已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV，入射光的波长应为______m．（h=6.7х10-34J

题文

（I）已知金属铯的逸出功为1.9eV，在光电效应实验中，要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV，入射光的波长应为______m．（h=6.7х10^-34Js）
（II）已知氘核质量为2.0136u，中子质量为1.0087u，32He核的质量为3.0150u．
（1）写出两个氘核聚变成32He的核反应方程；
（2）计算上述核反应中释放的核能；
（3）若两氘核以相等的动能0.35MeV做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的 32He核和中子的动能各是多少？

题型：未知 难度：其他题型

答案

（I）根据爱因斯坦光电效应方程E_k=hγ-W和c=λγ得，
       E_k=hcλ-W
代入解得，λ=4.3×10^{-9 m}．
（II）（1）由质量数守恒和核电荷数守恒，写出核反应方程为：21H+21H→32He+10n
（2）由题给条件得核反应中质量亏损为：
△m=2.0136u×2-（3.0150+1.0087）u=0.0035u
所以释放的核能为
△E=△mc²=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV．
因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能．
设32He核和中子的质量分别为m₁、m₂，速度分别为υ₁、υ₂，
则由动量守恒及能的转化和守恒定律，得
   m₁υ₁-m₂υ₂=0
   E_k1+E_k2=2E_k0+△E
解方程组，可得：
E_k1=14（2E_k0+△E）=14×（2×0.35+3.26）MeV=0.99 MeV，
E_k2=34（2E_k0+△E）=34×（2×0.35+3.26）MeV=2.97 MeV．
故答案为：
（I）4.3×10^-9
（II）（1）核反应方程为：21H+21H→32He+10n．
（2）上述核反应中释放的核能为3.26 MeV．
（3）反应中生成的 32He核和中子的动能各是0.99 MeV和2.97 MeV．

解析

cλ

考点

据考高分专家说，试题“（I）已知金属铯的逸出功为1.9eV，在.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。

动量守恒定律

动量守恒定律：
1、内容：一个系统不受外力或者所受外力之和为零，这个系统的总动量保持不变。
2、表达式：m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁'+m₂v₂'。
3、动量守恒定律成立的条件：
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零；
②系统所受的外力的合力虽不为零，但系统外力比内力小得多，如碰撞问题中的摩擦力，爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多，可以忽略不计；
③系统所受外力的合力虽不为零，但在某个方向上的分量为零，则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”：
①矢量性；②瞬时性；③相对性；④普适性。

动量守恒定律与机械能守恒定律的比较：

系统动量守恒的判断方法:

方法一：南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下：
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析，分清哪些是内力，哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零，或内力是否远大于外力，从而判断系统的动量是否守恒。
方法二：南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下：
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析，确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况，进而判定系统的动量是否守恒。