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专练23 选修3－5
1．(2022·南京盐城二模)(1)下列说法正确的是________．
A．汤姆孙发觉了电子，并提出了原子的枣糕模型
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的强度小
D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中，并降低其温度，该元素的半衰期将增大
(2)某光电管的阴极K用截止频率为ν0的金属钠制成，光电管阳极A和阴极K之间的正向电压为U，普朗克常量为h，电子的电荷量为e.用频率为ν的紫外线照射阴极，有光电子逸出，光电子到达阳极的最大动能是________；若在光电管阳极A和阴极K之间加反向
2、电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为________．
(3)1928年，德国物理学家玻特用α粒子(He)轰击轻金属铍(Be)时，发觉有一种贯穿力量很强的中性射线．查德威克对该粒子进行争辩，进而发觉了新的粒子——中子．
①写出α粒子轰击轻金属铍的核反应方程．
②若中子以速度v0再与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向射弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？
解析 (1)一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的频率小于金属的极限频率，选项C错误；元素的半衰期是由元素本身性质打算的，与外界的物理、化学性质无关，选项D错误
3、A、B正确．
(2)依据爱因斯坦光电效应方程和动能定理可知eU＝Ekm－(hν－hν0)，即Ekm＝eU＋hν－hν0；在光电管阳极A和阴极K之间加反向电压，要使光电子都不能到达阳极，反向电压至少为U＝.
(3)①Be＋He―→C＋n
②由动量守恒得
mv0＝－mv1＋mNv2
m＝mN
答案 (1)AB (2)eU＋hν－hν0
(3)①Be＋He―→C＋n ②mN
2．(2022·盐城市高三第三次模拟)(1)卢瑟福α粒子散射试验中，金箔中的原子核可以看作静止不动，下列各图画出了两个α粒子运动到金核四周时的散射径迹，其中可能正确的是________．
4、 (2)“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(X)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(Y)的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电．写出这种衰变的核反应方程式______________________________________．
生成的新核处于激发态，会向基态跃迁，辐射光子的频率为ν，已知真空中的光速为c，普朗克常量为h，则此核反应过程中的质量亏损为________．
图1
(3)用光照射处于基态的氢原子，激发后放出6种不同频率的光子，氢原子的能级如图1所示，普朗克常量为h＝6.63×10－34 J
5、·s.求照射光的频率(结果保留两位有效数字)．
解析 α粒子靠近金原子核时，受库仑斥力，故α粒子的运动轨迹不行能向金原子核一侧弯曲，选项C正确，选项A、B、D错误．
(2)中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，故其质量数和核电荷数均为0，据质量数守恒和电荷数守恒，有X＋e―→Y＋γ(中微子)；据质能方程，有hν＝Δmc2，则质量亏损Δm＝.
(3)由C＝6可知，处于第4能级的氢原子自发地向较低能级跃迁时可发出6种不同频率的光子，即处于基态的氢原子被光照射后，跃迁到了第4能级由频率条件，可得hν＝E4－E1，代入数据
有ν＝Hz≈3.1×1015 Hz
答案 (1)C (2
6、)X＋e―→Y＋γ(中微子) (3)3.1×1015Hz
3．(2022·徐州市高三考前信息卷)(1)下列说法正确的是________．
A．氢原子从n＝4的状态跃迁到n＝2的状态时，放射出光子
B．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是由于该束光的波长太短
C．高速运动的质子、中子和电子都具有波动性
D．依据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能增大，原子总能量减小
(2)核聚变电站被称为“人造太阳”，它来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个α粒子，同时释放2个正电子和2个没有静止质量的中微子，质子、氦核、正电子的质量分别为
7、mp、mα、me，真空中的光速为c.此聚变的核反应方程为________________，核反应过程中释放的能量ΔE＝________.
图2
(3)如图2所示，在光滑水平面上放置质量为M的木块．一质量为m、初速度为v0的子弹水平射人木块且未穿出．求：
①子弹和木块的共同速度；
②子弹与木块摩擦产生的热量Q.
解析 氢原子从n＝4的能级跃迁到n＝2的能级时，放射出光子，A正确；一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，说明该光的频率太小，因此是波长太长，B错误；只要是运动的实物粒子都具有波动性，C正确；依据玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，原子总能量增大，D错误．
(2)依据质量数守恒及电荷数守恒可知核反应方程为4H―→He＋2e，该核反应产生的质量亏损是4mp－mα－2me，依据质能方程得放出的能量为(4mp－mα－2me)c2.
(3)①依据动量守恒定律有
mv0＝(M＋m)v得v＝
②依据能量守恒，子弹与木块摩擦产生的热量为
Q＝mv－(M＋m)v2＝
答案 (1)AC (2)4H―→He＋2e
(4mp－mα－2me)c2 (3)① ②
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