D．已知钴60的半衰期为5.27年，则任一个钴60原子核都将在5.27年内发生衰变 解析：选C.光电效应是原子中的电子吸收光子，从而摆脱原子核的束缚，向外释放光电子的现象，故A错误；天然放射性现象说明原子核具有复杂的结构，选项B错误；当一个中子和一个质子结合成一个氘核时，有质量亏损，氘核的质量小于中子与质子的质量之和，选项C正确；半衰期只对大量的原子核有统计规律，对少量的原子核不适用，故选项D错误；故选C.
5. 下列说法正确的是( )
A．根据ΔE＝Δmc可知，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量 B．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变 C．卢瑟福首先发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
D．由氢原子能级示意图知，处于基态的氢原子至少要吸收13.60 eV的能量才能发生电离
解析：选D.爱因斯坦的质能方程E＝mc，不是质量和能量可以相互转化，二者概念根本不同，当发生质量亏损时，质量只是以光子形式发射出去，故A错误；太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故B错误；贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，故C错误；基态的氢原子能量为－13.6 eV，则基态氢原子发生电离，吸收的能量需大于等于13.6 eV，故D正确．
6. 如图所示，是国家国防科技工业局首次发布的“嫦娥二号”月面虹湾局部影像图，科学家发现在月球上含有丰富的2He(氦3)．它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为2He＋2He→ 21H＋2He.关于2He聚变下列表述正确的是( )
3
3
1
4
3
3
2
2
A．聚变反应不会释放能量 B．聚变反应产生了新的原子核 C．聚变反应会有质量亏损
D．目前核电站都采用2He聚变反应发电
解析：选BC.聚变反应和裂变反应是根据爱因斯坦质能方程所发现的两种亏损质量释放能量的核反应方式，答案C对A错．聚变反应是两个质量较小的核结合成一个中等质量的核，有新核产生，答案B对．与裂变相比，聚变反应目前还不能控制反应速度，使用的仅有氢弹，
36
3
太阳也是聚变反应，都不可控，所以核电站都是裂变反应，答案D错．
7．实物粒子和光都具有波粒二象性，下列事实中突出体现波动性的是( ) A．电子束通过双缝实验后可以形成干涉图样 B．β射线在云室中穿过会留下清晰的径迹 C．人们利用慢中子衍射来研究晶体的结构 D．人们利用电子显微镜观测物质的微观结构
解析：选ACD.干涉是波具有的特性，电子束通过双缝实验装置后可以形成干涉图样，说明电子具有波动性，所以A正确；β粒子在云室中受磁场力的作用，做的是圆周运动，与波动性无关，所以B错误；可以利用慢中子衍射来研究晶体的结构，说明中子可以产生衍射现象，说明具有波动性，所以C正确；人们利用电子显微镜观测物质的微观结构，说明电子可以产生衍射现象，说明具有波动性，所以D正确．
8．用频率为ν的光照射在某金属表面时产生了光电子，当光电子垂直射入磁感应强度为B的匀强磁场中做匀速圆周运动时，其最大半径为R，若以W表示逸出功，m、e表示电子的质量和电量，h表示普朗克常数，则电子的最大初动能是( )
A．hν＋W C．hν－W
B．BeR mB2e2R2D. 2m解析：选CD.根据光电效应方程得Ek＝hν－W，故选项C正确；光电子在磁场中做匀速
mv2eBR圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，根据牛顿第二定律得：evB＝，则v＝，最大初动Rm12BeR能的光电子垂直进入匀强磁场，半径最大，所以最大初动能Ek＝mv＝，故选项D正
22m确．
二、非选择题(共4小题，52分)
9．(12分)已知铯的逸出功为1.9 eV，现用波长为4.3×10m的入射光照射金属铯． (1)能否发生光电效应？
(2)若能发生光电效应，求光电子的德布罗意波波长最短为多少．(电子的质量为m＝0.91×10
－30
－7
222
kg)
解析：(1)入射光子的能量E＝hν＝heV≈2.9 eV.
cλ
＝6.626×10
－34
3.0×101×－7×－19 4.3×101.6×10
8
由于E＝2.9 eV>W0，所以能发生光电效应． (2)根据光电效应方程可得光电子的最大初动能
Ek＝hν－W0＝1.6×10－19J
37
而光电子的最大动量p＝2mEk，则光电子的德布罗意波波长的最小值
－34
h6.626×10－9
λmin＝＝ m≈1.2×10m. －30－19
p2×0.91×10×1.6×10
答案：(1)能 (2)1.2×10m
10. (12分)如图所示，氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射出能量为2.55 eV的光子．问：
－9
(1)最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量，才能使它辐射上述能量的光子？ (2)请在图中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图．
解析：(1)氢原子从n＞2的某一能级跃迁到n＝2的能级，辐射光子的频率应满足：
hν＝En－E2＝2.55 eV. En＝hν＋E2＝－0.85 eV，
所以n＝4.
基态氢原子要跃迁到n＝4的能级，应提供ΔE＝E4－E1＝12.75 eV (2)辐射跃迁图如图所示．
答案：(1)12.75 eV (2)跃迁图见解析
11．(14分)某些建筑材料可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康．原来静止的氡核( 86Rn)发生一次α衰变生成新核钋(P0)，并放出一个能量为E0＝0.09 MeV的光子．已知放出的α粒子动能为Eα＝5.55 MeV；忽略放出光子的动能，但考虑其能量；1 u＝931.5 MeV/c.
(1)写出衰变的核反应方程；
(2)衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字) 解析：(1)衰变方程为： 86Rn→ 86Po＋2He； (2)忽略放出光子的动量，根据动量守恒定律，
38
222
218
42222
0＝pα＋pP0，
即新核钋(P0)的动量与α粒子的动量大小相等，又
p2
Ek＝，
2m4
可求出新核钋(P0)的动能为EP0＝Eα
218
由题意，质量亏损对应的能量以光子的能量和新核、α粒子动能形式出现衰变时释放出的总能量为ΔE＝Eα＋EP0＋E0＝Δmc
111Eα＋109E0
故衰变过程中总的质量亏损是Δm＝＝0.006 16 u. 2109c答案：(1) 86Rn→ 86Po＋2He (2)0.006 16 u
12．(14分)用速度大小为v的中子轰击静止的锂核3Li，发生核反应后生成氚核和α粒子，生成的氚核速度方向与中子的速度方向相反，氚核与α粒子的速度之比为7∶8，中子的质量为m，质子的质量可近似看作m，光速为c.
(1)写出核反应方程； (2)求氚核和粒子的速度大小；
(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为α粒子和氚核的动能，求出质量亏损． 解析：(1)根据质量数守恒与电荷数守恒，则有核反应方程为：
10
6
222
218
4
2
n＋3Li→1H＋2He
634
(2)由动量守恒定律得：mnv＝－mHv1＋mHev2 由题意得：v1∶v2＝7∶8 7v8v解得：v1＝，v2＝. 1111
(3)氚核和α粒子的动能之和为：
2
Ek＝·3mv21＋·4mv2＝
1
2124032
mv 243
4032121412
释放的核能为：ΔE＝Ek－Ekn＝mv－mv＝mv
2432121由爱因斯坦质能方程得，质量亏损为 ΔE141mvΔm＝2＝2 c121c答案：(1)0n＋3Li→1H＋2He 7v8v141mv(2)v1＝ v2＝ (3)2
1111121c2
1
6
3
4
2
39