍．则下列判断中正确的是( )
A．核反应方程为Al＋H→Si
B．核反应方程为Al＋H→Si＋n
C．硅原子核速度的数量级为107 m/s
D．硅原子核速度的数量级为105 m/s
【解析】 核反应方程为Al＋H→Si，由动量守恒定律得m×1.4×107＝28mv′，解得v′＝5×105 m/s，因此选项A、D正确．
【答案】 AD
9．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P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________，P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图5所示，请估算4 mg的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg?
图5
【解析】 P衰变的方程：P→Si＋e，即这种粒子为正电子．图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4 mg的P还剩0.25 mg，也就是1 mg中还剩 mg＝0.062 5 mg，由图示估读出此时对应天数为56天．
【答案】 正电子 56天(54～58天都算对)
核能及其计算
1．本热点的考查方式以选择题为主，也有填空形式的计算题，考查的重点在于裂变与聚变的核反应方程的书写，质量亏损及核能的计算，命题角度常以现代科技为背景．
2．重核的裂变和轻核的聚变，存在质量亏损，根据爱因斯坦质能方程ΔE＝Δmc2，可以判断两种核反应都会向外释放能量，计算核能的方法如下：
(1)质能方程ΔE＝Δmc2是计算释放核能多少的主要方法，质量亏损Δm的确定是计算核能的关键．
(2)核反应中如无光子辐射，核反应释放的核能全部转化为新核的动能和新粒子的动能．这种情况下的核能可由下列关系计算：反应前总动能＋反应过程中释放的核能＝反应后总动能．
(2012·全国新课标)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量，该反应方程为：x，式中x是某种粒子．已知：【解析】 根据H＋H→H＋x并结合质量数守恒和电荷数守恒知x为n；由质能方程ΔE＝Δmc2得ΔE＝17.6 MeV
【答案】 n(或中子) 17.6
10．月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(He)”的化学元素，是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3(He)”与氘核聚变，下列说法中正确的是( )
A．核反应方程为He＋H→He＋H
B．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量
C．氦3(He)一个核子的结合能大于氦4(He)一个核子的结合能
D．氦3(He)的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量
【解析】 “氦3(He)”与氘核聚变的核反应符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应．质量亏损，新核的结合能大．故选A、D.
【答案】 AD
11．一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是( )
A．核反应方程是H＋n→H＋γ
B．聚变反应中的质量亏损Δm＝m1＋m2－m3
C．辐射出的γ光子的能量E＝(m3－m1－m2)c
D．γ光子的波长λ＝
【解析】 此核反应方程为H＋n→H＋γ，A错；由质能方程，γ光子的能量为E＝(m1＋m2－m3)c2，C错；由E＝h知，波长λ＝，D错，B正确．
【答案】 B
12．历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV的质子H轰击静止的X，生成两个动能均为8.9 MeV的He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)
(1)上述核反应方程式为________．
(2)质量亏损为________kg.
【解析】 (1)根据核电荷数及质量数守恒得X为Li，核反应方程为Li＋H→He＋He.
(2)根据能的转化与守恒定律，核反应释放的能量即系统动能的增加量为ΔE＝2×8.9 MeV－0.5 MeV＝17.3 MeV
由爱因斯坦质能关系方程ΔE＝Δmc2，亏损的质量为
Δm＝＝ kg＝3.08×10－29 kg.
【答案】 (1)Li＋H→2He (2)3.08×10－29
光电效应
1．本热点高考重点是光电效应现象，光电效应方程及光电管的应用，出题方式多以选择为主，也有图象或计算形式．题目难度中等．
2．解决本热点问题要抓以下三点：
(2)“光电子的动能”可以介于0～mv2的任意值，只有从金属表面逸出的光电子才具有最大初动能，且随入射光频率增大而增大．
(3)“入射光强度”指的是单位时间内入射到金属表面单位面积上的光子的总能量，在入射光频率ν不变时，入射光的强度正比于单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数，若入射光频率不同，即使入射光的强度相同，单位时间内照到金属表面单位面积上的光子数也不相同，因而从金属表面逸出的光电子数也不相同(形成的光电流也不相同)．
(2013·北京高考)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．
图6
光电效应实验装置示意图如图6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)( )
A．U＝－ B．U＝－
C．U＝2hν－W D．U＝－
【解析】 本题中，“当增大反向电压U，使光电流恰好减小到零时”，即为：从阴极K逸出的具有最大初动能的光电子，恰好不能到达阳极A.
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：－Ue＝0－mv①
由光电效应方程得：nhν＝mv＋W(n＝2,3,4…)②
由①②式解得：U＝－(n＝2,3,4…)
故选项B正确．
【答案】 B
13．用下面哪种射线照射同一种金属最有可能产生光电效应，且逸出的光电子的速率最大( )
A．紫外线 B．可见光
C．红外线 D．γ射线
【解析】 只有光的频率大于被照射金属的极限频率，才能发生光电效应，且hν＝Ekm＋W，γ射线频率最高，产生的光电子的速率最大．故D正确．
【答案】 D
14．关于光电效应，下列说法正确的是( )
A．极限频率越大的金属材料逸出功越大
B．只要光照射的时间足够长，任何金属都能产生光电效应
C．从金属表面出来的光电子的最大初动能越大，这种金属的逸出功越小
D．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
【解析】 由W＝hν0可知A正确．照射光的频率大于极限频率时才能发生光电效应，B错．由Ek＝hν－W可知C错．入射光的光强一定时，频率越高，单位时间内逸出的光电子数越少，故D错．
【答案】 A
15．如图7为一光电管的工作原理图，光电管能把光信号转变为电信号，当有波长为λ0的光照射光电管的阴极K时，电路中有电流通过灵敏电流计，则有
图7
A．若换用波长为λ1(λ1＜λ0)的光照射阴极时，电路中一定没有电流
B．若换用波长为λ2(λ2＜λ0)的光照射阴极时，电路中一定有电流
C．若换用波长为λ3(λ3＞λ0)的光照射阴极时，电路中可能有电流
D．将电源的极性反接后，电路中一定没有电流
【解析】 波长为λ0的光能使金属发生光电效应，λ1＜λ0，λ2＜λ0，这两种光的频率大于波长为λ0的光的频率，都能产生光电流，所以A错，B对；由于λ3＞λ0，如果λ3光的频率也大于极限频率，则电路中可能有电流，C选项正确；将电路反接后，如果Ek＞eU，仍有电流，D选项错误．
【答案】 BC
课件55张PPT。碰撞与动量守恒 ( 原子结构、氢原子光谱 原子核及核反应 核能及其计算 光电效应
