2019高三物理人教版教师用书：第12章 第2节 核反应和核能 含解析
高考物理一轮复习 第12章 近代物理初步 第2讲 原子和原子核课时作业(含解析)新人教版-新人教版高
第2讲原子和原子核时间：45分钟总分为：100分一、选择题(此题共14小题，每一小题6分，共84分。
其中1～11题为单项选择，12～14题为多项选择)1．(2019·广东揭阳一模)如下列图，x为未知的放射源，L为薄铝片，假设在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，如此x可能是()A．α射线和β射线的混合放射源B．纯α射线放射源C．纯γ射线放射源D．α射线和γ射线的混合放射源答案 D解析在放射源和计数器之间加薄铝片L后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的α射线，在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明没有射线或剩下的射线不带电，即为γ射线，因此放射源x可能是α射线或它和γ射线的混合放射源，故A、B、C错误，D正确。
2．(2019·江西高三九校3月联考)如下说法中正确的答案是()A．天然放射现象的发现，揭示了原子核是由质子和中子组成的B．玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说上引进了量子理论C．天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线都是高能量的电磁波D．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构答案 B解析天然放射现象的发现，揭示了原子核有复杂的结构，故A错误；玻尔的原子结构理论是在卢瑟福核式结构学说的根底上引入了量子理论，故B正确；天然放射现象中出现的α射线、β射线、γ射线，其中α射线是氦原子核，β射线是电子流，只有γ射线是高能量的电磁波，故C错误；卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子有复杂结构，在此根底上，他建立了原子的核式结构模型，故D错误。
3．(2020·安徽省A10联盟高三摸底)据报道，香烟会释放一种危险的放射性元素“钋(210 84 Po)〞，如果每天抽1.5包香烟，一年后累积的辐射相当于300次胸透的辐射。
210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变后产生了新核，新核的中子数比质子数多()A．38个B．40个C．42个D．44个答案 B解析210 84Po发生一次α衰变和一次β衰变产生的新核为206 83X，其中子数为206－83＝123，中子数比质子数多123－83＝40，B正确。
2019高三物理人教版一轮第12章 第2节 核反应和核能
第二节核反应和核能知识点1原子核的组成放射性及放射性同位素1．原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．(2)基本关系①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．2．天然放射现象(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．3．放射性同位素的应用与防护(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害．易错判断(1)原子核是由质子、中子、电子组成的．(×)(2)α射线、β射线、γ射线的组成是三种不同的粒子．(×)(3)α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强．(√)知识点2原子核的衰变、半衰期1．原子核的衰变(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．(2)分类：α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1eγ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．(3)两个典型的衰变方程：①α衰变：23892U→23490Th＋42He；②β衰变：23490Th→23491Pa＋0－1e.2．半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．易错判断(1)半衰期与温度无关．(√)(2)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50个．(×)(3)所有元素都可以发生衰变．(×)知识点3核力核反应和核能1．核力(1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力．(2)核力的特点：①是强相互作用的一种表现；②是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只能与其相邻的核子发生核力作用．2．结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，也称核能．3．比结合能(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均结合能．(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．4．质能方程、质量亏损：爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.5．核反应在核物理学中，原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程．在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．6．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)典型的裂变反应方程：235U＋10n―→8936Kr＋14456Ba＋310n.92(3)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(5)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(6)反应堆构造：核燃料、慢化剂、镉棒、防护层．7．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)典型的聚变反应方程：2H＋31H―→42He＋10n＋17.6 MeV1易错判断(1)重核裂变和轻核聚变都能释放核能．(√)(2)核反应中质量数守恒，故没有质量亏损．(×)(3)质能方程表明在一定条件下，质量可以转化为能量．(×)[教材习题回访]考查点：影响衰变的因素1．(粤教版选修3－5P97T2)用哪种方法可以减缓放射性元素的衰变速率？() A．把该元素放在低温阴凉处B．把该元素密封在很厚的铅盒子里C．把该元素同其他的稳定元素结合成化合物D．上述各种方法都无法减缓放射性元素的衰变速率[答案]D考查点：半衰期的计算2．(沪科版选修3－5P75T4改编)已知铋-210的半衰期是5.0天，8 g铋-210经20天后还剩下()A．1 g B．0.2 gC．0.4 g D．0.5 g[答案]D考查点：核反应方程及类型3．(粤教版选修3－5P97T3)(多选)关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的是()A.23892U→23490Th＋42He是α衰变B.147N＋42He→178O＋11H是β衰变C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变[答案]AC考查点：比结合能的计算4．(人教版选修3－5P81例题改编)(多选)已知中子的质量是m n＝1.674 9×10－27 kg，质子的质量是m p＝1.672 6×10－27 kg，氘核的质量是m D＝3.343 6×10－27 kg，则氘核的比结合能为()A．3.51×10－13 J B．1.10 MeVC．1.76×10－13 J D．2.19 MeV[答案] BC1．α衰变、β衰变的比较若A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e则A ＝A ′＋4n ，Z ＝Z ′＋2n －m 解以上两式即可求出m 和n . 4．对半衰期的理解(1)半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对个别或少量原子核，无半衰期可言．(2)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ.式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期．[题组通关]1．(2017·全国Ⅱ卷)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为23892 U→23490Th＋42He.下列说法正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量B[衰变过程遵守动量守恒定律，故选项A错，选项B对．根据半衰期的定义，可知选项C错．α衰变释放核能，有质量亏损，故选项D错．]2.实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图所示，则()A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里D[根据动量守恒定律，原子核发生β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p.根据q v B＝m v 2r ，得轨道半径r＝m vqB＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1是电子的，轨迹2是新核的．根据左手定则，可知磁场方向垂直纸面向里．选项D正确．]3．若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B 为( ) A ．30∶31 B ．31∶30 C ．1∶2 D ．2∶1 C [由m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ有m A ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12204m 0，m B ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12205m 0，得m A ∶m B ＝1∶2.C 正确．]氡222衰变为钋218的半衰期为3.8天.20克氡222经7.6天后还剩下( ) A ．10 g B ．5 g C ．2.5 g D ．1.25 gB [设发生衰变的原子的质量为m 0，经过t 时间后，剩余的质量为m ，则 m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝20×⎝ ⎛⎭⎪⎫127.63.8 g ＝5 g ．故B 正确．](1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)，α粒子(42He)、β粒子( 0－1e)、正电子( 0＋1e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“―→”表示反应方向． [题组通关]4. 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A.21H ＋31H →42He ＋10nB.14 7N ＋42He →17 8O ＋11HC.42He ＋2713Al →3015P ＋10nD.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nA [A 对：两个轻核结合成质量较大的原子核．B 错：原子核的人工转变．C 错：原子核的人工转变．D 错：重核裂变．]5．(多选)一静止的铝原子核2713Al 俘获一速度为1.0×107m/s 的质子p 后，变为处于激发态的硅原子核2814Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋2713Al→2814Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度的方向一致ABD[核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋2713 Al→2814Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B 正确．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法C错误．根据动量守恒定律有m p v p＝m Si v Si，碰撞后硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向与质子初速度方向一致，说法D正确．]6．放射性元素钋(21084Po)发生衰变时，会产生42He和一种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为21084Po→y82X＋42He＋γ.下列说法正确的是()A．42He的穿透能力比γ射线强B．y＝206C．X核的中子个数为126D．这种核反应为β衰变B[42He的穿透能力比γ射线弱，选项A错误；y＝210－4＝206，选项B 正确；X核的中子个数为206－82＝124，选项C错误；题中的核反应为α衰变，选项D错误．](多选)下列说法正确的是()A.157N＋11H→126C＋42He是α衰变方程B.11H＋21H→32He＋γ是核聚变反应方程C.23892U→23490Th＋42He是核裂变反应方程D.42He＋2713Al→3015P＋10n是原子核的人工转变方程BD[核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同．衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核，右边也是常见元素的原子核，由此可知B、D正确．]1．对质能方程的理解(1)方程E＝mc2的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.2．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算．因1原子质量单位(u)相当于931.5MeV 的能量，所以计算时Δm的单位是“u”，ΔE的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．[题组通关]7．(2017·全国Ⅰ卷)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电．氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n.已知21H的质量为2.013 6 u，32He的质量为3.015 0 u，10n的质量为1.008 7 u,1 u＝931 MeV/c2.氘核聚变反应中释放的核能约为()A．3.7 MeV B．3.3 MeVC．2.7 MeV D．0.93 MeVB[在核反应方程21H＋21H→32He＋10n中，反应前物质的质量m1＝2×2.013 6 u＝4．027 2 u，反应后物质的质量m2＝3.015 0 u＋1.008 7 u＝4.023 7 u，质量亏损Δm＝m1－m2＝0.003 5 u.则氘核聚变释放的核能为E＝931×0.003 5 MeV≈3.3 MeV，选项B正确．]8. (多选)原子核的比结合能曲线如图12-2-3所示．根据该曲线，下列判断正确的有()A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大BC[42He核有4个核子，由比结合能图线可知，42He核的结合能约为28 MeV，A错．比结合能越大，原子核越稳定，B对．两个21H核结合成42He核时，核子的比结合能变大，结合时要放出能量，C 对．由比结合能图线知，23592U核中核子平均结合能比8936Kr核中的小，D错．] 9．在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(42He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R.以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．(1)放射性原子核用A Z X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm.[解析](1)A Z X→A－4Z－2Y＋42He.(2)设α粒子的速度大小为v，由q v B＝m v 2R，T＝2πR v，得α粒子在磁场中运动周期T＝2πm qB环形电流大小I＝qT ＝q2B 2πm.(3)由q v B＝m v2 R ，得v＝qBRm设衰变后新核Y的速度大小为v′，系统动量守恒M v′－m v＝0v′＝m vM＝qBRM由Δmc2＝12M v′2＋12m v2得Δm＝(M＋m)(qBR)22mMc2说明：若利用M＝A－44m解答，亦可．[答案](1)A Z X →A －4Z －2Y ＋42He (2)2πm qB q 2B 2πm (3)(M ＋m )(qBR )22mMc 2 (2)在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．。
考物理一轮复习第12章动量守恒定律和原子、原子核物理教师用书(pdf)
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而言的 .
动量是描述物体运动状态的量 , 是针对某一时 刻 ② 瞬时性 :
面的动量 .
大小与参考系的选取有关 , 通常情况是指相对 地 ③ 相对性 :
物体的速度大小或方向发生变化 , 动量就一定发生变化 . 例如做
动量是一个矢量 , 动量的方向和速度方向量 , 而做匀速圆周运动的 物 体 , 由于速度方向不断在改变 , 即使其动量大小不变 , 但因其方 向 不 断改变 , 所以其动量是一变量 . 由于 动 量 为 矢 量, 则求解动量 动量的变化 : Δ 2. 0. tp=p p 若初末动量 在 同 一 直 线 上 , 则 在 选 定 正 方 向 的 前 提 下, A.
m Ek p= 2
P Ek= 2 m
2
的冲量 , 高中阶段只能利用动量定理通过物体的动量变化来求 . 功, 但一定有冲量 . 特别是力作用在静止的物体上也有冲量 . 解题方法技巧 ������ 要注意的是 : 冲量和功不同 . 恒力在一段时间内可能 不 做 5.
高中阶段只要求 会 用 I=F 对于变力 4. t计 算 恒 力 的 冲 量 .
高中物理高考物理一轮复习12 3原子核与核反应课件新人教版201908021199
知识清单
考点整合 集中记忆
一、原子核的组成 原子核由质子和中子组成．
核子：质子和中子统称为核子，符号为 ZAX. 核电荷数(Z)＝质子数＝核外电子数＝原子序数 质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数 同位素：具有相同质子数、不同中子数的原子互称同位 素．
二、放射性元素 天然放射现象
(2018·海南)已知 90234Th 的半衰期为 24 天.4 g 90234Th 经 过 72 天还剩下( )
A．0
B．0.5 g
C．1 g
D．1.5 g
【答案】 B 【解析】 根据半衰期为 24 天，经过 72 天，发生 3 次衰变， 依据 m＝m0(12)3，代入数据解得：m＝4×(12)3＝0.5 g，故 A、 C、D 三项错误，B 项正确．
(2018·洛阳模拟)如图所示为研究
某未知元素放射性的实验装置，实验开始
时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀
强电场 E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分
钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮
点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点
数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )
关于半衰期，以下说法正确的是( ) A．同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长 B．升高温度可以使半衰期缩短 C．氡的半衰期为 3.8 天，若有四个氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下一个 D．氡的半衰期为 3.8 天，若有 4 克氡原子核，经过 7.6 天就 只剩下 1 克
【答案】 D 【解析】 放射性元素衰变的快慢跟原子所处的物理状态或 化学状态无关，且半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是 否马上衰变会受到各种偶然因素的支配．因此，正确为 D 项．
最新高考物理总复习-第12章-第2课时-原子核-核反应与核能课件教学讲义ppt
三、核力与核能
[基础导引]
已知
226 88
Ra，
222 86
Rn，
4 2
He的原子质量分别是226.025
4
u，
222.017 5 u，4.002 6 u．求出22868Ra在α衰变28286Ra→28262Rn＋42He
中放出的能量(以电子伏特为单位)
【答案】4.934 3×106 eV
【解析】衰变后的质量亏损为Δm＝(226.025 4－222.017 5
3．核裂变和核聚变 (1)重核裂变 重核裂变：是重核分裂成中等质量的核的反应过 程．如： 23592U＋10n→14456Ba＋8396Kr＋__3__10n. 由重核裂变产生的中子使裂变反应能持续地进行的过程 称为___链__式__反__应___，发生链式反应的条件是：裂变物质的体 积__大__于__等__于____临界体积． 裂变的应用：原子弹、核反应堆．
【答案】(1)29328U (2)126C (3)146C (4)178O (5)42He
二、核反应
[基础导引]
1．写出下列各放射性元素的α衰变方程：(1)
234 90
Th(钍
核)；(2)6269Cu(铜核)．
【答案】(1)29304Th→28380Ra＋42He (2)6269Cu→6227Co＋42He
【答案】4 2
4．已知钍234的半衰期是24天，1 g钍经过120天后还剩多
少？ 【答案】312 g 5．完成下列核反应方程． (1)199F＋42He→11H＋( )； (2)115B＋( )→10n＋174N； (3)174N＋10n→( )＋11H.
【答案】(1)2120Ne (2)42He (3)146C
高考物理一轮复习(要点+命题导向+策略)1652核反应 核能的利用课件
答案：D
答案：CD
答案：BD
答案：B
5．(2008·全国卷Ⅱ)中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δ m，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．用能量等于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
[答案] D
题后反思：核能的计算方法 (1)根据爱因斯坦质能方程，ΔE＝Δmc2(Δm的单位：kg)． (2)1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏能量，则ΔE＝Δm×931.5 MeV(Δm的单位：u,1u＝1.660 566×10－27kg)
为确定爱因斯坦的质能方程ΔE＝Δmc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1＝0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测得两个α粒子的动能之和为E2＝19.9 MeV，已知质子、α粒子、锂粒子的质量分别取mp＝1.0073 u、mα＝4.0015 u、mLi＝7.0160 u，求： (1)写出该反应方程． (2)通过计算说明ΔE＝Δmc2正确．
考点二 核力 核能 ►基础梳理◄ 1．核力：核子之间的相互作用力叫核力．它是短程力． 2．结合能：由于原子核之间存在着强大的核力，要把原子核拆散成核子，需要克服核力做功，即要提供一定的能量；反过来，根据能量转化与守恒定律可知，核子在结合成原子核时要放出一定的能量，这个能量称为结合能． 3．质量亏损：核子在结合成原子核的过程中质量减少了称为质量亏损．
2．热核反应和裂变反应相比，具有许多优越性．首先，热核反应释放的能量，就相同质量的核燃料来讲，比裂变反应大．再有，裂变时产生放射性物质，处理起来比较困难．热核反应在这方面的问题要简单得多．第三，热核反应所用的燃料——氘，在地球上的储量非常丰富.1 L海水中大约有0.038 g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量和燃烧300 L汽油相当．因此，海水中的氘就是异常丰富的能源．
第十二章 电能 能量守恒定律 单元教学设计分析高二上学期物理人教版(2019)必修第三册
汇报总结—— 知识与素养的提升重点： 电动势、内阻、路端电压的科学内涵 路端电压随电流的变化特征（实验探究） 内、外电路的电势变化、电压、功率关系（实验+理论） 闭合电路的欧姆定律（理论） 电源的（最大）输出功率及工作效率等计算方法（理论）
• 创新应用——欧姆表的原理 探讨的问题：如何直接测出电阻 如何标注刻度及刻度特点 欧姆表的量程选择及使用方法等
基础好的学生可以直接探讨多用电表的结构原理（示意图）
第三节 实验 电池电动势和内阻的测量
1、真实的情景：各种电池的参数和新旧不同，性能有较大差异
2、引领的问题：如何获取深藏不露的电池的电动势和内阻？
3、挑战性任务：学生分组可以从不同的角度设计探究 1）直接测量法
2）电压表+电流表：
E = U+Ir
I
•E = IR+Ir
O
R
O
R
第四节 能源和可持续发展
1、真实的情景：
调查并估算所在年级一天通常的 耗电量及可以节省的电能数量
2、引领的问题：节能环保的途径和方法有哪些？
3、挑战性任务：学生分组可以从下面几个角度展开探讨 1）生产、生活中的主要能耗有哪些？ 2）有哪些能量获取的途径和方法？会带来哪些影响？ 3) 为什么能量是守恒的，我们还要节约能源？
第1节 能源 第2节 核能 第3节 太阳能 第4节 能源与可持续发展
6）了解电器的一般发热原理，在安全、能耗和节能环保等方面有更清
内容丰富超
晰的认识和方法。
发展：电源更本质、电路更全面、概念更深刻、能力更高层
过高中教材
单元核心素养的培养目标：
物理观念——能量观
从电场能量转化视角：电源通过非静电力把其它形式的能转化为电能， 再通过电场力做功在内、外电路中将电能转 化为别的能量。
2019版总复习高中物理课件：第十二章 波粒二象性 原子结构和原子核12-2-3-考点强化：核反应方
应所释放能量时用阿伏加德罗常数来计算核能．
备选训练
1．[核反应类型的判断](多选)关于核衰变和核反应的类型，下
列表述正确的有( ) A.29328U→29304Th＋42He 是 α 衰变 B.147N＋42He→178O＋11H 是 β 衰变 C.21H＋31H→42He＋10n 是轻核聚变 D.8324Se→8326Kr＋2－01e 是重核裂变
(2)掌握核反应方程遵守的规律：质量数守恒和电荷数守 恒的规律．
(3)熟悉核反应的四种基本类型:衰变、人工转变、裂变和 聚变．可以帮助我们理清思路,很快写出正确的核反应方程.
规律总结
解有关核能问题 (1的)根方据法ΔE＝Δmc2计算，计算时Δm的单位是“kg”，c
的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”。
整数)。则下列说法正确的是( ) A．核反应方程为21H＋21H→32He＋11H C．新粒子的动能约为 3 MeV
B．核反应前后不满足能量守恒定律 D.32He 的动能约为 4 MeV
转到解析
规律总结
核反应方程的书写方法
(1)熟记常见基本粒子的符号是正确书写核反应方程的基 础．如质子(11H)、中子(10n)、α 粒子(42He)、β 粒子(0-1e)、正电 子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．
题组剖析
3．(2017·全国卷Ⅰ，17)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能 量用来发电。氘核聚变反应方程是：21H＋21H→32He＋10n。已知21H 的质量为 2.013 6 u， 32He 的质量为 3.015 0 u，10n 的质量为 1.008 7 u，1 u＝931 MeV/c2。氘核聚变反应 中释放的核能约为( )
题组剖析
2019高三物理人教版一轮教师用书：第12章 章末专题复习 Word版含解析
(对应学生用书第223页)[知识结构导图][导图填充]①h ν ②h ν－W 0 ③n 2r 1 ④E 1n2 ⑤E m －E n ⑥42He ⑦ 0－1e ⑧178O⑨12 6C ⑩mc 2⑪Δmc 2 [思想方法] 1．模型法 2．图象法 3．假设法 [高考热点]1．光电效应规律的理解与应用． 2．核衰变及核能的计算．3．核反应方程及核反应的类型．高考热点1|半衰期的计算1．半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，由n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ可进行有关计算．2．半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半．3．要理解半衰期公式中各物理量的含义，在公式n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ中，n 、m 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数量和质量．测得某矿石中铀、铅质量比为1.16∶1，假设开始时矿石只含有铀238，发生衰变的铀238都变成了铅206.已知铀238的半衰期是4.5×109年，矿石的年龄为________年．[解析] 设开始时矿石中铀238的质量为m 0，经n 个半衰期后，剩余铀的质量为m 余，则m余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n，衰变掉的铀为m 0－m 余＝m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，一个铀核衰变成一个铅核，设生成铅的质量为m ，则＝238206，得m ＝206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，根据题意有m 余m ＝1.161，即m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝1.161解得n ＝1，即t ＝τ＝4.5×109年． [答案] 4.5×109 [突破训练]1．两个放射性元素样品A 和B ，质量均为64 g ，当A 有1516的原子核发生衰变时，B 恰好有6364的原子核发生了衰变，则A 和B 的半衰期之比τA ：τB ＝________；若经过36天样品A 剩下的质量为1 g ，则样品B 的半衰期为________，样品B 剩下的质量为________．[解析] 由半衰期的定义可知N ＝N 0(12)tτ，由题意知t τA ＝4，t τB ＝6，所以A 和B 的半衰期之比τA ∶τB ＝3∶2；同理，由m ＝m 0(12)t ′τA 知t A ＝6天，所以τB ＝4天，此时样品B 剩下的质量为64×(12)9 g ＝18 g.[答案] 3∶2 4天 18g高考热点2|核反应方程的理解和种类1．核反应方程应注意以下几点：(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有的还要考虑能量守恒定律(如裂变和聚变方程常含能量项)．(2)核反应方程中的箭头(→)表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号．(3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造． 2．核反应类型有：衰变、人工转变、裂变、轻核聚变用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n―→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是( )A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表正电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1C[根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为0＋1e，即正电子，故C项正确，A、B、D项错．] [突破训练]2．现有三个核反应：①2411Na→2412Mg＋0－1e②23592U＋10n―→14156Ba＋9236Kr＋310n③21H＋31H→42He＋10n下列说法正确的是( )A．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D．①是β衰变，②是聚变，③是裂变C[原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变．衰变是指原子核放出α粒子和β粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应①；原子核的人工转变是指在其它粒子的轰击下变成新的原子核的变化；裂变是重核分裂成质量较小的核，像核反应②；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应③；综上所述，C项正确．]高考热点3|氢原子跃迁的分析1．氢原子的能级公式和轨道公式设基态轨道的半径为r 1，量子数为n 的激发态轨道半径为r n ，则有：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3…)设基态能量为E 1，量子数为n 的激发态能量为E n ，则有：E n ＝E 1n2(n ＝1,2,3…)对于氢原子而言，r 1＝0.53×10－10 m ，E 1＝－13.6 eV 2．量子数为n 的氢原子辐射光子数的判定方法如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为(n －1)种；如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为C 2n 种．(多选)氢原子能级如图121所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )图121A ．氢原子从n ＝2跃迁到n ＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB ．用波长为325 nm 的光照射，可使氢原子从n ＝1跃迁到n ＝2的能级C ．一群处于n ＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D ．用波长为633 nm 的光照射，不能使氢原子从n ＝2跃迁到n ＝3的能级CD [氢原子从n ＝2能级跃迁到n ＝1能级时，辐射光的波长小于656 nm ，选项A 错误．一群处于n ＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出的光谱线条数为3条，C 选项正确．根据当原子跃迁时，其光子能量必须等于两个能级的能量差可知，B 选项错误，D 选项正确．] [突破训练]3．(多选)(2018·安徽师大附中二模)已知氢原子的基态能量为E 1，n ＝2、3能级所对应的能量分别为E 2和E 3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是( )【导学号：84370500】A ．产生的光子的最大频率为E 3－E 2hB ．当氢原子从能级n ＝2跃迁到n ＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C ．若氢原子从能级n ＝2跃迁到n ＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n ＝3跃迁到n ＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E 3－E 2D ．若要使处于能级n ＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E 3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E 3的光子照射氢原子BC [大量处于能级n ＝3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为E 3－E 1h ；当氢原子从能级n ＝2跃迁到n ＝1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小；若氢原子从能级n ＝2跃迁到n ＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2－E1，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为E3－E1－(E2－E1)＝E3－E2；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把－E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收．综上所述，B、C正确．]。
人教版高中物理选修2-3：核反应和核能_课件1
3.（08上海卷）在下列4个核反应 方程中，x表示质子的是( C )
A.
P 30
15
30 14
Si+x
点拨
B.
U 238 92
23942Th+x
C.
27 13
Al+
1 0
n
27 12
Mg+x
D.
27 13
Al+
4 2
He
30 15
P+x
核反应 前后的 质量数 和电荷 数守恒
课堂练习
1、氘核和氚核聚合成氦核的核反应方程：如下：
核能计算注意的几个问题：
注意
① 记住以下单位换算关系
1MeV=10 eV
1eV=1.60×10 J
1u（原子质量单位）=1.660 6×10 kg
② 1u相当于9351.5MeV的能量（自己证明），
这是计算核能经常用导的关系
③ 如果在某些核反应中，物体的能量增加了， 说明核反应中物体的质量不是亏损，而是增 加了。
质子 （mp）
氘核
〓 （m）
精确的计算 表明，氘核的质量 比中子和质子的质 量之和要小一些。
除此之外，经过发现，任何原子核的质 量小于组成它的单个核子的质量总和，这种 现象称为质量亏损（mass defect）。
那么亏损的质量去哪儿了？ 想一想
狭义相对论告诉我们，物体的能量E与质量m 之间存在着密切的联系，它们之间的关系是：
核反应与核能
知识回顾
还记得原子 结构吗？？
原 子 核
电子
天然放射现象
成分
速度 贯穿能力 电离能力
α射线 氦原子核 1/10光速
[推荐学习]2019高三物理人教版一轮教师用书：第12章 第1节 光电效应 氢原子光谱 Word版含
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第章 量子论初步 原子核1．考纲变化：本章内容是模块3－5中的部分内容，考纲要求从2017年起由原来的“选考内容”调至“必考内容”．2．考情总结：作为“选考内容”时，对原子和原子核的考查，以基础为主，难度不大，主要以选择题的形式出现．3．命题预测：调到“必考内容”以后，预计命题的热点不变，仍然集中在光电效应、氢原子能级结构、半衰期、核反应方程及核能的计算等方面，考查题型仍然是选择题．4．2017年考题分布第一节 光电效应 氢原子光谱(对应学生用书第214页)[教材知识速填]知识点1 光电效应和波粒二象性1．光电效应的实验规律(1)存在着饱和电流：对于一定颜色的光，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，饱和光电流越大．(2)存在着遏止电压和截止频率：光电子的能量只与入射光的频率有关，而与入射光的强弱无关．当入射光的频率低于截止频率时不发生光电效应．使光电流减小到零的反向电压叫遏止电压．(3)光电效应具有瞬时性：当频率超过截止频率时，无论入射光怎样微弱，几乎在照到金属时立即产生光电流，时间不超过10－9 s.2．光子说爱因斯坦提出：空间传播的光不是连续的，而是一份一份的，每一份称为一个光子，光子具有的能量ε＝hν，其中h ＝6.63×10－34 J·s.3．光电效应方程(1)表达式：hν＝E k ＋W 0或E k ＝hν－W 0.(2)物理意义：金属中的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后电子的最大初动能E k ＝12m v 2.4．光的波粒二象性(1)波动性：光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性．(2)粒子性：光电效应、康普顿效应说明光具有粒子性．(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性．5．物质波(1)概率波 光的干涉现象是大量光子的运动遵守波动规律的表现，亮条纹是光子到达概率大的地方，暗条纹是光子到达概率小的地方，因此光波又叫概率波．(2)物质波任何一个运动着的物体，小到微观粒子大到宏观物体都有一种波与它对应，其波长λ＝h p ，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量．易错判断(1)光子说中的光子，指的是光电子．(×)(2)只要光足够强，照射时间足够长，就一定能发生光电效应．(×)(3)极限频率越大的金属材料逸出功越大．(√)知识点2α粒子散射实验与核式结构模型1．实验现象绝大多数α粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被撞了回来．如图12-1-1所示．α粒子散射实验的分析图图12-1-12．原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．易错判断(1)原子核集中了原子全部的正电荷和质量．(×)(2)原子中绝大部分是空的，原子核很小．(√)(3)核式结构学说是卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出的．(√)知识点3氢原子光谱和玻尔理论1．光谱(1)光谱：用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类：①线状谱光谱是一条条的亮线．②连续谱光谱是连在一起的光带．(3)氢原子光谱的实验规律：巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R⎝⎛⎭⎪⎫122－1n2(n＝3,4,5，…)，R是里德伯常量，R＝1.10×107 m－1，n 为量子数．2．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n (h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)．(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．3．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级图能级图如图12-1-2所示．图12-1-2(2)氢原子的能级公式E n ＝1n 2E 1(n ＝1,2,3，…)，其中E 1为基态能量，其数值为E 1＝－13.6_eV.(3)氢原子的半径公式r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3，…)，其中r 1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r 1＝0.53×10－10 m.易错判断(1)在玻尔模型中，原子的状态是不连续的．(√)(2)发射光谱可能是连续光谱，也可能是线状谱．(√)(3)玻尔理论成功地解释了氢原子光谱，也成功地解释了氦原子光谱．(×)[教材习题回访]考查点：光的波粒二象性1．(粤教版选修3－5P40T2改编)(多选)下列说法中正确的是()A．光的波粒二象性学说彻底推翻了麦克斯韦的光的电磁说B．在光的双缝干涉实验中，暗条纹的地方是光子永远不能到达的地方C．光的双缝干涉实验中，大量光子打在光屏上的落点是有规律的，暗纹处落下光子的概率小D．单个光子具有粒子性，大量光子具有波动性[答案]CD考查点：光电效应规律2．(人教版选修3－5P36T2改编)(多选)在光电效应实验中，用频率为ν的光照射光电管阴极，发生了光电效应，下列说法正确的是()A．增大入射光的强度，光电流增大B．减小入射光的强度，光电效应现象消失C．改用频率小于ν的光照射，一定不发生光电效应D．改用频率大于ν的光照射，光电子的最大初动能变大[答案]AD考查点：玻尔理论3．(粤教版选修3－5P65T2)氢原子由n＝1的状态激发到n＝4的状态，在它回到n＝1的状态的过程中，有以下说法：①可能激发的能量不同的光子只有3种②可能发出6种不同频率的光子③可能发出的光子的最大能量为12.75 eV④可能发出光子的最小能量为0.85 eV其中正确的说法是()A．①③B．②④C．①④D．②③[答案]D考查点：α粒子散射实验4．(沪科版选修3－5P63T2)(多选)在α粒子散射实验中，如果两个具有相同能量的α粒子以不同的角度散射出来，则散射角度大的这个α粒子() A．更接近原子核B．更远离原子核C．受到一个以上的原子核作用D．受到原子核较大的冲量作用[答案]AD(对应学生用书第216页)1．与光电效应有关的五组概念对比(1)光子与光电子：光子指光在空间传播时的每一份能量，光子不带电；光电子是金属表面受到光照射时发射出来的电子，其本质是电子．光子是因，光电子是果．(2)光电子的动能与光电子的最大初动能：只有金属表面的电子直接向外飞出时，只需克服原子核的引力做功的情况，才具有最大初动能．(3)光电流和饱和光电流：金属板飞出的光电子到达阳极，回路中便产生光电流，随着所加正向电压的增大，光电流趋于一个饱和值，这个饱和值是饱和光电流，在一定的光照条件下，饱和光电流与所加电压大小无关．(4)入射光强度与光子能量：入射光强度指单位时间内照射到金属表面单位面积上的总能量．(5)光的强度与饱和光电流：频率相同的光照射金属产生光电效应，入射光越强，饱和光电流越大，但不是简单的正比关系．2．光电效应的研究思路(1)两条线索：(2)两条对应关系：入射光强度大→光子数目多→发射光电子多→光电流大；光子频率高→光子能量大→光电子的最大初动能大．[题组通关]1．关于光电效应和康普顿效应的规律，下列说法正确的是()A．光电效应中，金属板向外发射的光电子又可以叫作光子B．康普顿效应说明光具有波动性C．对于同种金属而言，遏止电压与入射光的频率无关D．石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长，这个现象称为康普顿效应D[光电效应中，金属板向外发射的电子叫光电子，光子是光量子的简称，A错误；根据光电效应方程hν＝W0＋eU c可知，对于同种金属而言(逸出功一样)，入射光的频率越大，遏止电压也越大，即遏止电压与入射光的频率有关，C错误；在石墨对X射线散射时，部分X射线的散射光波长会变长的现象称为康普顿效应，康普顿效应说明光具有粒子性，B错误，D正确．]2．(多选)光电效应的实验结论是：对某种金属()【导学号：84370487】A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大AD[每种金属都有它的极限频率ν0，只有入射光子的频率大于极限频率ν0时，才会发生光电效应，选项A正确，B错误；光电子的初动能与入射光的强度无关，随入射光频率的增加而增大，选项D正确，C错误．]1．三个关系(1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0.(2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管用实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压．(3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc. 2．四类图象[多维探究]考向1光电效应方程的应用1．(多选)(2017·全国Ⅲ卷)在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b.h为普朗克常量．下列说法正确的是() A．若νa>νb，则一定有U a＜U bB．若νa>νb，则一定有E k a＞E k bC．若U a＜U b，则一定有E k a＜E k bD．若νa>νb，则一定有hνa－E k a＞hνb－E k b[题眼点拨]①“照射同种金属”，说明两种情况下的逸出功相同；②用E k＝hν－W0分析E k的大小，用qU＝E k分析遏止电压的大小．BC[光电效应中遏止电压与最大初动能之间的关系为eU＝E k，根据光电效应方程可知E k＝hν－W0，若νa＞νb，则E k a＞E k b，U a＞U b，选项A错误，选项B正确；若U a＜U b，则E k a＜E k b，选项C正确；由光电效应方程可得W0＝hν－E k，则hνa－E k a＝hνb－E k b，选项D错误．] 2．(多选)在探究光电效应现象时，某小组的同学分别用波长为λ、2λ的单色光照射某金属，逸出的光电子最大速度之比为2∶1，普朗克常量用h表示，光在真空中的速度用c表示．则()A．光电子的最大初动能之比为2∶1B．该金属的截止频率为c 3λC ．该金属的截止频率为c λD ．用波长为52λ的单色光照射该金属时能发生光电效应BD [由于两种单色光照射下，逸出的光电子的最大速度之比为2∶1，由E k ＝12m v 2可知，光电子的最大初动能之比为4∶1，A 错误；又由hν＝W＋E k 知，h c λ＝W ＋12m v 21，h c 2λ＝W ＋12m v 22，又v 1＝2v 2，解得W ＝h c 3λ，则该金属的截止频率为c 3λ，B 正确，C 错误；光的波长小于或等于3λ时才能发生光电效应，D 正确．] 即)应用光电效应方程(2017·抚州模拟)人们发现光电效应具有瞬时性和对各种金属都存在极限频率的规律．请问谁提出了何种学说很好地解释了上述规律？已知锌的逸出功为3.34 eV ，用某单色紫外线照射锌板时，逸出光电子的最大速度为106 m/s ，求该紫外线的波长λ.(电子质量M e ＝9.11×10－31 kg ，普朗克常量h ＝6.63×10－34 J·s,1 eV ＝1.60×10－19 J)[解析] 爱因斯坦提出的光子说很好地解释了光电效应现象．由爱因斯坦光电效应方程：E k ＝hν－W 0 ①光速、波长、频率之间关系：c ＝λν②联立①②得紫外线的波长为λ＝hc W 0＋12m v 2m＝ 6.63×10－34×3×1083.34×1.6×10－19＋12×9.11×10－31×1012 m ≈2.009×10－7 m.[答案] 爱因斯坦的光子说很好地解释了光电效应2．009×10－7 m考向2 与光电效应有关的图象问题3．(2018·南昌模拟)如图12-1-3甲所示是研究光电效应的电路图．某同学利用该装置在不同实验条件下得到了三条光电流I 与A 、K 两极之间的电压U AK 的关系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图乙所示．则下列说法正确的是( )甲 乙图12-1-3A ．甲光照射光电管发出光电子的初动能一定小于丙光照射光电管发出光电子的初动能B ．单位时间内甲光照射光电管发出光电子比乙光的少C ．用强度相同的甲、丙光照射该光电管，则单位时间内逸出的光电子数相等D ．对于不同种金属，若照射光频率不变，则逸出光电子的最大初动能与金属的逸出功为线性关系【自主思考】(1)在题图乙中，U c1和U c2的意义是什么？由此能否得出，甲、乙、丙三种光的频率关系？[提示]U c表示光电流为零时的反向电压，也就是遏止电压．此时eU c＝1 2m e v2c，又因12m ev2c＝hν－W.由以上两式得U c大的光的ν大，所以甲、乙、丙三种光的频率关系为ν丙>ν甲＝ν乙(2)光强相同的两种色光，如何比较单位时间内照射到单位面积上的光子数的多少？[提示]频率大的光子能量大，在光强相同时，单位时间内照射到单位面积上的光子数就少．D[当光照射到K极时，如果入射光的频率足够大(大于K极金属的极限频率)，就会从K极发出光电子．当反向电压增加到某一值时，电流表A中电流就会变为零，此时12m ev2c＝eU c，式中v c表示光电子的最大初速度，e为电子的电荷量，U c为遏止电压，根据爱因斯坦光电效应方程可知丙光的最大初动能较大，故丙光的频率较大，但丙光照射光电管发出光电子的初动能不一定比甲光照射光电管发出光电子的初动能大，所以A错误．对于甲、乙两束频率相同的光来说，入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，所以B错误．对甲、丙两束不同频率的光来说，光强相同是单位时间内照射到光电管单位面积上的光子的总能量相等，由于丙光的光子频率较高，每个光子的能量较大，所以单位时间内照射到光电管单位面积上的光子数就较少，所以单位时间内发出的光电子数就较少，因此C错误．对于不同金属，若照射光频率不变，根据爱因斯坦光电效应方程E k ＝hν－W，知E k与金属的逸出功为线性关系，D正确．]在T3中，(1)若仅增大电源的电动势则电流表的示数一定增大吗？提示：不一定．当电流达到饱和电流时，电流表的示数就不再增大．(2)若仅将电源的正、负极对调，则电流表的示数一定为零吗？提示：不一定．正负极对调后，光电子做减速运动，电子若不能到达A 极，则电流表的示数为零，否则就不为零．4. 研究光电效应规律的实验装置如图12-1-4所示，用频率为ν的光照射光电管阴极K时，有光电子产生．由于光电管K、A间加的是反向电压，光电子从阴极K发射后将向阳极A做减速运动．光电流i由图中电流计G测出，反向电压U由电压表V测出．当电流计的示数恰好为零时，电压表的示数称为反向截止电压U c，在下列表示光电效应实验规律的图象中，错误的是()【导学号：84370488】图12-1-4B[由光电效应规律可知，光电流的强度与光强成正比，光射到金属上时，光电子的发射是瞬时的，不需要时间积累，故A、D图象正确；从金属中发出的光电子，在反向电压作用下做减速运动，随着反向电压的增大，到达阳极的光电子数减少，故C图象正确；由光电效应方程可知：hν＝hν0＋E km，而eU c＝E km，所以有hν＝hν0＋eU c，由此可知，B图象错误．].(多选)(2017·武威模拟)如图是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能E k与入射光频率ν的关系图象．由图象可知()A．该金属的逸出功等于EB．该金属的逸出功等于hν0C．入射光的频率为2ν0时，产生的光电子的最大初动能为ED．入射光的频率为ν02时，产生的光电子的最大初动能为E2ABC[由爱因斯坦的光电效应方程：E k＝hν－W0，对应图线可得，该金属的逸出功W0＝E＝hν0，A、B均正确；若入射光的频率为2ν0，则产生的光电子的最大初动能E k＝2hν0－W0＝hν0＝E，故C正确；入射光的频率为ν02时，该金属不发生光电效应，D 错误．]1．(1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性．(2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强．(3)光子说并未否定波动说，E ＝hν＝hc λ中，ν和λ就是波的概念．(4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的．[题组通关]3．(2018·济南模拟)关于波粒二象性，下列说法中正确的是( )甲 乙丙丁图12-1-5A．图甲中紫光照射到锌板上可以发生光电效应，则其他可见光照射到锌板上也一定可以发生光电效应B．图乙中入射光的强度越大，则在阴极板上产生的光电子的最大初动能越大C．图丙说明光子既有粒子性也有波动性D．戴维孙和汤姆孙利用图丁证明了电子具有波动性D[在可见光中，紫光的频率最大，故紫光光子的能量最大，紫光照射到锌板上可以发生光电效应，但其他可见光照射到锌板上不一定发生光电效应，A错误；入射光的强度只能改变单位时间内逸出光电子的数量，但不能增大逸出光电子的最大初动能，B错误；光的散射揭示了光的粒子性，没有揭示光的波动性，C错误；衍射是波特有的现象，故电子束衍射实验证明了电子具有波动性，D正确．]4．(2017·北京高考)2017年年初，我国研制的“大连光源”——极紫外自由电子激光装置，发出了波长在100 nm(1 nm＝10－9 m)附近连续可调的世界上最强的极紫外激光脉冲，“大连光源”因其光子的能量大、密度高，可在能源利用、光刻技术、雾霾治理等领域的研究中发挥重要作用．一个处于极紫外波段的光子所具有的能量可以电离一个分子，但又不会把分子打碎．据此判断，能够电离一个分子的能量约为(取普朗克常量h＝6.6×10－34J·s，真空光速c ＝3×108 m/s)()【导学号：84370489】A．10－21 J B．10－18 JC．10－15 J D．10－12 JB[一个处于极紫外波段的光子所具有的能量E＝hν＝h cλ＝6.6×10－34×3×10810－7J≈10－18 J，选项B正确．]1．两类能级跃迁(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子．光子的频率ν＝ΔEh＝E高－E低h.(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE.②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E外≥ΔE.③大于电离能的光子被吸收，将原子电离．2．电离电离态与电离能电离态：n＝∞，E＝0基态→电离态：E吸＝0－(－13.6 eV)＝13.6 eV电离能．n＝2→电离态：E吸＝0－E2＝3.4 eV如吸收能量足够大，克服电离能后，获得自由的电子还携带动能．3．谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法．①用数学中的组合知识求解：.②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．[题组通关]5．(多选)氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，它们分别是从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时产生的．四条谱线中，一条红色、一条蓝色、两条紫色，则下列说法正确的是()A．红色光谱是氢原子从n＝3能级向n＝2能级跃迁时产生的B．蓝色光谱是氢原子从n＝6能级或n＝5能级直接向n＝2能级跃迁时产生的C．若氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，则能够产生红外线D．若氢原子从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时辐射的光子不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n＝6能级直接向n＝2能级跃迁时辐射的光子将可能使该金属发生光电效应AD[从n为3、4、5、6的能级直接向n＝2能级跃迁时，从n＝3跃迁到n＝2能级辐射的光子频率最小，波长最大，可知为红色光谱，A正确；蓝光光子频率大于红光光子频率，小于紫光光子频率，可知是从n＝4跃迁到n＝2能级辐射的光子，B错误；氢原子从n＝6能级直接向n＝1能级跃迁，辐射的光子频率大于从n＝6跃迁到n＝2能级时辐射的紫光光子频率，即产生紫外线，C错误；从n＝6跃迁到n＝2能级辐射的光子频率大于从n＝6跃迁到n＝3能级辐射的光子频率，由氢原子从n＝6能级直接向n＝3能级跃迁时辐射的光子不能使某金属发生光电效应，但从n＝6跃迁到n ＝2能级跃迁时辐射的光子可能使该金属发生光电效应，D正确．]6. (2018·海口模拟)如图12-1-6所示为氢原子能级图，氢原子中的电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级可产生a光；从n＝3能级跃迁到n＝1能级可产生b光，a光和b光的波长分别为λa和λb，a、b两光照射逸出功为4.5 eV的金属钨表面均可产生光电效应，遏止电压分别为U a和U b，则()【导学号：84370490】图12-1-6A．λa>λbB．U a<U bC．a光的光子能量为12.55 eVD．b光照射金属钨产生的光电子的最大初动能E k b＝7.59 eVD[氢原子中的电子从n＝4能级跃迁到n＝1能级产生a光，a光的光子能量hνa＝E a＝E4－E1＝12.75 eV，氢原子中的电子从n＝3能级跃迁到n ＝1能级产生b光，b光的光子能量hνb＝E b＝E3－E1＝12.09 eV，a光的光子能量高，则a光的频率大，波长小，即λa<λb，A、C项错误；由光电效应方程E k＝hν－W0和E k＝eU c可知，频率越大，对应遏止电压U c越大，即U a>U b，B项错误；E k b＝hνb－W0＝7.59 eV，D项正确．]。
2019高三物理人教版一轮教师用书：第12章 章末专题复习 Word版含解析
(对应学生用书第223页)[知识结构导图][导图填充]①hν ②hν－W 0 ③n 2r 1 ④E 1n 2 ⑤E m －E n ⑥42He ⑦ 0－1e ⑧17 8O⑨12 6C ⑩mc 2 ⑪Δmc 2[思想方法]1．模型法2．图象法3．假设法[高考热点]1．光电效应规律的理解与应用．2．核衰变及核能的计算．3．核反应方程及核反应的类型．高考热点1|半衰期的计算1．半衰期是指原子核有半数发生衰变所经历的时间，它是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，由n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ可进行有关计算． 2．半衰期是原子核有半数发生衰变，变成新核，并不是原子核的数量、质量减少一半．3．要理解半衰期公式中各物理量的含义，在公式n ＝N ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m ＝M ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ中，n 、m 分别表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子核数量和质量．测得某矿石中铀、铅质量比为1.16∶1，假设开始时矿石只含有铀238，发生衰变的铀238都变成了铅206.已知铀238的半衰期是4.5×109年，矿石的年龄为________年．[解析] 设开始时矿石中铀238的质量为m 0，经n 个半衰期后，剩余铀的质量为m 余，则m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，衰变掉的铀为m 0－m 余＝m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，一个铀核衰变成一个铅核，设生成铅的质量为m ，则＝238206，得m ＝206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ，根据题意有m 余m ＝1.161，即m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n 206238m 0⎣⎢⎡⎦⎥⎤1－⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝1.161 解得n ＝1，即t ＝τ＝4.5×109年．[答案] 4.5×109[突破训练]1．两个放射性元素样品A 和B ，质量均为64 g ，当A 有1516的原子核发生衰变时，B 恰好有6364的原子核发生了衰变，则A 和B 的半衰期之比τA ：τB ＝________；若经过36天样品A 剩下的质量为1 g ，则样品B 的半衰期为________，样品B 剩下的质量为________．[解析] 由半衰期的定义可知N ＝N 0(12)t τ，由题意知t τA ＝4，t τB＝6，所以A 和B 的半衰期之比τA ∶τB ＝3∶2；同理，由m ＝m 0(12)t ′τA 知t A ＝6天，所以τB ＝4天，此时样品B 剩下的质量为64×(12)9 g ＝18 g.[答案] 3∶2 4天 18 g高考热点2|核反应方程的理解和种类1．核反应方程应注意以下几点：(1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有的还要考虑能量守恒定律(如裂变和聚变方程常含能量项)．(2)核反应方程中的箭头(→)表示反应进行的方向，不能把箭头写成等号．(3)写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造．2．核反应类型有：衰变、人工转变、裂变、轻核聚变用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O ＋10n ―→a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 的判断正确的是( )A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1B ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝－1C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝1C [根据质量数、电荷数守恒可知a ＝17，b ＝8＋0－7＝1，因此X 可表示为0＋1e ，即正电子，故C 项正确，A 、B 、D 项错．][突破训练]2．现有三个核反应：①2411Na →2412Mg ＋0－1e②235 92U ＋10n ―→141 56Ba ＋9236Kr ＋310n③21H ＋31H →42He ＋10n下列说法正确的是( )A ．①是裂变，②是β衰变，③是聚变B ．①是聚变，②是裂变，③是β衰变C ．①是β衰变，②是裂变，③是聚变D ．①是β衰变，②是聚变，③是裂变C [原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变．衰变是指原子核放出α粒子和β粒子后，变成新的原子核的变化，像本题中的核反应①；原子核的人工转变是指在其它粒子的轰击下变成新的原子核的变化；裂变是重核分裂成质量较小的核，像核反应②；聚变是轻核结合成质量较大的核，像核反应③；综上所述，C 项正确．]高考热点3|氢原子跃迁的分析1．氢原子的能级公式和轨道公式设基态轨道的半径为r 1，量子数为n 的激发态轨道半径为r n ，则有：r n ＝n 2r 1(n ＝1,2,3…)设基态能量为E 1，量子数为n 的激发态能量为E n ，则有：E n ＝E 1n 2(n ＝1,2,3…)对于氢原子而言，r 1＝0.53×10－10 m ，E 1＝－13.6 eV2．量子数为n 的氢原子辐射光子数的判定方法如果是一个氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为(n －1)种；如果是一群氢原子，向低能级跃迁时最多发出的光子数为C 2n 种．(多选)氢原子能级如图12-1所示，当氢原子从n ＝3跃迁到n ＝2的能级时，辐射光的波长为656 nm.以下判断正确的是( )图12-1A．氢原子从n＝2跃迁到n＝1的能级时，辐射光的波长大于656 nmB．用波长为325 nm的光照射，可使氢原子从n＝1跃迁到n＝2的能级C．一群处于n＝3能级上的氢原子向低能级跃迁时最多产生3种谱线D．用波长为633 nm的光照射，不能使氢原子从n＝2跃迁到n＝3的能级CD[氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级时，辐射光的波长小于656 nm，选项A错误．一群处于n＝3能级的氢原子向低能级跃迁时，可能辐射出的光谱线条数为3条，C选项正确．根据当原子跃迁时，其光子能量必须等于两个能级的能量差可知，B选项错误，D选项正确．][突破训练]3．(多选)(2018·安徽师大附中二模)已知氢原子的基态能量为E1，n＝2、3能级所对应的能量分别为E2和E3，大量处于第3能级的氢原子向低能级跃迁放出若干频率的光子，依据玻尔理论，下列说法正确的是()【导学号：84370500】A．产生的光子的最大频率为E3－E2hB．当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，对应的电子的轨道半径变小，能量也变小C．若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照到该金属表面时，逸出的光电子的最大初动能为E3－E2D．若要使处于能级n＝3的氢原子电离，可以采用两种方法：一是用能量为－E3的电子撞击氢原子，二是用能量为－E3的光子照射氢原子BC[大量处于能级n＝3的氢原子向低能级跃迁能产生3种不同频率的光子，产生光子的最大频率为E3－E1h；当氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时，能量减小，电子离原子核更近，电子轨道半径变小；若氢原子从能级n＝2跃迁到n＝1时放出的光子恰好能使某金属发生光电效应，由光电效应方程可知，该金属的逸出功恰好等于E2－E1，则当氢原子从能级n＝3跃迁到n＝1时放出的光子照射该金属时，逸出光电子的最大初动能为E3－E1－(E2－E1)＝E3－E2；电子是有质量的，撞击氢原子是发生弹性碰撞，由于电子和氢原子质量不同，故电子不能把－E3的能量完全传递给氢原子，因此不能使氢原子完全电离，而光子的能量可以完全被氢原子吸收．综上所述，B、C正确．]。
2020人教新课标高考物理总复习教师用书：第十二章 原子物理学(教师用) 含答案
第十二章 ⎪⎪⎪原子物理学[全国卷5年考情分析](说明：2014～2016年，本章内容以选考题目出现)氢原子光谱(Ⅰ)氢原子的能级结构、能级公式(Ⅰ) 放射性同位素(Ⅰ) 裂变反应和聚变反应、裂变反应堆(Ⅰ)射线的危害和防护(Ⅰ) 以上5个考点未曾独立命题 第1节 光电效应 波粒二象性一、光电效应1．光电效应现象：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象 [注1]，称为光电效应，发射出来的电子称为光电子。
2．光电效应的四个规律 (1)每种金属都有一个极限频率。
(2)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是瞬时的。
(3)光电子的最大初动能与入射光的强度无关，只随入射光的频率增大而增大。
(4)光电流的强度与入射光的强度成正比。
[注2] 3．遏止电压与截止频率(1)遏止电压：使光电流减小到零的反向电压U c 。
(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的最小频率叫做该种金属的截止频率(又叫极限频率)。
不同的金属对应着不同的极限频率。
二、爱因斯坦光电效应方程 1．光子说在空间传播的光是不连续的，而是一份一份的，每一份叫做一个光的能量子，简称光子，光子的能量ε＝hν。
其中h ＝6.63×10－34J·s 。
(称为普朗克常量)2．逸出功W 0使电子脱离某种金属所做功的最小值。
[注3] 3．最大初动能发生光电效应时，金属表面上的电子吸收光子后克服原子核的引力逸出时所具有的动能的最大值。
4．爱因斯坦光电效应方程 (1)表达式：E k ＝hν－W 0。
(2)物理意义：金属表面的电子吸收一个光子获得的能量是hν，这些能量的一部分用来克服金属的逸出功W 0，剩下的表现为逸出后光电子的最大初动能E k ＝12m e v 2。
三、光的波粒二象性1．光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有波动性。
2．光电效应说明光具有粒子性。
3．光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的波粒二象性。
【注解释疑】[注1] 光电效应现象可认为是光子把原子最外层的电子撞了出来，是一对一的关系，而且是瞬时的。
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第二节核反应和核能
(对应学生用书第219页)
[教材知识速填]
知识点1 原子核的组成放射性及放射性同位素
1．原子核的组成
(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子．质子带正电，中子不带电．
(2)基本关系
①核电荷数＝质子数(Z)＝元素的原子序数＝核外电子数．
②质量数(A)＝核子数＝质子数＋中子数．
(3)X元素的原子核的符号为A Z X，其中A表示质量数，Z表示核电荷数．
2．天然放射现象
(1)天然放射现象：元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．
(2)放射性和放射性元素：物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．
(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．
3．放射性同位素的应用与防护
(1)同位素：具有相同质子数和不同中子数的原子核．
(2)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．
(3)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．
(4)防护：防止放射性对人体组织的伤害．
易错判断
(1)原子核是由质子、中子、电子组成的．(×)
(2)α射线、β射线、γ射线的组成是三种不同的粒子．(×)
(3)α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强．(√)
知识点2 原子核的衰变、半衰期
1．原子核的衰变
(1)定义：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化．
(2)分类：α衰变：A Z X →A －4Z －2Y ＋42He
β衰变：A Z X → A Z ＋1Y ＋ 0－1e
γ辐射：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射．
(3)两个典型的衰变方程：
①α衰变：238 92U →234 90Th ＋42He ；
②β衰变：234 90Th →234 91Pa ＋0－1e.
2．半衰期
(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，
跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系．
易错判断
(1)半衰期与温度无关．(√)
(2)如果某放射性元素的原子核有100个，经过一个半衰期后还剩50
个．(×)
(3)所有元素都可以发生衰变．(×)
知识点3 核力核反应和核能
1．核力
(1)定义：原子核内部核子间特有的相互作用力．
(2)核力的特点：
①是强相互作用的一种表现；
②是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；
③每个核子只能与其相邻的核子发生核力作用．
2．结合能：核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫作原子核的结合能，也称核能．
3．比结合能
(1)定义：原子核的结合能与核子数之比，称作比结合能，也叫平均
结合能．
(2)特点：不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表
示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．
4．质能方程、质量亏损：爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然。