Question

C．（選修模塊 3 一 5 ） 
（ 1 ）下列說法中正確的是

 

A．太陽輻射的能量主要來源于重核裂變
B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的 
C．X 射線是處于激發(fā)態(tài)的原子核輻射出來的
D．比結(jié)合能越大表示原子核中核子結(jié)合得越松散，原子核越不穩(wěn)定
（ 2 ）用能量為 15eV 的光子照到某種金屬上，能發(fā)生光電效應(yīng)，測得其光電子的最大初動能為 12.45eV，則該金屬的逸出功為

 

 eV．氫原子的能級如圖所示，現(xiàn)有一群處于 n=3 能級的氫原子向低能級躍遷，在輻射出的各種頻率的光子中，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有

 

 種．
（ 3 ） 2011 年 3 月 11 日，日本發(fā)生 9.0級地震后爆發(fā)海嘯，導(dǎo)致福島核電站核泄漏，核安全問題引起世界關(guān)注．福島核電站屬于輕水反應(yīng)堆，即反應(yīng)堆使用普通水作為減速劑，使快中子減速變成慢中子，便于被

235 92

U俘獲，發(fā)生可控制核裂變的鏈式反應(yīng)． 
（ a ）若鈾核

235 92

U俘獲一個慢中子，發(fā)生核裂變后產(chǎn)生了

139 54

Xe 和

94 38

Sr，試寫出核裂變方程． 
（ b ）若快中子的減速過程可視為快中子與普通水中

1 1

H核發(fā)生對心正碰后減速．上述碰撞過程可簡化為彈性碰撞，現(xiàn)假定某次碰撞前快中子速率為 v₀，靶核

1 1

H核靜止．試通過計算說明，此次碰撞后中子的速度變?yōu)槎嗌�？（已知氫核質(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等）．

Answer 1

分析：太陽輻射的能量主要來源于輕核聚變，β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的，x射線又叫倫琴射線，它是由原子內(nèi)層電子躍遷時發(fā)射的波長很短的電磁波；由結(jié)合能的意義分析原子核的穩(wěn)定性；根據(jù)質(zhì)能方程即可求解該金屬的逸出功，根據(jù)質(zhì)能方程即可求解；由動量守恒及能量守恒即可求得此次碰撞后中子的速度．

解答：解：（1）A、太陽輻射的能量主要來源于輕核聚變．故A錯誤．
B、β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的．故B正確．
C、X 射線是原子的內(nèi)層電子受到激發(fā)產(chǎn)生的．故C錯誤．
D、比結(jié)合能越大的原子核，原子核越穩(wěn)定，比結(jié)合能越小的原子核，原子核越不穩(wěn)定．故D錯誤．
故選B．
（2）根據(jù)光電效應(yīng)方程E_km=hv-W₀，解得W₀=hv-E_km=15-12.45eV=2.55eV．
n=3躍遷到n=1輻射的光子能量為-1.51+13.60eV=12.09eV，n=3躍遷到n=2輻射的光子能量為-1.51+3.40eV=1.89eV，n=2躍遷到n=1輻射的光子能量為-3.40+13.60eV=10.20eV，三種光子只有兩種光子能量大于逸出功，所以，能使該金屬發(fā)生光電效應(yīng)的頻率共有2種．
（3）：（a）核裂變方程為：
₉₂²³⁵U+₀¹n→₅₄¹³⁹X_e+₃₈⁹⁴S_r+3₀¹n
（b）設(shè)中子質(zhì)量為M_n，氫核質(zhì)量為M
由動量守恒定律得：M_nv₀=M_nv₁+Mv₂
由能量守恒定律得：

1

2

Mnv02=

1

2

Mnv12+

1

2

Mv22
解得v1=

Mn-M

Mn+M

v0
氫核質(zhì)量和中子質(zhì)量近似相等，則碰后中子速度為：v₁=0
故答案為：B；2.55；2；₉₂²³⁵U+₀¹n→₅₄¹³⁹X_e+₃₈⁹⁴S_r+3₀¹n；0．

點評：本題考查了選修3-5中的內(nèi)容，關(guān)鍵要熟悉教材，牢記基礎(chǔ)概念和基本規(guī)律，即可輕松解決．