Question

（選修模塊3-5）
（1）下列說法正確的是

 

A．比結合能小的原子核結合成比結合能大的原子核時一定吸收核能
B．一定強度的入射光照射某金屬發生光電效應時，入射光的頻率越高，單位時間內逸出的光電子數就越多
C．根據玻爾理論可知，氫原子輻射出一個光子后，氫原子的電勢能減小，核外電子的運動速度增大
D．德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為只有高速運動的粒子才具有波粒二象性
（2）一個中子轟擊鈾核（

235 92

U）可裂變生成鋇（

141 56

Ba）和氪（

92 36

Kr）．已知

235 92

U、

141 56

Ba、

92 36

Kr和中子的質量分別是m_u、m_Ba、m_Kr、m_n，則此鈾裂變反應的方程為

 

；該反應中一個²³⁵U裂變時放出的能量為

 

．（已知光速為c）
（3）在某次冰壺比賽中，運動員將一冰壺甲以4m/s速度推出，與正前方另一靜止的相同質量的冰壺乙發生對心正碰，碰撞后冰壺乙以3m/s速度沿向前滑行，方向與冰壺甲運動方向相同，
①求碰后瞬間冰壺甲的速度；
②試通過計算說明該碰撞是彈性碰撞還是非彈性碰撞．

Answer 1

分析：（1）比結合能越大的原子核越穩定，入射光的強度只影響單位時間內發出光電子的數目，入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大．氫原子輻射出光子時電子從高能級躍遷到低能級，氫原子的能量降低，電子的速度變大，向心力變大．
（2）核反應過程中質量數與核電荷數守恒；求出核反應過程中的質量虧損，然后由質能方程求出釋放的能量．
（3）由動量守恒求解，通過計算判斷碰撞前后的機械能關系．

解答：解：（1）A、比結合能小的原子核結合成比結合能大的原子核時一定吸收核能，故A正確
B、入射光的強度只影響單位時間內發出光電子的數目．入射光的頻率越大，光電子的最大初動能越大．故B錯誤．
C、波爾理論的躍遷假說是原子從一種能級向另一種能級躍遷時，會吸收（或輻射）一定頻率的光子；氫原子輻射出一個光子后，核外電子就會躍遷到能量較低的能級上，軌道變小，受到原子核的庫侖力增加，由向心力角速度的公式可知，角速度增加．故C正確．
D、德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為一切物體都具有波粒二象性，故D錯誤．
故選AC．
（2）核反應過程中質量數與核電荷數守恒，
此鈾裂變反應的方程為

235 92

U+

1 0

n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3

1 0

n
由題意知，核反應過程中的質量虧損△m=m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n，
釋放的核能△E=△mc²=（m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n）c²；
（3）①由動量守恒得 m×4=m×3+mv_甲′
得碰后瞬間冰壺甲的速度為v_甲′=1m/s
②通過計算得碰撞前動能是E_k=

1

2

mv2=

1

2

m×42=8m
碰撞后的動能是E′_k=

1

2

m×32+

1

2

m×12=5m，
得 E_前＞E_后 該碰撞為非彈性碰撞
故答案為：（1）AC 
（2）

235 92

U+

1 0

n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3

1 0

n 
（m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n ）C²  
（3）①碰后瞬間冰壺甲的速度是1m/s；
②該碰撞為非彈性碰撞

點評：對于物理學史部分要加強記憶和積累；同時通過本題中的第（3）題體會利用動量守恒和功能關系解題的優越性．