Question

（选修3-5模块选做题）

（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”。

A．普朗克在研究黑体辐射问题中提出了能量子假说（    ）

B．康普顿效应说明光子有动量，即光具有粒子性（    ）

C．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象（    ）

D．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构（    ）

（2）气垫导轨是常用的一种实验仪器。它是利用气泵使带孔的导轨与滑块之间形成气垫，使滑块悬浮在导轨上，滑块在导轨上的运动可视为没有摩擦。我们可以用带竖直挡板C和D的气垫导轨以及滑块A和B来验证动量守恒定律，实验装置如图所示（弹簧的长度忽略不计），采用的实验步骤如下：

A．用天平分别测出滑块A、B的质量m_A、m_B；

B．调整气垫导轨，使导轨处于水平；

C．在A和B间放入一个被压缩的轻弹簧，用电动卡销锁定，静止地放置在气垫导轨上；

D．用刻度尺测出A的左端至C板的距离L₁；

E．按下电钮放开卡销，同时使分别记录滑块A、B运动时间的计时器开始工作。当A、B滑块分别碰撞C、D挡板时停止计时，记下A、B分别到达C、D的运动时间t₁和t₂。

本实验中还应测量的物理量是_____________，利用上述测量的实验数据，验证动量守恒定律的表达式是_____________。

（3）2008年北京奥运会场馆周围80％—90％的路灯将利用太阳能发电技术来供电，奥运会90％的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术。科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部4个氢核（）转化成一个氦核（）和两个正电子（）并放出能量。已知质子质量m_p=1.007 3 u，α粒子的质量m_α=4.001 5 u，电子的质量m_e=0.000 5 u。1 u的质量相当于931 MeV的能量。

①写出该热核反应方程；

②一次这样的热核反应过程中释放出多少兆电子伏的能量?（结果保留四位有效数字）

Answer 1

（1）√√××

（2）B的右端至D板的距离L₂   =0

（3）①→+

②Δm=4m_p－m_α－2m_e=4×1.007 3 u－4.001 5 u－2×0.000 5 u=0.026 7 u

ΔE=Δmc²=0.026 7 u×931 MeV/u＝24.86 MeV

解析：（1）在研究黑体辐射时，普朗克抛弃了经典物理中的能量连续变化的旧观点，提出了能量量子化假设，A正确；康普顿实验充分证明了爱因斯坦光子说的正确性，所以康普顿效应成为光的量子理论的重要实验依据，B正确；玻尔理论成功解释了氢原子光谱，但不能解释所有原子光谱，C错误；α粒子散射实验现象揭示了原子的核式结构，天然放射现象说明了原子核有结构，D错误。考查基本的物理学史。

（2）考查动量守恒定律。

（3）考查核反应方程的书写、核能的计算。