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第十五章原子与原子核紧扣高考热点培养核心素养热点1交变电流的产生现有a、b、c三束单色光，其波长关系为λa∶λb∶λc＝1∶2∶3.当用a光束照射某种金属板时能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为Ek；若改用b光束照射该金属板时也能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为13Ek，当改用c光束照射该金属板时()A．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为16EkB．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为19EkC．能发生光电效应，逸出的光电子最大初动能为112EkD．由于c光束光子能量较小，不会发生光电效应[思路点拨]用波长和频率的关系求入射光的频率；用爱因斯坦光电效应方程求金属板的逸出功；利用逸出功不变求用c光束照射该金属板时光电子的最大初动能．[解析]对a、b、c三束光，由光电效应方程有hcλa－W0＝Ek，hc2λa－W0＝13Ek，由以上两式可得hcλa＝43Ek，逸出功W0＝13Ek.c光光子的能量E＝hcλc＝49EkW0，故用c光束照射该金属板时能发生光电效应，且c光束照射该金属板时，逸出的光电子的最大初动能E′k＝hc3λa－W0＝49Ek－13Ek＝19Ek，选项B正确．[答案]B物理学科核心素养中的“科学思维”突出体现了推理能力．求解本题须求得金属的逸出功，利用逸出功不变，求c光束照射时光电子的最大初动能．解题中把hcλa看成一个未知量，逸出功W0看成一个未知量，进而根据前两次测量的结果求得未知量，最后求得c光束照射时逸出光电子的最大初动能．本题很好地考查了考生的推理能力．热点2核反应问题自然界存在的放射性元素的原子核并非只发生一次衰变就达到稳定状态，而是要发生一系列连续的衰变，最终达到稳定状态．某些原子核的衰变情况如图所示(N表示中子数，Z表示质子数)，则下列说法正确的是()A．由22888Ra到22889Ac的衰变是α衰变B．已知22888Ra的半衰期是T，则8个22888Ra原子核经过2T时间后还剩2个C．从22890Th到20882Pb共发生5次α衰变和2次β衰变D．图中原子核发生的α衰变和β衰变分别只能产生α射线和β射线[思路点拨]根据衰变规律解题，特别注意判断α衰变和β衰变次数时，应先根据质量数守恒判断α衰变的次数，再根据电荷数守恒判断β衰变的次数．[解析]22888Ra衰变为22889Ac的过程中，放出负电子，则该衰变是β衰变，选项A错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，选项B错误；22890Th衰变为20882Pb的过程中，质量数减少20，由原子核衰变时质量数守恒可知，该过程中共发生了5次α衰变，又由原子核衰变时电荷数守恒有5×2－x＝8，得x＝2，则该过程中共发生了2次β衰变，选项C正确；发生α衰变和β衰变时，往往伴随γ射线产生，选项D错误．[答案]C热点3核能与比结合能的计算(2019·山西太原模拟)一个静止的铀核23292U(原子质量为232.0372u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核22890Th(原子质量为228.0287u)．(已知1u＝1.67×10－27kg，1u相当于931MeV)(1)写出核衰变反应方程；(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；(3)假设核反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？[思路点拨]①根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．②根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能．③根据能量守恒求钍核获得的动能．[解析](1)23292U→22890Th＋42He.(2)质量亏损Δm＝mU－mα－mTh＝0.0059u.ΔE＝Δmc2＝0.0059×931MeV≈5.49MeV.(3)原子核衰变过程中系统的动量守恒，即pTb＋pα＝0又由Ek＝p22m可知，EkTb＝p2Tb2mTb，Ekα＝p2α2mα又由题意可知，EkTh＋Ekα＝ΔE解得钍核获得的动能EkTh＝mαmα＋mTh×ΔE＝44＋228×ΔE≈0.095MeV.[答案]见解析