Question

（选修模块3-5）
（1）原子核的比结合能与核子数的关系如图所示．核子组合成原子核时

B

．
A．小质量数的原子核质量亏损最大
B．中等质量数的原子核质量亏损最大
C．大质量数的原子核质量亏损最大
D．不同质量数的原子核质量亏损相同
（2）在核反应堆中用石墨做慢化剂使中子减速，中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，则碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向

相反

（选填“相反”或“相同”），碳核的动量

大于

（选填“大于”、“等于”或“小于”） 碰后中子的动量．
（3）氢原子的能级如图所示．原子从能级n=3向n=1跃迁所放出的光子，正好使某种金属材料产生光电效应．有一群处于n=4能级的氢原子向较低能级跃迁时所发出的光照射该金属．求该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．普朗克常量h=6.63×10^-34J?s，结果保留两位有效数字．

Answer 1

分析：（1）由图读出比结合能与质量数的关系，然后根据爱因斯坦质能方程分析核子组合成原子核时质量的变化情况．
（2）根据动量守恒判断碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向的关系，以及碳核的动量与碰后中子的动量的大小关系．
（3）根据玻尔理论和爱因斯坦光电效应方程，研究该金属的截止频率和产生光电子最大初动能的最大值．

解答：解：（1）由图可知，中等质量的原子核的比结合能最大，
根据爱因斯坦质能方程可知，核子组合成原子核时质量亏损最大．
（2）中子以一定速度与静止碳核发生正碰，碰后中子反向弹回，总动量方向与中子原来的速度方向相同，
根据动量守恒定律可知，碰后碳核的运动方向与此时中子运动的方向相反，碳核的动量大于碰后中子的动量．
（3）根据玻尔理论得到，E₃-E₁=hγ，解得γ=2.9×10¹⁵Hz；
从n=4向n=1跃迁所放出的光子照射金属产生光电子最大初动能最大，
根据爱因斯坦光电方程E_k=（E₄-E₁）-（E₃-E₁），得E_k=0.66eV；
故答案为：（1）B；（2）相反；大于；（3）截止频率是2.9×10¹⁵Hz；
产生光电子最大初动能的最大值是0.66eV．

点评：本题是选修部分内容，在高考中，选修部分的试题难度不大，只要立足课本，紧扣考纲，掌握基本知识和基本原理，就能取得高分．