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原子核 综合、总结与拓展 一、知识地图 二、应考指要 高考对该部分知识每年均有题目出现，其中光电效应、玻尔能级、原子核的结构、原子核的衰变规律及质能方程的命题频率较高，其次物理学史、若干重要的相关物理学理论等，近几年高考中也时有出现．从试题的难度来看，并不大，考查的知识面较广，考查的频率较高，每年都有考题，题型多为选择题和填空题。“联系实际，联系生活，联系高科技”已成为高考命题的趋向，考查内容中体现时代气息。用新名词包装试题，比如2000年全国卷中出现的“超重元素，双电荷交换反应”、2003年的俄效应等各种趋势会增加。试题越来越重视知识的联系，体现学科的综合性。比如核衰变与动量守恒、放射线与生物、化学的联系等。 三、好题精析 例1 下列说法正确的是 A.质子与中子的质量不等，但质量数相等 B．两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力 C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同 D．除万有引力外，两个中子之间不存在其他相互作用力 [解析] 核力是短程力，它只在10-14m范围内作用强，选项B错误；同一种元素的原子核具有相同的质子数，不同的质量数，不同的中子数，选项C错误；任何相邻核子之间除万有引力外，还存在核力，选项D错误． 正确答案 A [点评] 原子核内容是历年高考必考的基础点之一，本题从多个角度设问，对有关概念进行考查，要求对相关知识全面、熟练掌握，一题多考是本题的特色 例2 如图15.4-1所示为氢原子的能级，已知可见光的光子能量范围为1.62eV- 3.11eV, 那么对氢原子在能级跃迁过程中发射或吸收光子的特征认识正确的是 A 用氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光照射锌板一定不能产生光电效应现象 B 氢原子从高能级向n=3的能级跃迁时发出的光，不具有热作用 C 处于n=2能级的氢原子能吸收任意频率的紫外线 D 处于n=3能级的氢原子可以吸收任意频率的紫外线，并且使氢原子电离 [解析] 能使锌板发生光电效应的光子的能量只要大于紫外线的能量就行，氢原子从高能级向基态跃迁时发射的光子中有的光子能量大于紫外线的能量，所以有可能产生光电效应。 氢原子从高能级向n=3的能级跃迁时发出的光的能量小于等于1.51eV,在红外线范围，所以具有热效应。 任意频率紫外线的能量不一定都等于氢原子能级的能级差，不能吸收任意频率的紫外线 处于n=3能级的氢原子的电离能是1.51eV， 而任意频率紫外线的能量都大于1.51eV，可以使氢原子电离。正确选项 D [点评] 原子激发跃迁时，所吸收的能量只能等于两能级的差；原子电离时所吸收的能量可以大于等于某一能级的能量绝对值。 例3．如图15.4-2所示，一天然放射性物质射出三种射线，经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感强度B的大小使得在MN上只有两个点受到射线照射,下面的哪种判断是正确的( )． A．射到b点的一定是射线 B．射到b点的一定是射线 C．射到b点的一定是射线或射线 D射到b点的一定是射线 [解析] 射线不带电，在电场或磁场中它都不受场的作用，只能射到a点，因此D选项不对，调整E和B的大小，即可以使带带正电的 射线沿直线前进，也可以是带负电的射线沿直线前进。沿直线前进的条件是qBv=qe，已知粒子的速度比粒子小得多，当我们调节使粒子沿直线前进时，速度大的 粒子向右偏转，有可能射到b点；当我们调节使粒子沿直线前进时，速度较小的粒子向右偏转，也有可能射到b点，因此C选项正确，而AB选项都不对。 [点评] 要熟练掌握三种射线的特性。 例4．太阳帆飞船是利用太阳光的压力进行太空飞行的航天器．由于太阳光具有连续不断、方向固定等特点，借助太阳帆为动力的航天器无须携带任何燃料，在太阳光光子的撞击下，航天器的飞行速度会不断增加，并最终飞抵距地球非常遥远的天体．现有一艘质量为663kg的太阳帆飞船在太空中运行，其帆面与太阳光垂直．设帆能100％地反射太阳光，帆的面积为66300m2、且单位面积上每秒接受太阳辐射能量为E0＝1.35×104W／m。，已知太阳辐射能量的绝大多数集中在波长为2×10－7m～1×10－5m波段，计算时可取其平均波长为10－6m，且不计太阳光反射时频率的变化．普朗克常量h＝6.63×10－34J·s．求： （1）每秒钟射到帆面的光子数为多少? （2）由于光子作用，飞船得到的加速度为多少? [解析]（1）每秒光照射到帆面上的能量 ① （2分） 光子的平均能量 ② （2分）且 ③ （2分） 每秒射到帆面上的光子数 ④ （2分） 联列①②③