Question

（選修3-5模塊選做題）

（1）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號(hào)內(nèi)打“√”或“×”。

A．普朗克在研究黑體輻射問題中提出了能量子假說（    ）

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

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來驗(yàn)證動(dòng)量守恒定律，實(shí)驗(yàn)裝置如圖所示（彈簧的長度忽略不計(jì)），采用的實(shí)驗(yàn)步驟如下：

A．用天平分別測出滑塊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．用刻度尺測出A的左端至C板的距離L₁；

E．按下電鈕放開卡銷，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)測量的物理量是_____________，利用上述測量的實(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)場館周圍80％—90％的路燈將利用太陽能發(fā)電技術(shù)來供電，奧運(yùn)會(huì)90％的洗浴熱水將采用全玻璃真空太陽能集熱技術(shù)。科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)太陽發(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)，即在太陽內(nèi)部4個(gè)氫核（）轉(zhuǎn)化成一個(gè)氦核（）和兩個(gè)正電子（）并放出能量。已知質(zhì)子質(zhì)量m_p=1.007 3 u，α粒子的質(zhì)量m_α=4.001 5 u，電子的質(zhì)量m_e=0.000 5 u。1 u的質(zhì)量相當(dāng)于931 MeV的能量。

①寫出該熱核反應(yīng)方程；

②一次這樣的熱核反應(yīng)過程中釋放出多少兆電子伏的能量?（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

Answer 1

（1）√√××

（2）B的右端至D板的距離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）在研究黑體輻射時(shí)，普朗克拋棄了經(jīng)典物理中的能量連續(xù)變化的舊觀點(diǎn)，提出了能量量子化假設(shè)，A正確；康普頓實(shí)驗(yàn)充分證明了愛因斯坦光子說的正確性，所以康普頓效應(yīng)成為光的量子理論的重要實(shí)驗(yàn)依據(jù)，B正確；玻爾理論成功解釋了氫原子光譜，但不能解釋所有原子光譜，C錯(cuò)誤；α粒子散射實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象說明了原子核有結(jié)構(gòu)，D錯(cuò)誤�？疾榛�本的物理學(xué)史。

（2）考查動(dòng)量守恒定律。

（3）考查核反應(yīng)方程的書寫、核能的計(jì)算。