Question

（1）判斷以下說法的正誤，在相應的括號內打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說______
B．康普頓效應說明光子有動量，即光具有有粒子性______
C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發光現象______
D．天然放射現象的發現揭示了原子的核式結構______
（2）氣墊導軌是常用的一種實驗儀器．它是利用氣泵使帶孔的導軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導軌上，滑塊在導軌上的運動可視為沒有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導軌以及滑塊A和B來驗證動量守恒定律，實驗裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計），采用的實驗步驟如下：
A．用天平分別測出滑塊A、B的質量m_A、m_B；
B．調整氣墊導軌，使導軌處于水平；
C．在A和B間放入一個被壓縮的輕彈簧，用電動卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導軌上；
D．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L₁．
E．按下電鈕放開卡銷，同時使分別記錄滑塊A、B運動時間的計時器開始工作．當A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時停止計時，記下A、B分別到達C、D的運動時間t₁和t₂．
本實驗中還應測量的物理量是______，利用上述測量的實驗數據，驗證動量守恒定律的表達式是______．
（3）2008年北京奧運會場館周圍 80%～90% 的路燈將利用太陽能發電技術來供電，奧運會90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽能集熱技術．科學研究發現太陽發光是由于其內部不斷發生從氫核到氦核的核聚變反應，即在太陽內部4個氫核（H）轉化成一個氦核（He）和兩個正電子（e）并放出能量．已知質子質量m_P=1.0073u，α粒子的質量m_α=4.0015u，電子的質量m_e=0.0005u． 1u的質量相當于931．MeV的能量．
①寫出該熱核反應方程；
②一次這樣的熱核反應過程中釋放出多少MeV的能量？（結果保留四位有效數字）

Answer 1

【答案】分析：（1）普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說；康普頓效應說明光具有粒子性；玻爾理論成功解釋了氫原子發光現象；天然放射現象說明原子核內部有復雜結構．
（2）抓住A、B的動量的矢量和為零，驗證動量守恒定律，根據原理確定需要測量的物理量，以及動量守恒的表達式．
（3）根據電荷數守恒、質量數守恒寫出核反應方程，根據愛因斯坦質能方程求出釋放的核能．
解答：解：（1）A、普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說．故A正確．
B、康普頓效應說明光子有動量，也有能量，即光具有有粒子性．故B正確．
C、玻爾建立了量子理論，成功解釋了氫原子發光現象，不能解釋各種原子發光現象．故C錯誤．
D、天然放射現象的發現揭示了原子核內部有復雜結構．故D錯誤．
（2）驗證動量守恒定律，需測出A、B滑塊的速度，已知運動的時間和A的左端至C板的距離L₁．所以還需測量出B的右端至D板的距離L₂，則，．
驗證動量守恒定律的表達式．
（3）①根據電荷數守恒、質量數守恒得，
4 H→He+2 e
②質量虧損△m =4m_P- m_α-2m_e =4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u
根據愛因斯坦質能方程得，
△E=△mc² =0.0267 u×931.5MeV/u=24.86 MeV
故答案為：（1）√√××
（2）B的右端至D板的距離L₂
（3）①4 H→He+2 e
②24.86 MeV．
點評：本題考查了選修3-5中的內容，關鍵要熟悉教材、牢記基礎知識點和基本規律．