Question

（选修3-5）
（1）下列关于近代物理知识说法，你认为正确的是

 

A．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为只有高速运动的粒子才具有波粒二象性
B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应
C．一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，是因为该束光的波长太长
D．按照波尔理论，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，原子总能量增加
（2）一个中子轰击铀核（

235 92

U）可裂变生成钡（

141 56

Ba）和氪（

92 36

Kr）．已知

235 92

U、

141 56

Ba、

92 36

Kr和中子的质量分别是m_u、m_Ba、m_Kr、m_n，则此铀裂变反应的方程为

 

；该反应中一个²³⁵U裂变时放出的能量为

 

．（已知光速为c）
（3）一质量为M的航天器远离太阳和行星，正以速度v₀在太空中飞行，某一时刻航天器接到加速的指令后，发动机瞬间向后喷出质量为m的气体，气体向后喷出的速度大小为v₁，求加速后航天器的速度大小．（v₀、v₁均为相对同一参考系的速度）

Answer 1

分析：（1）德布罗意提出了物质波，认为实物粒子也具有波动性；太阳辐射的能量来自太阳内部的热核反应，即核聚变；发生光电效应的条件是入射光的波长小于极限波长，入射光的波长越长，越不容易发生光电效应．能级越高，轨道半径越大，根据库仑引力提供向心力，判断电子动能的变化．
（2）根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．根据质能方程△E=△mc²求出释放的核能．
（3）以航天器与内部气体为系统，运用动量守恒定律求出加速后航天器的速度大小．

解答：解：（1）A、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为实物粒子也具有波动性．故A错误．
B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应．故B错误．
C、一束光照射到某种金属上不能发生光电效应，知入射光的频率小于极限频率，或入射光的波长大于极限波长．故C正确．
D、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，能量增大，根据k

e2

r2

=m

v2

r

，知动能减小．故D正确．
故选CD．
（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，铀裂变反应的方程为

235 92

U+

1 0

n→

141 56

Ba+

92 36

Kr+3

1 0

n．
根据质能方程得，△E=△mc²=（m_u-m_Ba-m_Kr-2m_n ）c²．
（3）设速度v₀的方向为正方向，则由动量守恒：Mv₀=-mv₁+（M-m）v₂
所以，加速后航天器的速度大小：v2=

Mv0+mv1

M-m

故答案为：（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

．

点评：本题考查了光电效应、氢原子能级、核反应方程、质能方程以及动量守恒定律等知识点，难度不大，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律．