高考物理总复习第9讲 光电效应、波粒二象性.pdf

第 1 页 共 10 页 图 1 光电效应光电效应 波粒二象性波粒二象性 导学目标 1.能认识光电效应现象，理解光电效应的实验规律，会用光子说解释光电效应.2.掌握光电效应方程，会计算逸出功、极限频率、最大初动能等物理量 一、黑体辐射与能量子 基础导引 判断下列说法的正误：(1)一般物体辐射电磁波的情况与温度无关，只与材料的种类及表面情况有关 ()(2)黑体能完全吸收入射的各种波长的电磁波，不反射 ()(3)带电微粒辐射和吸收的能量，只能是某一最小能量值的整数倍 ()(4)普朗克最先提出了能量子的概念 ()知识梳理 1黑体与黑体辐射(1)黑体：是指能够完全吸收入射的各种波长的电磁波而不发生反射的物体(2)黑体辐射的实验规律 一般材料的物体，辐射的电磁波除与温度有关外，还与 材料的种类及表面状况有关 黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有 关，如图 1 所示 a随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加 b随着温度的升高，辐射强度的极大值向波长较短的方向移动 2能量子(1)定义：普朗克认为，带电微粒辐射或者吸收能量时，只能辐射或吸收某个最小能量值的整数倍即能量的辐射或者吸收只能是一份一份的这个不可再分的最小能量值 叫做能量子(2)能量子的大小：h，其中 是电磁波的频率，h 称为普朗克常量h6.626 1034 J s(一般取 h6.63 1034 J s)特别提醒 在微观世界中能量是量子化的，或者说微观粒子的能量是分立的 二、光电效应 基础导引 已知能使某金属产生光电效应的极限频率为 c，则()A当用频率为 2c的单色光照射该金属时，一定能产生光电子 B当用频率为 2c的单色光照射该金属时，所产生的光电子的最大初动能为 hc C当照射光的频率 大于 c时，若 增大，则逸出功增大 D当照射光的频率 大于 c时，若 增大一倍，则光电子的最大初动能也增大一倍 第 2 页 共 10 页 知识梳理 1光电效应现象 光电效应：在光的照射下金属中的电子从金属表面逸出的现象，叫做光电效应，发射出来的电子叫做_ 2光电效应规律(1)每种金属都有一个_(2)光子的最大初动能与入射光的_无关，只随入射光的_增大而增大(3)光照射到金属表面时，光电子的发射几乎是_的(4)光电流的强度与入射光的_成正比 3爱因斯坦光电效应方程(1)光子说：空间传播的光的能量是不连续的，是一份一份的，每一份叫做一个光子光子的能量为 _，其中 h 是普朗克常量，其值为 6.63 1034 J s.(2)光电效应方程：_ 其中 h 为入射光的能量，Ek为光电子的最大初动能，W0是金属的逸出功 4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 Uc.(2)截止频率：能使某种金属发生光电效应的_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(3)逸出功：电子从金属中逸出所需做功的_，叫做该金属的逸出功 三、光的波粒二象性、物质波 基础导引 判断下列说法的正误：(1)光电效应反映了光的粒子性 ()(2)大量光子产生的效果往往显示出粒子性，个别光子产生的效果往往显示出波动性()(3)光的干涉、衍射、偏振现象证明了光具有波动性 ()(4)只有运动着的小物体才有一种波和它相对应，大的物体运动是没有波和它对应的()知识梳理 1光的波粒二象性(1)光的干涉、衍射、偏振现象证明光具有_性(2)光电效应说明光具有_性(3)光既具有波动性，又具有粒子性，称为光的_性 2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_的地方，暗条纹是光子到达概率_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 _，p 为运动物体的动量，h 为普朗克常量.第 3 页 共 10 页 图 2 考点一 对光电效应规律的理解 考点解读 1爱因斯坦光电效应方程：EkhW0.h：光子的能量 W0：逸出功 Ek：光电子的最大初动能 2对光电效应规律的解释 存在极限频率 c 电子从金属表面逸出，首先需克服金属原子核的引力做功 W0，要使入射光子能量不小于 W0，对应的频率 cW0h，即极限频率 光电子的最大初动能随着入射光频率的增大而增大，与入射光的强度无关 电子吸收光子能量后，一部分克服阻碍作用做功，剩余部分转化为光电子的初动能，只有从金属表面飞出的光电子才具有最大初动能，对于确定的金属，W0是一定的，故光电子的最大初动能只随入射光频率的增大而增大 光电效应具有瞬时性 光照射金属时，电子吸收一个光子的能量后，动能立即增大，不需要能量积累的过程 入射光越强，饱和电流越大 入射光越强，单位时间内发射的光电子数越多，因而饱和电流越大 特别提醒 光电效应方程研究的对象是从金属表面逸出的光电子，其列式依据为能量守恒定律 3由 Ek 图象可以得到的物理量(如图 2 所示)(1)极限频率：图线与 轴交点的横坐标 c.(2)逸出功：图线与 Ek轴交点的纵坐标的值 W0E.(3)普朗克常量：图线的斜率 kh.典例剖析 例 1 入射光照射到某金属表面上发生光电效应，若入射光的强度减弱，而频率保持不变，那么()A从光照至金属表面上到发射出光电子之间的时间间隔将明显增加 B逸出的光电子的最大初动能将减小 C单位时间内从金属表面逸出的光电子数目将减少 D有可能不发生光电效应 第 4 页 共 10 页 图 3 图 4 图 5 跟踪训练 1(2011 福建理综 29(1)爱因斯坦因提出了光量子概念并成功 地解释光电效应的规律而获得了 1921 年诺贝尔物理学奖某种金属逸 出光电子的最大初动能 Ekm与入射光频率 的关系如图 3 所示，其中 0 为极限频率从图中可以确定的是()A逸出功与 有关 BEkm与入射光强度成正比 C当 0时，会逸出光电子 D图中直线的斜率与普朗克常量有关 考点二 波粒二象性 考点解读 1粒子的波动性：实物粒子也具有波动性，满足如下关系：h和 hp，这种波称为德布罗意波，也叫物质波 2光的波粒二象性 光既有波动性，又有粒子性，两者不是孤立的，而是有机的统一体，其表现规律为：(1)个别光子的作用效果往往表现为粒子性；大量光子的作用效果往往表现为波动性(2)频率越低波动性越显著，越容易看到光的干涉和衍射现象；频率越高粒子性越显著，越不容易看到光的干涉和衍射现象，贯穿本领越强(3)光在传播过程中往往表现出波动性；在与物质发生作用时，往往表现为粒子性 典例剖析 例 2 关于物质的波粒二象性，下列说法中不正确的是()A不仅光子具有波粒二象性，一切运动的微粒都具有波粒二象性 B运动的微观粒子与光子一样，当它们通过一个小孔时，都没有特定的运动轨道 C波动性和粒子性，在宏观现象中是矛盾的、对立的，但在微观高速运动的现象中是统一的 D实物的运动有特定的轨道，所以实物不具有波粒二象性 跟踪训练 2 如图 4 所示，用单色光做双缝干涉实验，P 处为亮条纹，Q 处为暗条纹不改变单色光的频率，而调整光源使其极微弱，并把单 缝调至只能使光子一个一个地过去，那么过去的某一光子()A一定到达 P 处 B一定到达 Q 处 C可能到达 Q 处 D都不正确 考点三 光电效应方程的应用 典例剖析 例 3 如图 5 所示，当开关 S 断开时，用光子能量为 2.5 eV 的一束光照 射阴极 P，发现电流表读数不为零合上开关，调节滑动变阻器，发 现当电压表读数小于 0.60 V 时，电流表读数仍不为零；当电压表读数 大于或等于 0.60 V 时，电流表读数为零(1)求此时光电子的最大初动能的大小；(2)求该阴极材料的逸出功 第 5 页 共 10 页 思维导图 跟踪训练 3(2010 四川理综 18)用波长为 2.0 107 m 的紫外线照射钨的表面，释放出来的光电子中最大的动能是 4.7 1019 J 由此可知，钨的极限频率是(普朗克常量 h6.63 1034 J s，光速 c3.0 108 m/s，结果取两位有效数字)()A5.5 1014 Hz B7.9 1014 Hz C9.8 1014 Hz D1.2 1015 Hz 16.用光电管研究光电效应 例 4(2010 江苏单科 12C)研究光电效应的电路如图 6 所示用频率相 同、强度不同的光分别照射密封真空管的钠极板(阴极 K)，钠极板发 射出的光电子被阳极 A 吸收，在电路中形成光电流下列光电流 I 与 A、K 之间的电压 UAK的关系图象中，正确的是_ 建模感悟 1常见电路(如图所示)2两条线索(1)通过频率分析：光子频率高光子能量大产生光电子的最大初动能大(2)通过光的强度分析：入射光强度大光子数目多产生的光电子多光电流大 3概念辨析 照射光 强度决定着每秒钟光源发射的光子数频率决定着每个光子的能量Eh光电子 每秒钟逸出的光电子数决定着光电流的强度光电子逸出后的最大初动能 第 6 页 共 10 页 图 7 图 8 跟踪训练 4 如图 7 是利用光电管研究光电效应的实验原理示意 图，用可见光照射光电管的阴极 K，电流表中有电流通过，则()A滑动变阻器的滑动触头由 a 端向 b 端滑动的过程中，电流 表中一定无电流通过 B滑动变阻器的滑动触头由 a 端向 b 端滑动的过程中，电流表的示数一定会持续增大 C将滑动变阻器的滑动触头置于 b 端，改用紫外线照射阴极 K，电流表中一定有电流通 过 D将滑动变阻器的滑动触头置于 b 端，改用红外线照射阴极 K，电流表中一定有电流通过 A 组 光电效应规律的理解 1光电效应的实验结论是：对于某种金属()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 2对光电效应的理解正确的是()A金属钠的每个电子可以吸收一个或一个以上的光子，当它积累的动能足够大时，就能逸出金属 B如果入射光子的能量小于金属表面的电子克服原子核的引力而逸出时所需做的最小功，便不能发生光电效应 C发生光电效应时，入射光越强，光子的能量就越大，光电子的最大初动能就越大 D由于不同金属的逸出功是不相同的，因此使不同金属产生光电效应，入射光的最低频率也不同 B 组 光电效应方程的应用 3(2010 浙江理综 16)在光电效应实验中，飞飞同学用同一光 电管在不同实验条件下得到了三条光电流与电压之间的关 系曲线(甲光、乙光、丙光)，如图 8 所示则可判断出()A甲光的频率大于乙光的频率 B乙光的波长大于丙光的波长 C乙光对应的截止频率大于丙光的截止频率 D甲光对应的光电子最大初动能大于丙光的光电子最大初动能 第 7 页 共 10 页 4(2011 课标 35(1)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为 0，该金属的逸出功为_若用波长为(0)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.C 组 光的波粒二象性 5下列表述正确的是()A 衰变的实质在于原子核内某个中子转化成了一个质子和一个电子 B光的波动性不是由于光子之间的相互作用引起的 C汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子核结构模型 D德布罗意的“物质波”假设否定了光具有波动性 6在单缝衍射实验中，中央亮纹的光强占整个从单缝射入的光强的 95%以上，假设现在只让一个光子通过单缝，那么该光子()A一定落在中央亮纹处 B一定落在亮纹处 C可能落在暗纹处 D落在中央亮纹处的可能性最大 第 8 页 共 10 页 图 1 课时规范训练课时规范训练(限时：45 分钟)一、选择题 1爱因斯坦由光电效应的实验规律，猜测光具有粒子性，从而提出光子说，从科学研究的方法来说，这属于()A等效替代 B控制变量 C科学假说 D数学归纳 21905 年是爱因斯坦的“奇迹”之年，这一年他先后发表了三篇具有划时代意义的论文，其中关于光量子的理论成功的解释了光电效应现象关于光电效应，下列说法正确的是()A当入射光的频率低于极限频率时，不能发生光电效应 B光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 C光电子的最大初动能与入射光的强度成正比 D某单色光照射一金属时不发生光电效应，改用波长较短的光照射该金属可能发生光电效应 3(2009 宁夏、辽宁理综)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从金属表面逸出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 4(2011 上海单科 2)用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应，可能使该金属产生光电效应的措施是()A改用频率更小的紫外线照射 B改用 X 射线照射 C改用强度更大的原紫外线照射 D延长原紫外线的照射时间 5以下说法正确的是()A贝克勒尔通过对天然放射现象的研究发现了原子的核式结构 B 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的 C用绿光照射一光电管，能够发生光电效应，欲使光电子从阴极逸出时的最大初动能增大，可改用紫光照射 D已知能使某金属发生光电效应的单色光的极限频率为 0，则当频率为 20的单色光照射该金属时，光电子的最大初动能为 2h0 6.如图 1 是某金属在光的照射下产生的光电子的最大初动能 Ek与入射光频率 的关系图象由图象可知()A该金属的逸出功等于 E B该金属的逸出功等于 hc C入射光的频率为 2c时，产生的光电子的最大初动能为 E D入射光的频率为c2时，产生的光电子的最大初动能为E2 第 9 页 共 10 页 7如图 2 所示是用光照射某种金属时逸出的光电子的最大初动能随入射光频率的变化图线(直线与横轴的交点坐标为 4.27，与纵轴交点坐标为 0.5)由图可知()图 2 A该金属的截止频率为 4.27 1014 Hz B该金属的截止频率为 5.5 1014 Hz C该图线的斜率表示普朗克常量 D该金属的逸出功为 0.5 eV 8在光电效应实验中，小明同学用同一实验装置(如图 3a)在甲、乙、丙三种光的照射下得到了三条电流表与电压表读数之间的关系曲线，如图 b 所示则正确的是()图 3 A乙光的频率小于甲光的频率 B甲光的波长大于丙光的波长 C丙光的光子能量小于甲光的光子能量 D乙光对应的光电子最大初动能小于丙光的光电子最大初动能 9下表给出了一些金属材料的逸出功.材料 铯 钙 镁 铍 钛 逸出功(1019 J)3.0 4.3 5.9 6.2 6.6 现用波长为 400 nm 的单色光照射上述材料，能产生光电效应的材料最多有几种(普朗克常量 h6.63 1034 J s，光速 c3.0 108 m/s)()A2 种 B3 种 C4 种 D5 种 二、非选择题 10用同一束单色光，在同一条件下先后照射锌片和银片，都能产生光电效应，在这两个过程中，对于下列四个量，一定相同的是_，可能相同的是_，一定不同的是_ A光子的能量 B光电子的逸出功 C光电子动能 D光电子初动能 第 10 页 共 10 页 11紫光在真空中的波长为 4.5 107 m，问：(1)紫光光子的能量是多少？(2)用它照射极限频率为 c4.62 1014 Hz 的金属钾能否产生光电效应？(3)若能产生，则光电子的最大初动能为多少？(h6.63 1034 J s)12波长为 0.17 m 的紫外线照射至金属筒上能使其发射光电子，光电子在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，做最大半径为 r 的匀速圆周运动时，已知 r B5.6 106 T m，光电子质量 m9.1 1031 kg，电荷量 e1.6 1019 C求：(1)光电子的最大动能(2)金属筒的逸出功 第 1 页 共 9 页 图 1 原子结构原子结构 氢原子光谱氢原子光谱 导学目标 1.理解玻尔理论对氢原子光谱的解释.2.掌握氢原子的能级公式并能灵活应用，会用氢原子能级图求解原子的能级跃迁问题 一、原子的核式结构模型 基础导引 判断下列说法的正误：(1)汤姆孙首先发现了电子，并测定了电子电荷量，且提出了“枣糕”式原子模型()(2)卢瑟福做 粒子散射实验时发现 粒子绝大多数穿过，只有少数发生大角度偏转()(3)粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 ()(4)卢瑟福提出了原子“核式结构”模型，并解释了 粒子发生大角度偏转的原因()知识梳理 1电子的发现：1897 年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子 2原子的核式结构(1)粒子散射实验的结果 绝大多数 粒子穿过金箔后，基本上仍沿原来的方向前进，但 _ 粒子发生了大角度偏转，_ 粒子甚至被撞了 回来，如图 1 所示(2)卢瑟福的原子核式结构模型 在原子的中心有一个很小的核，叫_，原子的所有正电荷和几乎_都集中在原子核里，带负电的_在核外绕核旋转(3)原子核的尺度：原子核直径的数量级为_ m，原子直径的数量级约为_ m.二、氢原子光谱 基础导引 对原子光谱，下列说法正确的是()A原子光谱是不连续的 B由于原子都是由原子核和电子组成的，所以各种原子的原子光谱是相同的 C各种原子的原子结构不同，所以各种原子的原子光谱也不相同 D分析物质发光的光谱，可以鉴别物质中含哪些元素 第 2 页 共 9 页 知识梳理 1线状谱、连续谱、吸收谱的产生(1)线状谱：由稀薄气体或金属蒸气所发出的光谱为线状光谱，不同元素的谱线不同，又称为原子的特征谱线(2)连续谱：由炽热固体、液体及高压气体发光所发射的光谱均为连续光谱(3)吸收谱：连续光谱中某波长的光波被吸收后出现的暗线太阳光谱就是典型的吸收光谱 2光谱分析：利用每种原子都有自己的特征谱线可以用来鉴别物质和确定物质的组成成 分，且灵敏度很高在发现和鉴别化学元素上有着重大的意义 特别提醒 光谱的分类 三、玻尔原子模型、能级 基础导引 玻尔在他提出的原子模型中所做的假设有_ 原子处在具有一定能量的定态中，虽然电子绕核运动，但不向外辐射能量 原子的不同能量状态与电子沿不同的圆轨道绕核运动相对应，而电子的可能轨道的分布是不连续的 电子从一个轨道跃迁到另一个轨道时，辐射(或吸收)一定频率的光子 电子跃迁时辐射的光子的频率等于电子绕核做圆周运动的频率 知识梳理 1玻尔原子模型(1)轨道假设：原子中的电子在库仑引力的作用下，绕原子核做圆周运动，电子绕核运动的可能轨道是_的(2)定态假设：电子在不同的轨道上运动时，原子处于不同的状态，因而具有不同的能量，即原子的能量是_的这些具有确定能量的稳定状态称为定态，在各个定态中，原子是_的，不向外辐射能量(3)跃迁假设：原子从一个能量状态向另一个能量状态跃迁时要_或_一定频率的光子，光子的能量等于两个状态的_，即 h_.2能级：在玻尔理论中，原子各个可能状态的_叫能级 3基态和激发态：原子能量_的状态叫基态，其他能量(相对于基态)较高的状态叫激发态 4量子数：现代物理学认为原子的可能状态是_的，各状态可用正整数 1,2,3，表示，叫做量子数，一般用 n 表示 第 3 页 共 9 页 5氢原子的能级和轨道半径(1)氢原子半径公式 rn_r1(n1,2,3，)，其中 r1为基态半径，也称为玻尔半径，r1_ m.(2)氢原子能级公式 En_E1(n1,2,3，)，其中 E1为氢原子基态的能量值，E1_ eV.考点一 原子结构与 粒子散射实验 典例剖析 例 1(1)卢瑟福和他的助手做 粒子轰击金箔实验，获得了重要发现，关于 粒子散射实验的结果，下列说法正确的是()A证明了质子的存在 B证明了原子核是由质子和中子组成的 C证明了原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在一个很小的核里 D说明了原子中的电子只能在某些轨道上运动(2)英国物理学家卢瑟福用 粒子轰击金箔，发现了 粒子的散射现象下列图中，O 表示金原子核的位 置，则 能 正 确 表 示 该 实 验 中 经 过 金 原 子 核 附 近 的 粒 子 的 运 动 轨 迹 的 是 图 中 的 ()跟踪训练 1 在卢瑟福进行的 粒子散射实验中，少数 粒子发生大角度偏转的原因是()A正电荷在原子中是均匀分布的 B原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上 C原子中存在着带负电的电子 D原子核中有中子存在 考点二 氢原子能级图及原子跃迁问题 考点解读 第 4 页 共 9 页 图 3 氢原子的能级图(如图 2 所示)图 2(1)能级图中的横线表示氢原子可能的能量状态定态(2)横线左端的数字“1,2,3”表示量子数，右端的数字“13.6，3.40”表示氢原子的能级(3)相邻横线间的距离，表示相邻的能级差，量子数越大，相邻的能级差越小(4)带箭头的竖线表示原子由较高能级向较低能级跃迁，原子跃迁条件为：hEmEn.特别提醒 1.能级越高，量子数越大，轨道半径越大，电子的动能越小，但原子的能量肯定随能级的升高而变大 2原子跃迁发出的光谱线条数 NC2nn(n1)2，是一群氢原子，而不是一个 典例剖析 例 2 如图 3 为氢原子能级图，可见光的光子能量范围约为 1.61 3.10 eV，则下列说法正确的是()A大量处在 n3 能级的氢原子向 n2 能级跃迁时，发出的光 是紫外线 B大量处在 n4 能级的氢原子向低能级跃迁过程中会发出红 外线 C大量处在 n4 能级的氢原子向低能级跃迁时，最容易表现出衍射现象的是由 n4 向 n3能级跃迁辐射出的光子 D用能量为 10.3 eV 的电子轰击，可以使基态的氢原子受激发 思维突破 1.一个原子和一群原子的区别：一个氢原子只有一个电子，在某个时刻电子只能在某一个可能的轨道上，当电子从一个轨道跃迁到另一个轨道上时，可能情况有多种 C2nn(n1)2，但产生的跃迁只有一种而如果是大量的氢原子，这些原子的核外电子跃迁时就会出现所有的可能情况 2入射光子和入射电子的区别：若是在光子的激发下引起原子跃迁，则要求光子的能量必须等于原子的某两个能级差；若是在电子的碰撞下引起的跃迁，则要求电子的能量必须大于或等于原子的某两个能级差两种情况有所区别 跟踪训练 2 某光电管的阴极为金属钾制成的，它的逸出功为 2.21 第 5 页 共 9 页 图 4 eV，如图 4 是氢原子的能级图，一群处于 n4 能级的氢原子向 低能级跃迁时，辐射的光照射到该光电管的阴极上，这束光中能 使金属钾发生光电效应的光谱线条数是()A2 条 B4 条 C5 条 D6 条 考点三 与能级相关的计算 典例剖析 例 3(2010 海南 19)(1)能量为 Ei的光子照射基态氢原子，刚好可使该原子中的电子成为自由电子 这一能量 Ei称为氢的电离能现用一频率为 的光子从基态氢原子中击出了一电子，该电子在远离核以后速度的大小为_(用光子频率、电子质量 m、氢原子的电离能 Ei和普朗克常量 h 表示)(2)氢原子在基态时轨道半径 r10.531010 m，能量 E113.6 eV，求氢原子处于基态时：电子的动能；原子的电势能；用波长是多少的光照射可使基态氢原子电离？跟踪训练 3(2011 江苏 12C(2)按照玻尔原子理论，氢原子中的电子离原子核越远，氢原子的能量_(选填“越大”或“越小”)已知氢原子的基态能量为 E1(E121，则()A0N，X、Y 两种微粒竖直向上离开放射源后正确的运动轨迹是()3 14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法若以横坐标 t 表示时间，纵坐标 m表示任意时刻14C 的质量，m0为 t0 时14C 的质量 下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是()4.238 92U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210 aX(X 代表某种元素)，也可以经一次 衰变变成 b81Ti，210 aX 和 b81Ti 最后都变成206 82Pb，衰变路径如图 1 所 示则图中()Aa84，b206 B是 衰变，是 衰变 C是 衰变，是 衰变 D.b81Ti 经过一次 衰变变成206 82Pb 5(2010 全国 14)原子核AZX 与氘核21H 反应生成一个 粒子和一个质子由此可知()AA2，Z1 BA2，Z2 CA3，Z3 DA3，Z2 第 10 页 共 11 页 6某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为 11H12 6C13 7NQ1 11H15 7N12 6CXQ2，方程中 Q1、Q2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核 11H 32He 42He 12 6C 13 7N 15 7N 质量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1 以下推断正确的是()AX 是32He，Q2Q1 BX 是42He，Q2Q1 CX 是32He，Q2Q1 DX 是42He，Q2Q1 7钴 60 是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为 5.27 年它会通过 衰变放出能量高达 315 keV 的高速电子衰变为镍 60，同时会放出两束 射线，其能量分别为 1.17 MeV 及 1.33 MeV.钴 60 的应用非常广泛，几乎遍及各行各业 在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于癌症和肿瘤的放射治疗关于钴 60 下列说法正确的是()A衰变方程为6027Co6028Ni 01e B利用钴 60 对人体肿瘤进行放射治疗是利用其衰变放出的电子流 C钴 60 可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 D钴 60 衰变过程中不会有质量亏损 8正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15 8O 注入人体，15 8O 在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对 光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图象则根据 PET 原理判断下列表述正确的是()A.15 8O 在人体内衰变的方程是15 8O15 7N01e B正、负电子湮灭的方程是01e01e2 C在 PET 中，15 8O 主要用途是作为示踪原子 D在 PET 中，15 8O 主要用途是参与人体的新陈代谢 9我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应方程有：(1)235 92U10n9038Sr136 54Xek10n；(2)21H31H42Hed10n；关于这两个方程，下列说法正确的是()A方程(1)属于 衰变 B方程(2)属于轻核聚变 C方程(1)中 k10，方程(2)中 d1 D方程(1)中 k6，方程(2)中 d1 10北京奥运会的相关场馆建设大量采用对环境有益的新技术，如奥运会场馆周围 80%的路灯利用了太阳能发电技术，奥运会 90%的洗浴热水采用了全玻真空太阳能集热技术太阳能的产生是太阳内部高温高压条件下的核反应形成的，下列说法正确的是()A该核反应的方程可能是 411H42He201e B该核反应的方程可能是235 92U10n136 54Xe9038Sr1010n C411H42He201e 反应之所以释放出能量，是因为11H 核子的平均质量较42He 的大 D411H42He201e 反应之所以释放出能量，是因为11H 核子的平均质量较42He 的小 第 11 页 共 11 页 二、非选择题 11(2011 天津理综 12(1)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展当今医学影像诊断设备 PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳 11 作示踪原子碳 11 可由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14 获得，同时还会产生另一粒子，试写出核反应方程 若碳 11 的半衰期 为 20 min，经 2.0 h 剩余碳 11 的质量占原来的百分之几？(结果取 2 位有效数字)12(1)近期媒体报道，叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡英国警方调查认为，毒杀利特维年科的是超级毒药放射性元素钋(Po)Po 的半衰期为 138 d，经衰变生成稳定的铅(Pb)，那么经过 276 d,100 g Po 已衰变的质量为_ g.(2)一个氘核(21H)和一个氚核(31H)结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为 m，已知阿伏加德罗常数为 NA，真空中的光速为 c，若 1 mol 氘和 1 mol 氚完全发生上述核反应，则在核反应中释放的能量为_ ANAmc2 B2NAmc2 C12NAmc2 D5NAmc2(3)用速度为 v0、质量为 m1的42He 核轰击质量为 m2的静止的14 7N 核，发生核反应，最终产生两种新粒子 A 和 B.其中 A 为17 8O 核，质量为 m3，速度为 v3；B 的质量为 m4.计算粒子 B 的速度 vB；粒子 A 的速度 v3符合什么条件时，粒子 B 的速度方向与 He 核的运动方向相反