内容正文:
第二讲 近代物理
考点一 光电效应及其规律
1.光电效应的“两条对应关系”与“三个关系式”
两条对应关系
光越强(一定频率)→光子数目越多→发射光电子数目越多→饱和电流越大
光子频率越高→光子能量越大→光电子的最大初动能越大
三个关系式
爱因斯坦光电效应方程:Ek=hν-W0
截止频率与逸出功的关系式:hνc=W0
遏止电压与最大初动能的关系式:eUc=Ek
2.光电效应的四类图像
图像名称
图像
由图像直接(或间接)得到的物理量
最大初动能Ek与入射光频率ν的关系图像
Ek=hν-W0
(1)截止频率νc:图像与ν轴交点的横坐标;
(2)逸出功W0:图像与Ek轴交点的纵坐标的绝对值W0=|-E|=E;
(3)普朗克常量h:图像的斜率k=h
颜色相同、强度不同的光,光电流与电压的关系图像
(1)遏止电压Uc:图像与横轴交点的横坐标;
(2)饱和电流;
(3)最大初动能:
Ek=eUc
颜色不同、强度相同的光,光电流与电压的关系图像
(1)遏止电压Uc1、Uc2;
(2)饱和电流;
(3)最大初动能:Ek1=eUc1,Ek2=eUc2
遏止电压Uc与入射光频率ν的关系图像
Uc=ν-
(1)截止频率 νc:图像与横轴交点的横坐标;
(2)遏止电压Uc:随入射光频率的增大而增大;
(3)普朗克常量h:等于图像的斜率与电子电荷量的乘积,即h=ke
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(2025·广东汕头二模)如图所示,用频率为ν的光照射阴极K,闭合开关,调节滑动变阻器的滑片,使微安表的示数减小为0,此时电压表的示数为U。已知普朗克常量为h,电子电荷量为e,下列说法正确的是
A.a端为电源正极
B.阴极K材料的逸出功为hν-eU
C.若保持入射光的频率不变,增大入射光的强度,遏止电压会增大
D.只要照射足够长的时间,任何频率的光都能够使阴极K发出光电子
答案:B
解析:调节滑动变阻器的滑片,使微安表的示数减小为0,此时电压表的示数为U,可知此时所加电压为反向电压,则b端为电源正极,a端为电源负极,故A错误;根据爱因斯坦光电效应方程可得Ek=hν-W0,根据动能定理可得-eU=0-Ek,联立可得阴极K材料的逸出功为W0=hν-eU,若保持入射光的频率不变,增大入射光的强度,逸出的光电子最大初动能不变,则遏止电压不变,故B正确,C错误;只有当入射光的频率大于或等于阴极K材料的截止频率时,才能发生光电效应,使阴极K发出光电子,故D错误。故选B。
预测1.(2024·海南高考)利用如图所示的装置研究光电效应,单刀双掷开关S与1接通,用频率为ν1的光照射光电管,调节滑动变阻器,使电流表的示数刚好为0,此时电压表的示数为U1,已知电子电荷量为e,普朗克常量为h,下列说法正确的是
A.其他条件不变,增大光强,电压表示数增大
B.改用比ν1更大频率的光照射,调整电流表的示数为零,此时电压表示数仍为U1
C.其他条件不变,使开关接S与2接通,电流表示数仍为零
D.光电管阴极材料的截止频率νc=ν1-
答案:D
解析:当开关S接1时,由光电效应方程可得eU1=hν1-W0,故其他条件不变时,增大光强,电压表示数不变,故A错误;若改用比ν1更大频率的光照射时,调整电流表的示数为零,而金属的逸出功不变,故遏止电压变大,即此时电压表示数大于U1,故B错误;其他条件不变时,使开关S接2,此时光电管加的是正向电压,故电流表示数不为零,故C错误;根据光电效应方程可得eU1=hν1-W0,其中W0=hνc,联立解得光电管阴极材料的截止频率为νc=ν1-,故D正确。故选D。
预测2.(2025·广东湛江二模)如图为氢原子的能级示意图,通过激光技术把处于基态的一群氢原子跃迁到n=5的激发态上,又再向低能级跃迁而发出光子,下列说法正确的是
A.发出光子的能量连续分布在0~13.6 eV之间
B.发出光子的能量连续分布在0.31~12.06 eV之间
C.发出光子可能是10个特定的能量值
D.发出光子只能是4个特定的能量值
答案:C
解析:根据频率条件,可知发出光子的能量是不连续的,故A、B错误;从n=5的激发态向低能级跃迁,发出光子的能量可能达到=10个特定的能量值,故C正确,D错误。故选C。
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考点二 原子结构 玻尔模型
1.原子结构三种模型的理解
2.关于原子能级跃迁的五类问题
(1)原子跃迁时:所吸收或释放的光子能量只能等于两能级之间的能量差,即ΔE=hν=|E初-E末|。
(2)原子电离时:所吸收的能量可以大于或等于某一能级能量的绝对值。
(3)一群氢原子和一个氢原子跃迁的区别
①一个氢原子从n能级跃迁发射出光子的最多种类数目N=n-1。
②大量处于n能级的氢原子向低能级跃迁发射出光子的最多种类数目N==。
(4)计算氢原子能级跃迁放出或吸收光子的频率或波长时,要注意各能级的能量值均为负值,单位为电子伏特时计算过程有时需换算单位,1 eV=1.6×10-19 J。
(5)按照玻尔的氢原子模型,电子在各轨道上稳定运动时,有k=m,可得mv2=,可知氢原子的核外电子由能量较高的定态轨道跃迁到能量较低的定态轨道时,辐射光子,电子轨道半径变小,库仑力增大,库仑力做正功,动能增大,系统电势能减少,原子能量减少。
(多选)(2025·河北邯郸二模)星载氢原子钟是利用氢原子能级跃迁时辐射出来的电磁波去控制校准石英钟的。如图为氢原子能级图,则下列说法正确的是
A.氢原子从低能级向高能级跃迁时辐射光子
B.大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,形成的线状光谱总共有3条亮线
C.大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中,波长最长的光子能量为0.66 eV
D.用大量能量为15.6 eV的光子照射处于基态的氢原子,可使其电离
答案:CD
解析:氢原子从低能级向高能级跃迁时需要吸收光子,故A错误;大量处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时,形成的线状光谱总共有6条亮线,故B错误;大量处于n=4能级的氢原子辐射出来的光子中,波长最长的光子能量为4→3能级产生的,能量大小为0.66 eV,故C正确;若想使处于基态的氢原子电离,光子的能量最小需要13.6 eV,故D正确。故选CD。
预测.(2025·甘肃高考)利用电子与离子的碰撞可以研究离子的能级结构和辐射特性。He+离子相对基态的能级图(设基态能量为0)如图所示。用电子碰撞He+离子使其从基态激发到可能的激发态,若所用电子的能量为50 eV,则He+离子辐射的光谱中,波长最长的谱线对应的跃迁为
A.n=4→n=3能级 B. n=4→n=2能级
C.n=3→n=2能级 D. n=3→n=1能级
答案:C
解析:根据题图可知,用能量为50 eV的电子碰撞He+离子,可使He+离子跃迁到n=3能级和n=2能级,由ΔE=En-Em=hν=h可知,波长最长的谱线对应的跃迁为n=3→n=2能级。故选C。
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考点三 原子核及其衰变
1.原子核的衰变及半衰期
2.α衰变和β衰变次数的确定方法
方法一:由于β衰变不改变质量数,故可以先由质量数改变量确定α衰变的次数,再根据电荷数守恒确定β衰变的次数。
方法二:设α衰变次数为x,β衰变次数为y,根据质量数守恒和电荷数守恒列方程组求解。
(多选)(2025·河北衡水二模)核污染水中含有60余种放射性物质,这将对全球海洋环境和人类健康造成难以估量的影响。下列说法正确的是
A.氚的半衰期为12.43年,如果金属罐中密封有1 kg氚,则12.43年后金属罐(含氚气)的质量将减少0.5 kg
B.锶90发生β衰变的衰变方程为SrY+eSr的比结合能比Y的小
CTh衰变为Rn,经过3次α衰变、2次β衰变
D.放射性元素的半衰期在夏天时可能会比在冬天时的短
答案:BC
解析:如果金属罐中密封有1 kg氚,12.43年后金属罐中的氚会有一半发生衰变,但产生的新物质还在金属罐内,则金属罐(含氚气)的质量减少量不是0.5 kg,故A错误;锶90发生β衰变的衰变方程为SrYeY更稳定Sr的比结合能比Y的小,故B正确;设Th衰变为Rn,经过m次α衰变、n次β衰变,根据质量数与电荷数守恒有234=222+4m,90=86+2m-n,解得m=3,n=2,即Th衰变为Rn,经过3次α衰变、2次β衰变,故C正确;放射性元素的半衰期跟温度无关,故D错误。故选BC。
预测.某核动力集装箱船采用了第四代钍基堆型熔盐反应堆。其涉及的核反应包含Th(钍)衰变为Pa(镤),下列关于此衰变说法正确的是
A.衰变方程为ThPae
B.钍核含有90个质子和140个中子
C.衰变放出的电子来自原子的核外电子
DPa核的平均结合能小于Th核的平均结合能
答案:A
解析:根据反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒可知,衰变方程为ThPae,故A正确Th核含有90个质子和143个中子,故B错误;衰变放出的电子来自原子核内中子转化为质子的过程,故C错误;衰变后,Pa核比Th核更稳定,所以Pa 核的平均结合能大于Th 核的平均结合能,故D错误。
考点四 核反应方程与核能
1.核反应方程的理解及应用
类型
可控性
核反应方程典例
衰变
α衰变
自发
UThHe
β衰变
自发
ThPae
人工转变
人工控制
NHeOH
(卢瑟福发现质子)
HeBeCn
(查德威克发现中子)
重核裂变
比较容易进行人工控制
UnBaKr+n
轻核聚变
很难控制
HHHen+17.6 MeV
2.核能的计算方法
(1)利用爱因斯坦质能方程计算:ΔE=Δmc2。
(2)根据原子质量单位(u)数计算:1原子质量单位(u)相当于931.5兆电子伏特(MeV)能量。
(3)根据能量守恒计算:如果核反应时释放的核能全部以动能形式呈现,则核反应过程中系统动能的增加量即为释放的核能,即ΔE=ΔEk。
(2025·湖北高考)PET(正电子发射断层成像)是核医学科重要的影像学诊断工具,其检查原理是
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将含放射性同位素(如F)的物质注入人体参与人体代谢,从而达到诊断的目的。F的衰变方程为FXeν,其中ν是中微子。已知F的半衰期是110分钟。下列说法正确的是
A.X为O
B.该反应为核聚变反应
C.1克F经110分钟剩下0.5克F
D.该反应产生的ν在磁场中会发生偏转
答案:C
解析:设X的质量数为A,电荷数为Z,则由质量数守恒和电荷数守恒可知,18=A+0+0,9=Z+1+0,解得A=18,Z=8,X为O,A错误;核聚变反应是指两个或多个较轻的原子核结合成一个或多个较重的原子核的过程,则该反应不是核聚变反应,B错误;根据m=m0可知,1克F经110分钟剩下0.5克F,C正确;中微子ν不带电荷,所以其在磁场中不会发生偏转,D错误。故选C。
(2024·浙江1月选考)已知氘核质量为2.014 1 u,氚核质量为3.016 1 u,氦核质量为4.002 6 u,中子质量为1.008 7 u,阿伏加德罗常数NA取6.0×1023 mol-1,氘核摩尔质量为2 g·mol-1,1 u相当于931.5 MeV的能量。关于氘与氚聚变成氦,下列说法正确的是
A.核反应方程式为HHHen
B.氘核的比结合能比氦核的大
C.氘核与氚核的间距达到10-10 m就能发生核聚变
D.4 g氘完全参与聚变释放出能量的数量级为1025 MeV
答案:D
解析:根据核反应过程遵循质量数守恒和电荷数守恒可知,该核反应方程式为HHHen,A错误;比结合能越大,原子核越稳定,聚变反应的生成物比反应物更稳定,故氦核的比结合能大于氘核的比结合能,B错误;要使氘核与氚核发生核聚变反应,应使它们之间的距离达到10-15 m以内,C错误;一个氘核和一个氚核发生核聚变反应的质量亏损Δm=(2.014 1+3.016 1-4.002 6-1.008 7)u=0.018 9 u,则一个氘核参与聚变释放的能量ΔE=0.018 9×931.5 MeV≈17.6 MeV,4 g氘完全参与聚变释放出的能量E=NAΔE≈×6×1023×17.6 MeV≈2.11×1025 MeV,D正确。故选D。
预测1.(2025·江苏南京二模)2025年5月23日,中广核广西防城港核电三期工程建设动员大会在广西防城港市举行,标志着中广核防城港核电三期工程建设全面启动。项目新建的5、6号“华龙一号”核电机组单机容量120.8万千瓦。核反应堆是利用中子轰击重核发生裂变反应,释放出大量核能UnBaKr+aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种,X是某种粒子,a是X粒子的个数,用mU、mBa、mKr分别表示UBaKr核的质量,mX表示X粒子的质量,c为真空中的光速。以下说法正确的是
A.X为中子,a=2
B.太阳就是一个巨大的铀核裂变反应堆
C.上述核反应中放出的核能ΔE=(mU-mBa-mKr-2mX)c2
D.铀块体积必须达到临界体积,有质子通过时,才能发生链式反应
答案:C
解析:由电荷数守恒知X的电荷数为0,故X为中子,由质量数守恒知a=3,故A错误;太阳发生的是轻核聚变,所以太阳是一个巨大的热核反应堆,故B错误;由题意知,核反应过程中的质量亏损Δm=mU+mX-mBa-mKr-3mX,由质能方程可知,释放的核能ΔE=Δmc2=(mU-mBa-mKr-2mX)c2,故C正确;根据链式反应的条件可知,铀块体积必须达到临界体积,有中子通过时,才能发生链式反应,故D错误。故选C。
预测2.(2025·陕西咸阳二模)原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正确的是
A.O核的结合能约为64 MeV
BHe核比Li核更稳定
C.两个H核结合成He核时吸收能量
DU核中核子的平均结合能比Kr核的大
答案:B
解析:由题图可知O核的比结合能约为8 MeV,且核子数为16,因此结合能约为16×8 MeV=128 MeV,故A错误He核比Li核的比结合能更大,则更稳定,故B正确;两个H核结合成He核时发生聚变反应,有质量亏损,释放能量,故C错误;由题图可知U核中核子的比结合能(平均结合能)比Kr核的小,故D错误。故选B。
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1.科技情境类
(2023·广东高考)理论认为,大质量恒星塌缩成黑洞的过程,受核反应C+YO的影响。下列说法正确的是
A.Y是β粒子,β射线穿透能力比γ射线强
B.Y是β粒子,β射线电离能力比γ射线强
C.Y是α粒子,α射线穿透能力比γ射线强
D.Y是α粒子,α射线电离能力比γ射线强
答案:D
解析:根据核反应满足质量数守恒和电荷数守恒可知,Y是α粒子He)。三种射线的穿透能力,γ射线最强,α射线最弱;三种射线的电离能力,α射线最强,γ射线最弱。故选D。
2.科技情境类
(2025·广东高考)有甲、乙两种金属,甲的逸出功小于乙的逸出功。使用某频率的光分别照射这两种金属,只有甲发射光电子,其最大初动能为Ek,下列说法正确的是
A.使用频率更小的光,可能使乙也发射光电子
B.使用频率更小的光,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek
C.频率不变,减弱光强,可能使乙也发射光电子
D.频率不变,减弱光强,若仍能使甲发射光电子,则其最大初动能小于Ek
答案:B
解析:某频率的光不能使乙金属发生光电效应,说明此光的频率小于乙金属的截止频率,则换用频率更小的光不能使乙金属发生光电效应,A错误;由爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0可知,换用频率更小的光,若能使甲发生光电效应,则甲发射出的光电子的最大初动能小于Ek,B正确;频率不变,则小于乙金属的截止频率,不会使乙金属发生光电效应,C
错误;由Ek=hν-W0可知,频率不变,最大初动能不变,D错误。故选B。
3.科技情境类
(2025·江苏高考)江门中微子实验室使用我国自主研发的光电倍增管,利用光电效应捕捉中微子信息。光电倍增管阴极金属材料的逸出功为W0,普朗克常量为h。
(1)求该金属的截止频率ν0;
(2)若频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应,求光电子的最大初动能Ek。
答案:(1) (2)hν-W0
解析:(1)在光电效应中,金属的截止频率对应光电子的最大初动能为0,可得hν0-W0=0
解得ν0=。
(2)频率为ν的入射光能使该金属发生光电效应,由爱因斯坦光电效应方程可得hν-W0=Ek
解得Ek=hν-W0。
4.科技情境类
(2024·广东高考)我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素,科学家尝试使用核反应YAmX+n产生该元素。关于原子核Y和质量数A,下列选项正确的是
A.Y为Fe,A=299 B.Y为Fe,A=301
C.Y为Cr,A=295 D.Y为Cr,A=297
答案:C
解析:核反应方程为YAmX+n,根据电荷数守恒,设Y的质子数为y,则有y+95=119+0,可得y=24,即Y为Cr;根据质量数守恒,则有54+243=A+2,可得A=295。故选C。
专题集训(二十一) 近代物理
(时间:30分钟 满分:45分)
(本栏目内容,在学生用书中以独立形式分册装订!)
(选择题1-9题,每题5分,共45分)
1.(2025·广东广州二模)某同学利用如图(a)的电路研究光电效应。他分别使用蓝光和强弱不同的黄光照射同一光电管,得到光电流和光电管两端电压之间的关系如图(b),则三次实验中
A.实验1用的是强黄光
B.实验2用的是弱黄光
C.实验1光电子最大初动能最大
D.实验3光电子最大初动能最大
答案:A
解析:根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,又因为eUc=Ek,整理可得Uc=ν-,由题图(b)可知,实验1用的光的遏止电压较小,所以为频率较小的黄光,又因为其饱和电流大,所以为强黄光,故A正确;实验2用的光的遏止电压较大,所以为频率较大的蓝光,故B错误;根据eUc=Ek结合题图(b)可知实验2的遏止电压最大,所以实验2光电子最大初动能最大,故C、D错误。故选A。
2.(2025·山东高考)在光电效应实验中,用频率和强度都相同的单色光分别照射编号为1、2、3的金属,所得遏止电压如图所示,关于光电子最大初动能Ek的大小关系正确的是
A.Ek1>Ek2>Ek3 B.Ek2>Ek3>Ek1
C.Ek3>Ek2>Ek1 D.Ek3>Ek1>Ek2
答案:B
解析:由|Uc2|>|Uc3|>|Uc1|和-eUc=Ek,可得Ek2>Ek3>Ek1。故选B。
3.(2024·安徽高考)大连相干光源是我国第一台高增益自由电子激光用户装置,其激光辐射所应用的玻尔原子理论很好地解释了氢原子的光谱特征。图为氢原子的能级示意图,已知紫外光的光子能量大于3.11 eV,当大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,辐射不同频率的紫外光有
A.1种 B.2种
C.3种 D.4种
答案:B
解析:大量处于n=3能级的氢原子向低能级跃迁时,能够辐射出不同频率的光子种类为=3种。辐射出光子的能量分别为ΔE1=E3-E1=-1.51 eV-(-13.6 eV)=12.09 eV,ΔE2=E3-E2=-1.51 eV-(-3.4 eV)=1.89 eV,ΔE3=E2-E1=-3.4 eV-(-13.6 eV)=10.2 eV,其中ΔE1>3.11 eV,ΔE2<3.11 eV,ΔE3>3.11 eV,所以辐射不同频率的紫外光有2种。故选B。
4.(2025·山东济南一模)人工核反应合成的锎252Cf)具有放射性,可衰变为锔Cm),半衰期为2.6年。下列说法正确的是
A.升高温度,锎252半衰期会变短
B.锎252衰变为锔248的过程中产生β粒子
C.100个锎252经过5.2年后,还剩25个锎252没有发生衰变
D.锎252衰变为锔248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氦核
答案:D
解析:半衰期不受温度等外部条件的影响,故A错误;根据质量数守恒和电荷数守恒可知,锎252衰变为锔248的过程中产生α粒子,故B错误;半衰期满足统计规律,少数锎252经过5.2年后,无法知道还剩多少未衰变,故C错误;锎252比锔248多四个核子,是由于锎252衰变为锔248的实质是两个中子和两个质子结合成一个氦核,故D正确。故选D。
5.如图是密立根于1916年发表的钠金属光电效应的遏止电压Uc与入射光频率ν的实验曲线,该实验直接证明了爱因斯坦光电效应方程,并且第一次利用光电效应实验测定了普朗克常量h。由图像可知
A.钠的逸出功为hνc
B.钠的截止频率为8.5×1014 Hz
C.图中直线的斜率为普朗克常量h
D.遏止电压Uc与入射光频率ν成正比
答案:A
解析:根据遏止电压与最大初动能的关系有eUc=Ek,根据爱因斯坦光电效应方程有Ek=hν-W0,结合题图可知,当Uc为0时,解得W0=hνc,A正确;钠的截止频率为νc,根据题图可知,截止频率小于8.5×1014 Hz,B错误;根据A项分析,有Uc=ν-,可知题图中直线的斜率表示,遏止电压Uc与入射光频率ν成线性关系,不是成正比,C、D错误。故选A。
6.(多选)(2025·黑吉辽蒙高考)某理论研究认为,Mo原子核可能发生双β衰变,衰变方程为MoRu+e。处于第二激发态的Ru原子核先后辐射能量分别为0.590 8 MeV和0.539 5 MeV的γ1、γ2两光子后回到基态。下列说法正确的是
A.A=100
B.y=2
C.γ1的频率比γ2的大
D.γ1的波长比γ2的大
答案:ABC
解析:核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒,则有100=A、42=44+y(-1),解得y=2,A、B正确;由题意可知γ1的能量大于γ2的能量,由公式ε=hν可知,γ1的频率大于γ2的频率,C正确;由公式c=λν可知,γ1的波长比γ2的波长短,D错误。故选ABC。
7.(2024·广东省5月三模)2024年2月,我国科学家率先合成新核素锇160和钨156,为理解天体环境的演化提供了重要信息。已知锇160的衰变方程为OsYW,下列说法正确的是
A.锇160发生的是β衰变
B.Y具有很强的穿透能力
C.锇160发生衰变需要吸收能量
D.锇160的比结合能比钨156的比结合能小
答案:D
解析:根据电荷数守恒和质量数守恒,可知Y的质量数为4、电荷数为2,可知Y为α粒子He),则锇160发生的是α衰变,故A错误;α 粒子的穿透能力很弱,故B错误;衰变都是释放能量的,比结合能增大,锇160的比结合能比钨156的比结合能小,故C错误,D正确。故选D。
8.(2025·河北唐山一模)我国太阳探测科学技术试验卫星羲和号已成功实现了国际首次空间太阳Hα波段光谱扫描成像。Hα和Hβ分别为氢原子由n=3和n=4能级向n=2能级跃迁产生的谱线,如图所示,用Hβ对应的光照射某种金属表面,恰好能使该金属发生光电效应。下列说法正确的是
A.Hα对应的光子能量为2.55 eV
B.用Hα对应的光照射该金属表面也能发生光电效应
C.若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率,则该金属的逸出功增大
D.若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率,则逸出的光电子的最大初动能增大
答案:D
解析:根据能级跃迁公式,Hα对应的光子能量为Eα=E3-E2=-1.51 eV- eV=1.89 eV,故A错误;根据能级跃迁公式,对β谱线,Hβ对应的光子能量为Eβ=E4-E2=-0.85 eV-(-3.40) eV=2.55 eV,根据E=hν可知Hα的频率小于Hβ的频率, Hβ照射某金属时恰好发生光电效应,则Hα照射该金属时不能发生光电效应,故B错误;根据爱因斯坦光电效应方程知Ek=hν-W0=hν-hνc,若照射光的频率大于Hβ对应的光的频率,则光电子的最大初动能增大,逸出功的大小与入射光频率无关,由金属本身决定,故C错误,D正确。故选D。
9.(2025·广东省金山中学模拟)静止的镭核Ra发生α衰变,释放出的α粒子的动能为E,已知真空中的光速为c,假设衰变时的能量全部以动能形式释放出来,则衰变过程中总的质量亏损是
A. B.
C. D.
答案:C
解析:镭核Ra)发生α衰变的核反应方程为RaHeRn,令α粒子的质量为m,氡核的质量为M,则根据动量守恒可得p=mvm=MvM,其中E=,所以氡核的动能E'==E,根据爱因斯坦质能方程,可得总的质量亏损Δm===。故选C。
学生用书⬇第96页
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