Question

（選修3-5）
（1）下列關于近代物理知識說法，你認為正確的是

 

A．德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為只有高速運動的粒子才具有波粒二象性
B．太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應
C．一束光照射到某種金屬上不能發生光電效應，是因為該束光的波長太長
D．按照波爾理論，氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，電子的動能減小，原子總能量增加
（2）一個中子轟擊鈾核（

235 92

U）可裂變生成鋇（

141 56

Ba）和氪（

92 36

Kr）．已知

235 92

U、

141 56

Ba、

92 36

Kr和中子的質量分別是m_u、m_Ba、m_Kr、m_n，則此鈾裂變反應的方程為

 

；該反應中一個²³⁵U裂變時放出的能量為

 

．（已知光速為c）
（3）一質量為M的航天器遠離太陽和行星，正以速度v₀在太空中飛行，某一時刻航天器接到加速的指令后，發動機瞬間向后噴出質量為m的氣體，氣體向后噴出的速度大小為v₁，求加速后航天器的速度大小．（v₀、v₁均為相對同一參考系的速度）

Answer 1

分析：（1）德布羅意提出了物質波，認為實物粒子也具有波動性；太陽輻射的能量來自太陽內部的熱核反應，即核聚變；發生光電效應的條件是入射光的波長小于極限波長，入射光的波長越長，越不容易發生光電效應．能級越高，軌道半徑越大，根據庫侖引力提供向心力，判斷電子動能的變化．
（2）根據電荷數守恒、質量數守恒寫出核反應方程．根據質能方程△E=△mc²求出釋放的核能．
（3）以航天器與內部氣體為系統，運用動量守恒定律求出加速后航天器的速度大小．

解答：解：（1）A、德布羅意在愛因斯坦光子說的基礎上提出物質波的概念，認為實物粒子也具有波動性．故A錯誤．
B、太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核聚變反應．故B錯誤．
C、一束光照射到某種金屬上不能發生光電效應，知入射光的頻率小于極限頻率，或入射光的波長大于極限波長．故C正確．
D、氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，能量增大，根據k

e2

r2

=m

v2

r

，知動能減小．故D正確．
故選CD．
（2）根據電荷數守恒、質量數守恒，鈾裂變反應的方程為

235 92

U+

1 0

n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3

1 0

n．
根據質能方程得，△E=△mc²=（m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n ）c²．
（3）設速度v₀的方向為正方向，則由動量守恒：Mv₀=-mv₁+（M-m）v₂
所以，加速后航天器的速度大小：v2=

Mv0+mv1

M-m

故答案為：（1）CD 
（2）

235 92

U+

1 0

n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3

1 0

n      （m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n ）C²  
（3）v2=

Mv0+mv1

M-m

．

點評：本題考查了光電效應、氫原子能級、核反應方程、質能方程以及動量守恒定律等知識點，難度不大，關鍵掌握這些知識點的基本概念和基本規律．