高考物理一轮复习 第12章 量子论初步 原子核易错排查

第12章量子论初步原子核
(限时：40分钟)
易错点1 天然放射现象的理解
易错
角度
1.α粒子、β粒子的产生机理．
2．γ射线是一种电磁波，不是粒子．
3．衰变次数分析错误.
1．如图1
纸面向外．已知放射源放出的射线有α、β、γ三种，下列判断正确的是( )
图1
A．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线
B．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线
C．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线
D．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线
B[γ射线不带电，在磁场中不发生偏转，C、D错．由左手定则可以判定甲带负电，丙带正电，由此可知．甲是β射线，丙是α射线，B对．]
2．关于天然放射现象，下列说法正确的是( )
A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期
B．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变
D．放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线D[ 放射性元素的半衰期是原子核数有半数发生衰变所用的时间，而非原子核内核子发生衰变，故A错；放射线中γ射线贯穿物质的本领最大，α粒子电离本领最强，故B错；因β衰变是原子核内一个中子(10n)变为一个质子(11H)同时释放一个电子(0-1e)，不涉及核外电子，故C错；原子核发生衰变后生成的新核由高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，故D正确．]
3．(多选)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片做电池两极给负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是( )
A．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
B．镍63的衰变方程是6328Ni→0－1e＋6329Cu
C．提高温度，增大压强可以改变镍63的半衰期
D．该电池内部电流方向是从镍到铜片
AB[β衰变的实质10n→11H＋0-1e，则A对；镍63发生β衰变的方程为6328Ni→0-1e＋6329Cu，则B对；元素的半衰期只由元素本身决定，与外界压强、温度等无关，则C错；在电池内部电子从镍流向铜，则电流方向应是从铜流向镍，D错．]
易错点2 核能的计算
4.12核反应方程是411H→42He＋2X，这个核反应释放出大量核能．已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是( )
A．方程中的X表示中子(10n)
B．方程中的X表示电子(0－1e)
C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2
D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3)c2
D[由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可推断出X为0＋1e，A、B错；质量亏损为Δm＝4m1－m2－2m3，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝(4m1－m2－2m3)c2，C错，D对．] 5．一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(粒子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知原子质量单位1 u＝1.67×10－27kg,1 uc2相当于931.5 MeV的能量)
(1)写出铀核的衰变反应方程．
(2)算出该衰变反应中释放出的核能．
(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？
【解析】(1) 232 92U→228 90Th＋42He.
(2)质量亏损
Δm＝m U－mα－m Th＝0.005 9 u
ΔE＝Δmc2＝0.005 9×931.5 MeV＝5.50 MeV.
(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，
即p Th＋(－pα)＝0
p Th＝pα
E kTh ＝p 2Th
2
m Th
E kα＝p 2α
2m α
E kTh ＋E kα＝ΔE
所以钍核获得的动能
E kTh ＝m αm α＋m Th ·ΔE ＝4
4＋228
×5.5 MeV
＝0.09 MeV
解得E kα＝5.50 MeV －0.09 MeV ＝5.41 MeV. 【答案】 (1) 232
92U→228
90Th ＋4
2He. (2)5.50 MeV (3)5.41 MeV 易错点3 光电效应中的图象问题 易错 角度
1.分不清坐标轴的物理意义．
2．不会利用光电方程分析斜率、截距的意义． 3．不会分析相关的电路图.
理学奖．某种金属逸出光电子的最大初动能E km 与入射光频率ν的关系如图2所示，其中ν0为极限频率．从图中可以确定的是( )
图2
A ．逸出功与ν有关
B ．E km 与入射光强度成正比
C ．当ν＜ν0时，会逸出光电子
D ．图中直线的斜率与普朗克常量有关
D [由光电效应方程
E km ＝hν－W 0、W 0＝hν0，与方程式y ＝kx ＋b 相对应可知只有D 项正确．]
7．(多选)美国物理学家密立根利用图3甲所示的电路研究金属的遏止电压U C 与入射光频率ν的关系，描绘出图乙中的图象，由此算出普朗克常量h .电子电量用e 表示，下列说法正确的是( )
【导学号：92492411】
甲 乙
图3
A ．入射光的频率增大，为了测遏止电压，则滑动变阻器的滑片P 应向M 端移动
B ．增大入射光的强度，光电子的最大初动能也增大
C ．由U C ­ν图象可知，这种金属的截止频率为νC
D ．由U C ­ν图象可求普朗克常量表达式为h ＝
eU C
ν1－νC
CD [入射光的频率增大，光电子的最大初动能增大，则遏止电压增大，测遏制电压时，应使滑动变阻器的滑片P 向N 端移动，A 错误；根据光电效应方程E km ＝hν－W 0知，光电子的最大初动能与入射光的强度无关，B 错误；根据E km ＝hν－W 0＝eU C ，解得：U C ＝hν1e －hνC
e
，则h ＝eU C
ν1－νC
，当遏止电压为零时，ν＝v C ，C 、D 正确．]。