Question

（1）判斷以下說(shuō)法的正誤，在相應(yīng)的括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”
A．普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)

 

B．康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子有動(dòng)量，即光具有有粒子性

 

C．玻爾建立了量子理論，成功解釋了各種原子發(fā)光現(xiàn)象

 

D．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)

 

（2）氣墊導(dǎo)軌是常用的一種實(shí)驗(yàn)儀器．它是利用氣泵使帶孔的導(dǎo)軌與滑塊之間形成氣墊，使滑塊懸浮在導(dǎo)軌上，滑塊在導(dǎo)軌上的運(yùn)動(dòng)可視為沒(méi)有摩擦．我們可以用帶豎直擋板C和D的氣墊導(dǎo)軌以及滑塊A和B來(lái)驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長(zhǎng)度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：
A．用天平分別測(cè)出滑塊A、B的質(zhì)量m_A、m_B；
B．調(diào)整氣墊導(dǎo)軌，使導(dǎo)軌處于水平；
C．在A和B間放入一個(gè)被壓縮的輕彈簧，用電動(dòng)卡銷鎖定，靜止地放置在氣墊導(dǎo)軌上；
D．用刻度尺測(cè)出A的左端至C板的距離L₁．
E．按下電鈕放開(kāi)卡銷，同時(shí)使分別記錄滑塊A、B運(yùn)動(dòng)時(shí)間的計(jì)時(shí)器開(kāi)始工作．當(dāng)A、B滑塊分別碰撞C、D擋板時(shí)停止計(jì)時(shí)，記下A、B分別到達(dá)C、D的運(yùn)動(dòng)時(shí)間t₁和t₂．
本實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)測(cè)量的物理量是

 

，利用上述測(cè)量的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式是

 

．
（3）2008年北京奧運(yùn)會(huì)場(chǎng)館周圍 80%～90% 的路燈將利用太陽(yáng)能發(fā)電技術(shù)來(lái)供電，奧運(yùn)會(huì)90%的洗浴熱水將采用全玻真空太陽(yáng)能集熱技術(shù)．科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽(yáng)發(fā)光是由于其內(nèi)部不斷發(fā)生從氫核到氦核的核聚變反應(yīng)，即在太陽(yáng)內(nèi)部4個(gè)氫核（

1 1

H）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（_4He）和兩個(gè)正電子（_0e）并放出能量．已知質(zhì)子質(zhì)量m_P=1.0073u，α粒子的質(zhì)量m_α=4.0015u，電子的質(zhì)量m_e=0.0005u． 1u的質(zhì)量相當(dāng)于931．MeV的能量．
①寫(xiě)出該熱核反應(yīng)方程；
②一次這樣的熱核反應(yīng)過(guò)程中釋放出多少M(fèi)eV的能量？（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

Answer 1

分析：（1）普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)；康普頓效應(yīng)說(shuō)明光具有粒子性；玻爾理論成功解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象；天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．
（2）抓住A、B的動(dòng)量的矢量和為零，驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，根據(jù)原理確定需要測(cè)量的物理量，以及動(dòng)量守恒的表達(dá)式．
（3）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫(xiě)出核反應(yīng)方程，根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程求出釋放的核能．

解答：解：（1）A、普朗克在研究黑體輻射問(wèn)題中提出了能量子假說(shuō)．故A正確．
B、康普頓效應(yīng)說(shuō)明光子有動(dòng)量，也有能量，即光具有有粒子性．故B正確．
C、玻爾建立了量子理論，成功解釋了氫原子發(fā)光現(xiàn)象，不能解釋各種原子發(fā)光現(xiàn)象．故C錯(cuò)誤．
D、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)．故D錯(cuò)誤．
（2）驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，需測(cè)出A、B滑塊的速度，已知運(yùn)動(dòng)的時(shí)間和A的左端至C板的距離L₁．所以還需測(cè)量出B的右端至D板的距離L₂，則vA=

L1

t1

，vB=

L2

t2

．
驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律的表達(dá)式mA

L1

t1

=mB

L2

t2

．
（3）①根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得，
4 H→He+2 e
②質(zhì)量虧損△m =4m_P- m_α-2m_e =4×1.0073u-4.0015u-2×0.0005u=0.0267 u
根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程得，
△E=△mc² =0.0267 u×931.5MeV/u=24.86 MeV
故答案為：（1）√√××
（2）B的右端至D板的距離L₂ mA

L1

t1

=mB

L2

t2

（3）①4 H→He+2 e
②24.86 MeV．

點(diǎn)評(píng)：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)知識(shí)點(diǎn)和基本規(guī)律．