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专题十三 近代物理初步
基础篇
考点 一 光电效应 普朗克常量 其值为 ｈ ． －３４
， ＝６ ６２６×１０ Ｊ·ｓ。
能量量子化 在微观世界中 能量不能连续
一、能量量子化 ３） ： ，
变化 只能取某些分立值 这种现象叫能量
1.黑体与黑体辐射 ， ，
量子化
黑体 如果某种物体能够完全吸收入射的各 。
１） ：
二、光电效应
种波长的电磁波而不发生反射 这种物体就
， 1.定义 照射到金属表面的光 能使金属中的电
是绝对黑体 简称黑体 ： ，
， 。
子从表面逸出 这个现象称为光电效应 这
黑体辐射实验规律 随着温度的升高 一方 。 ，
２） ： ，
种电子常称为光电子
面 各种波长的辐射强度都有增加 另一方 。
， ，
转化为
面 辐射强度的极大值向波长较短的方向 光电效应的实质 光现象 电现象
， ： → 。
移动 2.实验电路图 如图所示 真空玻璃管中密封的
。 ： ，
D 阴极 和阳极 这两个电极构成光电管
Ｋ Ａ ，Ｋ
在受到光照时能够发射光电子 加在 与
。 Ｋ Ａ
之间的电压大小可以调整 电源的正 负极也
, ， 、
可以对调
。
M( M
,
,
,
lmN
*0 " / , m" (UK *
" D
*
U
*
*
U
"
7
N *"
黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与
8* U
*D
黑体的温度有关 * *
。 E * U
黑体的颜色不一定是黑色 黑体不反射电磁 *"L
，
波 但会向外辐射电磁波 3.实验规律
， 。
2.能量量子化 存在截止频率 ν 也叫极限频率
１） ｃ（ ）
能量子 组成黑体的振动着的带电微粒的能 当入射光的频率低于金属的截止频率时不
１） ： ①
量只能是某一最小能量值 ε 的整数倍 带 发生光电效应
。 。
电微粒辐射或吸收能量时也是以这个最小 不同金属的截止频率不同 即截止频率与金
② ，
能量值为单位一份一份地进行的 这个不可 属自身的性质有关
， 。
再分的最小能量值 ε 叫能量子 存在饱和电流
。 ２） 专
题
公式 ε ｈν ν 是带电微粒的振动频率 也 原因 在光照强度一定的条件下 单位时间 十
２） ： ＝ 。 ， ① ： ，
三
是带电微粒吸收或辐射电磁波的频率 ｈ 是 内阴极 发射的光电子的数目是一定的 电
， Ｋ ， 近
代
物
理
初
步
１２７
压增加到一定值时 所有光电子都被阳极 遏止电压 Ｕ 与入射光频率 ν 的关系图线
， Ａ ② ｃ
吸收 这时即使再增大电压 电流也不会
， ，
增大
。
影响因素 在光的频率 颜色 不变的情况
② ： （ ）
下 入射光越强 单位时间内发射的光电子
， ，
数越多 饱和电流越大
， 。
存在遏止电压 使光电流减小到 的反向电 光电流 Ｉ 与电压 Ｕ 的关系图线
３） ： ０ ③
压 Ｕ 称为遏止电压
ｃ 。
同一种金属对于一定频率的光 无论光的强
① ，
弱如何 遏止电压都是一样的
， 。
对于同一种金属 光电子的能量只与入射光
② ，
的频率有关 而与入射光的强弱无关
， 。
光电效应具有瞬时性 当频率超过截止频率
４） ：
ν 时 无论入射光怎样微弱 照到金属时会
ｃ ， ，
立即产生光电流
。
4.爱因斯坦光电效应方程
光子
１）
定义 在空间传播的光不是连续的 而是一
① ： ，
考点 二 光的波粒二象性
份一份的 每一份叫一个光量子 简称光子
， ， 。
光子的能量 每个光子的能量只决定于光的 1.光的波粒二象性
② ：
频率 即 ε ｈν ν 表示光的频率
项目 表现 说明
， ＝ ， 。
逸出功 要使电子脱离某种金属 需要外界
（ ）光是一种概
２） ： ， １
对它做功 做功的最小值叫这种金属 不同 率波，即光子在 （ ）光的波动性是光
， （ １
金属的逸出功不同 的逸出功 一般用 Ｗ 光 光的 空间各点出现的 子本身的一种属性，
） ， ０ 的 干涉、 可能性大小（概 不是光子之间相互作
表示
波
。
动 衍射、 率）可用波动规 用产生的
爱因斯坦光电效应方程 Ｅ ｈν Ｗ Ｅ 为光
性
３） ： ｋ ＝ － ０， ｋ 偏振 律来描述 （ ）光的波动性不同
电子的最大初动能 光电子的最大初动能 ２
。 （ ）大量光子往 于宏观概念的波
２
随入射光频率的增大而增大
往表现出波动性
。
5.光电效应三类图像
（ ）当光同物质
１
最大初动能 Ｅ 与入射光频率 ν 的关系图线 发生作用时，这 （ ）“粒子”的含义是
① ｋ １
光 光电效 种作用是“一份 “不连续” “一份一
的
5 粒应、康普 一份”进行的，表 份”的
年 子
高 性 顿效应 现出粒子的性质 （ ）光子不同于宏观
考 ２
3 （ ）少量光子往 概念的粒子
年 ２
模 往表现出粒子性
拟
A
版
高
考
物
理
１２８
2.物质波 与实物粒子相联系的波叫物质波 吸收光谱中的暗线比线状谱中的亮线要少
： 。
实物粒子的能量 Ｅ 和动量 ｐ 跟它所对应的波 一些 这些亮线或暗线称为该原子的特征
。
的频率 ν 和波长 λ 之间遵循的关系为 Ｅ 谱线
： ＝ 。
ｈ 三、玻尔理论、能级
ｈν ｐ
， ＝ λ。
1.玻尔理论的三条假设
定态条件 原子只能处于一系列不连续的能
考点 三 原子结构 １） ：
量状态中 在这些能量状态中原子是稳定
，
一、原子的核式结构模型
的 电子虽然绕核运动 但并不向外辐射
， ，
能量
。
跃迁条件 原子从一种定态跃迁到另一种定
２） ：
态时 它辐射或吸收一定频率的光子 光子
， ，
1.现象 绝大多数 粒子穿过金箔后仍沿原来
的能量由这两个定态的能量差决定 即 ｈν
： α ， ＝
的方向直线前进 但少数 粒子发生了较大
， α Ｅ ｍ－ Ｅ ｎ（ ｈ 是普朗克常量 ， ｈ ＝６ ． ６３×１０ －３４ Ｊ·ｓ）
角度的偏转 并且有极少数的 粒子偏转角
轨道假设 原子的不同能量状态跟电子在不
， α
３） ：
度超过 ° 有的甚至被弹回 偏转角度几乎
同的圆周轨道绕核运动相对应 原子的定
９０ ， ，
。
达到 °
态是不连续的 因此电子的轨道也是不连
１８０ 。
，
2.结论 在原子的中心有一个很小的核 叫原子
续的
： ，
。
核 原子几乎全部质量和所有正电荷都集中
2.氢原子的能级、能级公式
，
在原子核里 带负电的电子在核外空间里绕
， 氢原子的能级图如图所示
１）
着核旋转
。
二、氢原子光谱
1.定义 用光栅或棱镜可以把各种颜色的光按
：
波长 频率 展开 获得光的波长 频率 和强
（ ） ， （ ）
度分布的记录 即光谱
， 。
2.发射光谱
连续谱 连续分布的包含从红光到紫光各种
１） ：
色光的光谱 两类能级跃迁
。 ２）
线状谱 只含有一些不连续的亮线的光谱 自发跃迁 高能级 低能级 释放能量 发射
２） ： ， ① ： → ， ，
又称为原子光谱 光子
。 。
带状谱 由一系列光谱带组成 受激跃迁 低能级 高能级 吸收能量 吸
３） ： 。 ② ： → ， 。
3.吸收光谱 收的光子能量必须恰好等于能极差
。
特点 连续光谱的背景上出现一些暗线 氢原子的能级和轨道半径
１） ： 。 ３）
与线状谱的关系 各种原子的吸收光谱的暗
２） ： 氢原子的能级公式 Ｅ １ Ｅ ｎ 专
线和线状谱的亮线相对应 即表明某种原子 ① ： ｎ ＝ ｎ２ １（ ＝ １，２， 题 十
，
三
发出的光和吸收的光的频率是特定的 通常 其中基态能量 Ｅ 最低 其数值为
， ３，…）， １ ， 近
代
物
理
初
步
１２９
Ｅ ． 核子
１ ＝１３ ６ ｅＶ。 。
氢原子的半径公式 ｒ ｎ２ｒ ｎ 2.原子核的电荷数 Ｚ 核电荷数 质子数 元
② ： ｎ＝ １（ ＝１，２，３，…）， （ ）＝ ＝
其中 ｒ 为基态半径 又称玻尔半径 其数值 素的原子序数
１ ， ， 。
为 ｒ ． －１０ 3.原子核的质量数 Ａ 核子数 质子数 中
１ ＝０ ５３×１０ ｍ。 ＝ ＝ ＋
子数
。
考点 四 原子核
4.同位素 具有相同质子数而中子数不同的原
：
一、天然放射现象
子核组成的元素 在元素周期表中处于同一
，
1.天然放射现象 放射性元素自发地发出射线
位置 因而互称同位素 氢有三种同位素 分
：
， 。 ，
的现象
别叫氕 氘 氚 符号分别是
。 １ ２ ３
、 、 ， １Ｈ、１Ｈ、１Ｈ。
在 年 由法国物理学家贝克勒尔发现
三、原子核的衰变
１） １８９６ ， 。
意义 使人们认识到原子核也有复杂的结构 1.定义 原子核自发地放出 粒子或 粒子 由
２） ： 。
： α β ，
2.放射性 物质发出射线的性质称为放射性
于核电荷数变了 它在元素周期表中的位置
： 。
，
3.放射性元素 具有放射性的元素称为放射性
就变了 变成另一种原子核 我们把这种变
：
， 。
元素 原子序数大于 的元素 都能自发地
化称为原子核的衰变
。 ８３ ，
。
发出射线 原子序数小于或等于 的元素
2.衰变规律 电荷数守恒 质量数守恒
， ８３ ，
： 、 。
有的也能发出射线
3.α 衰变和 β 衰变
。
4.三种射线的成分及特性
衰变类型 衰变 衰变
α β
射线 射线 射线
α β γ 衰变方程 Ａ Ａ －４ ４ Ａ Ａ ０
ＺＸ→Ｚ －２Ｙ＋２Ｈｅ ＺＸ→Ｚ ＋１Ｙ＋－１ｅ
光子流
组成 粒子流 电子流 个质子和 个中子 中子转化为质子和
α （高频电磁波） ２ ２
衰变实质 结合成一个整体射出 电子
带电荷量 ｅ ｅ
２ － ０
１ １ ４ １ １ ０
２１Ｈ＋２０ｎ→２Ｈｅ ０ｎ→１Ｈ＋－１ｅ
ｍ
质量 ｍ ｐ 静止质量为零 核子数减少 核子数不变
４ ｐ ４
１ ８３６
质子减少 个，中子 质子增加 个，中
出射速度 ． ｃ ． ｃ ｃ（光速） 新核的 ２ １
０ １ ０ ９９ 减少 个 子减少 个
变化 ２ １
在电磁 与 射线
偏转 α 不偏转 元素周期表中位置 元素周期表中位置
场中 偏转方向相反
前移 位 退后 位
２ １
最强，能穿透
匀强磁
较强，能穿
最弱，用一 几厘米厚的铅
场中轨
贯穿本领 透几毫米
张纸能挡住 板和几十厘米
迹形状
厚的铝板
厚的混凝土
射线经常是伴随 射线和 射线产生的
5 对空气的 γ α β 。
年 很强 较弱 很弱 原子核发生 衰变或 衰变时 往往有核能
高 电离作用 α β ，
考 释放 使产生的新核处于高能级 这时它要向
3 二、原子核的组成 ， ，
年 低能级跃迁 能量以 光子的形式辐射出来
模 1.原子核是由质子 符号为 或 中子 符 ， γ 。
拟 １
（ ｐ １Ｈ）、 （
A 号为 或 构成的 质子和中子统称为
１
版 ｎ ０ｎ） ，
高
考
物
理
１３０
四、半衰期 孤立核子如质子或中子无结合能
。
1.定义 放射性元素的原子核有半数发生衰变 质量数越大的原子核结合能越大
： ② 。
所需的时间 叫作这种元素的半衰期 半衰 2.比结合能
， 。
期是统计规律 适用于大量原子核 概念 原子核的结合能与核子数之比 叫作
， 。 １） ： ，
2.意义 表示衰变的快慢 比结合能
： 。 。
3.决定因素 放射性元素衰变的快慢是由核内 理解
： ２）
部自身的因素决定的 跟原子所处的化学状 比结合能的大小能够反映核的稳定程度 比
， ① ，
态和外部条件无关 结合能越大 原子核就越难拆开 表示该核
。 ， ，
æ öｔ／Ｔ æ öｔ／Ｔ 就越稳定
4.公式 Ｎ Ｎ ç１ ÷ ｍ ｍ ç１ ÷ 。
： 余＝ 原è ø ， 余＝ 原è ø 。
核子数较小的轻核与核子数较大的重核 比
２ ２
② ，
五、核反应
结合能都比较小 中等大小的核比结合能较
，
1.定义 原子核在其他粒子的轰击下产生新原
大 表示这些原子核较稳定
：
， 。
子核或者发生状态变化的过程 称为核反应
当比结合能较小的原子核转化成比结合能
， 。
③
2.规律 在核反应中 质量数守恒 电荷数守恒
较大的原子核时 就可释放核能
： ， 、 。
， 。
3.三个重要核反应
3.质量亏损
年卢瑟福发现质子的核反应
１４ 概念 原子核的质量小于组成它的核子的质
１）１９１９ ： ７ Ｎ＋ １） ：
４ １７ １ 量之和 这个现象叫作质量亏损
２Ｈｅ→ ８Ｏ＋ １Ｈ。 ， 。
２）１９３２
年卢瑟福的学生查德威克用实验证实
２）
质能关系
：Δ
Ｅ
＝Δ
ｍｃ２
。
了中子的存在 其核反应方程为 ９ 核子平均质量 比结合能大的原子核 平均
， ：４Ｂｅ ＋ ３） ： ，
４ １２ １ 每个核子的质量亏损大 核子的平均质量就
２Ｈｅ→ ６Ｃ＋ ０ｎ。 ，
年约里奥 居里夫妇发现人工放射性 小 故核子的平均质量大小也能够反映原子
３）１９３４ — ，
同位素 发现正电子的核反应 ４ ２７ 核的稳定性 即核子的平均质量越小 原子
、 ：２Ｈｅ＋ １３Ａｌ→ ， ，
３０ １ ３０ ０ ３０ 核越稳定 核子平均质量随原子序数变化
１５Ｐ＋ ０ｎ，１５Ｐ→１ｅ＋ １４Ｓｉ。 。
六、结合能与比结合能 的定性关系图像如图所示
。
1.结合能 BF
概念 孤立的核子结合成原子核时放出的能 %
１） ： &
量 或原子核分解成孤立的核子时吸收的能 '
， "
$ #
量 都叫作原子核的结合能 0 ;
， 。
理解
２）
结合能是针对由核子组成的原子核来说的
① ，
专
题
十
三
近
代
物
理
初
步
１３１
综合篇
拓展 一 原子跃迁、电离的理解
1.跃迁与电离
根据玻尔理论，当原子从低能级向高能级跃迁
时，必须吸收特定频率的光子才能实现；相反，当
跃
原子从高能级向低能级跃迁时，必须辐射特定频
迁
率的光子才能实现。 跃迁时不管是吸收还是辐
．这群氢原子跃迁时能够发出 种不同频率
射光子，光子的能量都必须等于这两个能级的能 Ａ ３
的光
量差
．这群氢原子发出的光子中，能量最大为
原子一旦电离，原子结构将被破坏，而不再遵守 Ｂ
．
有关原子结构理论，如基态氢原子的电离能为
１０ ２ ｅＶ
． ，只要能量大于或等于 ． 的光子，都 ．从 ｎ 能级跃迁到 ｎ 能级时发出的光波
１３ ６ ｅＶ １３ ６ ｅＶ Ｃ ＝３ ＝２
电 能使基态的氢原子吸收能量而电离，只不过入射 长最长
离
光子的能量越大，原子电离后产生的自由电子的
．这群氢原子能够吸收任意光子的能量而向
动能就越大，不论原子处于什么状态，只要入射 Ｄ
更高能级跃迁
光子的能量大于该状态电离所需要的能量就可
使之电离
解析 根据
２
知，这群氢原子能够发出
Ｃ３ ＝３ ３
种不同频率的光，故 正确；由 ｎ 跃迁到ｎ
2.激发的方式 Ａ ＝３ ＝
， 辐 射 的 光 子 能 量 最 大， Ｅ （ ．
１ Δ ＝ １３ ６ －
入射光子的能量ｈν Ｅ Ｅ
＝ 终－ 初 ． ） ，故 错误；从ｎ 跃迁到
光 １ ５１ ｅＶ＝１２．０９ ｅＶ Ｂ ＝３
（引起电离时入射光子的能量 ｈν Ｅ Ｅ ，Ｅ
致 ＝ ｋ＋｜ 初｜ ｋ ｎ 辐射的光子能量最小，频率最小，则波长
激 是电离后电子的动能，Ｅ 是光子入射前原子所 ＝２
发 初 最长，故 正确；一群处于 ｎ 能级的氢原子
处的能级，则ｈν Ｅ 即可） Ｃ ＝３
≥｜ 初｜ 发生跃迁，吸收的能量必须等于两能级的能量
入射粒子若是电子时，Ｅ Ｅ Ｅ （因电子质量
ｋ≥ 终－ 初 差，故 错误。
Ｄ
远小于原子质量，其动能不小于相应能级差即可
答案
引起激发，多余的能量仍以入射电子的动能形式 ＡＣ
碰
撞
存在）
拓展 二 可控核聚变
激
发
入射粒子若是与质子质量等大的粒子时，Ｅ 1.热核反应和裂变反应相比较,具有许多优
ｋ＞
Ｅ 终－ Ｅ 初 （因碰撞中动量守恒，入射粒子的动能不 越性
能全部被吸收转化为原子能量）
轻核聚变产能效率高
１） 。
例1 （多选）如图是氢原子的能级图，一群氢 地球上聚变燃料的储量丰富
２）
5
每升水中就含有 ． 氘 地球上有 ．
年 原子处于ｎ 能级，下列说法中正确的是 ０ ０３ ｇ ， １３８ ６
高 ＝３
亿亿立方米的水 大约有 万亿吨氘 氚可
考 （ ）
， ４０ 。
3
以利用锂来制取 地球上锂储量有
年
， ２ ０００
模
拟 亿吨
。
A
版
高
考
物
理
１３２
轻核聚变更为安全 清洁
３） 、
高温不能维持反应就能自动终止 聚变产生
，
的氦是没有放射性的 废物主要是泄露的
。
氚 高速中子 质子与其他物质反应生成的
、 、
放射性物质
。
2.实现核聚变的方法
地球上没有任何容器能够经受几百万开尔文
的高温 科学家设想了两种方案 即磁约束和
， ， 核反应 中质量亏损较大，强磁场不能对运
惯性约束 Ａ． ①
。 动的 提供洛伦兹力进行约束
磁约束 带电粒子运动时在匀强磁场中会由 Ｘ
１） ： 核反应 中质量亏损较小，强磁场可以对运
于洛伦兹力的作用而不飞散 因此有可能利 Ｂ． ①
， 动的 提供洛伦兹力进行约束
用磁场来约束参加反应的物质 Ｘ
。 核反应 中质量亏损较大，强磁场可以对运
Ｃ． ②
动的 提供洛伦兹力进行约束
Ｙ
核反应 中质量亏损较小，强磁场不能对运
Ｄ． ②
动的 提供洛伦兹力进行约束
Ｙ
解析 根据爱因斯坦质能方程 Ｅ ｍｃ２ 可
惯性约束 由于聚变反应的时间非常短 聚 Δ ＝Δ
２） ： ，
知核反应 中质量亏损较大；根据电荷数和质
变物质因自身的惯性还来不及扩散就完成 ①
量数守恒可知，核反应 中产生的 是中
了核反应 在惯性约束下 可以用激光或 ① Ｘ
。 ， Ｘ
子
１
，强磁场不能对不带电的中子产生力的作
射线从各个方向照射参加反应的物质 使它 ０ｎ
，
们 挤 在一起发生反应
用；核反应 中产生的 是质子
１
，强磁场可
② Ｙ １Ｈ
“ ” 。
以对带电的质子产生洛伦兹力而进行约束，故
正确， 、 、 错误。
Ａ Ｂ Ｃ Ｄ
答案
Ａ
拓展 三 核反应与核能的计算
例2 中国可控核聚变装置“环流器二号 ”于
Ｍ
1.核反应的四种类型
年在成都投入运行，装置原理图如图所示，
２０２０
使用 ２ 、３ 和 ３ 为核燃料在该装置中进行热 类型 可控性 核反应方程典例
１Ｈ １Ｈ ２Ｈｅ
核聚变反应。 核反应方程
① ２ １Ｈ＋ １ ３ Ｈ→ ４ ２Ｈｅ＋Ｘ＋ 衰 α 衰变 自发 ２３ ９ ８ ２Ｕ→ ２３ ９ ４ ０Ｔｈ＋２ ４ Ｈｅ
１７ ． ６ ＭｅＶ 。 核反应方程 ② ３ ２Ｈｅ＋ ２ ３ Ｈｅ→ ４ ２Ｈｅ＋２Ｙ＋ 变 β 衰变 自发 ２３ ９ ４ ０Ｔｈ→ ２３ ９ ４ １Ｐａ＋－ ０ １ｅ
． 。 对比这两种核反应，下列说法正确
１２８６ ＭｅＶ
的是 （ ）
专
题
十
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近
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理
初
步
１３３
续表 上述核反应过程中，原子核的比结合能减小
Ｂ．
类型 可控性 核反应方程典例 这种热核反应释放出氦核，是 衰变
Ｃ． α
这种装置的核反应原理与我国大亚湾核电
１４ ７Ｎ＋２ ４ Ｈｅ→ １７ ８Ｏ＋１ １ Ｈ Ｄ．
（卢瑟福发现质子） 站所使用核装置的原理相同
解析 可控热核反应装置中发生的核反应方
４
２Ｈｅ＋４
９
Ｂｅ→
１２
６Ｃ＋０
１
ｎ
人工 （查德威克发现中子） 程式是 ２ ３ ４ １ ，核反应过程中存在质
人工转变 １Ｈ＋ １Ｈ→２Ｈｅ＋ ０Ｈ
控制 量亏损，因此 ｍ ｍ ｍ ｍ ，核反应过程中的
２７ ４
１３Ａｌ＋２Ｈｅ→
约里奥 居里夫妇发
１ ＋ ２＞ ３ ＋ ４
３０ １ － 质量亏损 ｍ ｍ ｍ ｍ ｍ ，释放的核能
１５Ｐ＋０ｎ 现人工放射性同位素 Δ ＝ １ ＋ ２ － ３ － ４
Ｅ ｍｃ２ （ｍ ｍ ｍ ｍ ）ｃ２， 项正确；因
３０ ３０ ０ 及正电子 Δ ＝Δ ＝ １ ＋ ２ － ３ － ４ Ａ
１５Ｐ→１４Ｓｉ＋１ｅ
轻核聚变反应释放巨大核能，说明拆开的结合
比较容 能小于组合的结合能，则生成物的比结合能增
２３５ １ １４４ ８９ １
易进行 ９２Ｕ＋０ｎ→ ５６Ｂａ＋３６Ｋｒ＋３０ｎ
重核裂变
大， 项错误；这种热核反应是核聚变反应，而
Ｂ
人工控
２３５ １ １３６ ９０ １
不是自发发生的 衰变， 项错误；这种装置
制 ９２Ｕ＋０ｎ→ ５４Ｘｅ＋３８Ｓｒ＋１００ｎ α Ｃ
的核反应是核聚变，我国大亚湾核电站所使用
无法
轻核聚变 控制 ２ １Ｈ＋１ ３ Ｈ→ ４ ２Ｈｅ＋０ １ ｎ 核装置是核裂变，它们的核反应原理不相同，
Ｄ
项错误。
2.核能的计算方法
答案
根据 Ｅ ｍｃ２ 计算时 ｍ 的单位是 ｃ
Ａ
１） Δ ＝Δ ，Δ “ｋｇ”，
例4 （ 课标 ， ， 分）大科学工程“人
的单位是 Ｅ 的单位是
２０１７ Ⅰ １７ ６
“ｍ／ｓ”，Δ “Ｊ”。
造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用
根据 Ｅ ｍ ． 计算时 ｍ 的
２） Δ ＝Δ ×９３１ ５ ＭｅＶ／ｕ ，Δ
单位是 Ｅ 的单位是
来发电。 氘核聚变反应方程是：
２ ２
“ｕ”，Δ “ＭｅＶ”。
１Ｈ＋ １Ｈ→
根据核子比结合能来计算核能 ３ １ 。 已知 ２ 的质量为 ． ，３ 的质
３）
２Ｈｅ＋ ０ｎ １Ｈ ２ ０１３ ６ ｕ ２Ｈｅ
原子核的结合能 核子比结合能 核子数 量为 ． ，１ 的质量为 ． ，
＝ × 。 ３ ０１５ ０ ｕ ０ｎ １ ００８ ７ ｕ １ ｕ ＝
例3 由中科院等离子体物理研究所设计制 ｃ２。 氘核聚变反应中释放的核能约为
９３１ ＭｅＶ／
造的 全超导非圆截面托卡马克实验装置 （ ）
ＥＡＳＴ
试用已经成功，标志着我国站在了世界核聚变 ． ．
Ａ．３ ７ ＭｅＶ Ｂ．３ ３ ＭｅＶ
研究的前端。 设可控热核反应前氘核（２ ）的 ． ．
１Ｈ Ｃ．２ ７ ＭｅＶ Ｄ．０ ９３ ＭｅＶ
质量为ｍ
１
，氚核（３
１Ｈ
）的质量为ｍ
２
，反应后氦核 解析 聚变反应中的质量亏损为
Δ
ｍ
＝
（
２×
（４ ）的质量为 ｍ ，中子（１ ）的质量为 ｍ ，已
２
．
０１３ ６－３
．
０１５ ０－１
．
００８ ７
）
ｕ＝ ０
．
００３ ５ ｕ
，则释
２Ｈｅ ３ ０ｎ ４
知真空中的光速为 ｃ。 下列说法中正确的是 放的核能为 Ｅ ｍｃ２ ．
Δ ＝ Δ ＝ ０ ００３ ５×９３１ ＭｅＶ≈
． ， 正确。
（ ）
３ ３ ＭｅＶ Ｂ
5
答案
年 核反应放出的能量为（ｍ ｍ ｍ ｍ ）ｃ２
Ｂ
高 Ａ． １ ＋ ２ － ３ － ４
考
3
年
模
拟
A
版
高
考
物
理
１３４
