- 原子与原子核的结构
- 共532题
下列关于原子结构的说法正确的是( )
正确答案
AB
电子的发现,证明了原子内部有带正电的物质,α粒子的散射实验说明了原子内部很空,揭示了原子的内部结构.
第一代核反应堆以铀235为裂变燃料,而在天然铀中占99%的铀238不能被利用,为了解决这个问题,科学家们研究出快中子增殖反应堆,使铀238变成高效核燃料。在反应堆中,使用的核燃料是钚239,裂变时释放出快中子,周围的铀238吸收快中子后变成铀239,铀239()很不稳定,经过________次β衰变后变成钚239(
)。
正确答案
2
核反应方程为+
,根据核反应方程两边电荷守恒得92=94-n,解得n=94-92=2次。
用中子轰击锂核(36Li)发生核反应,产生氚和α粒子并放出4.8MeV的能量。
(1)写出核反应方程式;
(2)求上述反应中的质量亏损为多少千克(保留两位有效数字);
(3)若中子与锂核是以等大反向的动量相碰,则α粒子和氚的动能之比是多少?
正确答案
(1)
(2)
(3)
(1)
(2)
(3)设m1、m2、 v1、v2分别为氦核、氚核的质量和速度,由动量守恒定律得:
0=m1v1+m2v2
氦核、氚核的动能之比:
用高速运动的粒子去轰击原子核,是揭开原子核内部奥秘的基本方法。轰击结果产生了另一种新核,其核反应方程的一般形式为其中
是靶核的符号,x为入射粒子的符号,
是新生核的符号,y是放射出的粒子的符号。1919年卢瑟福首先做了用
粒子轰击氮核的实验,反应方程式为:
___。1930年查德威克发现中子,核反应方程为:
____
。至此,人们确认了原子核是由_______和________组成的,并将这两种粒子统称为________。
正确答案
;
;质子;中子;核子(6分)
根据质量数守恒、核电荷数守恒可以确定第一个核反应方程中的粒子是,第二个核反应方程中的新核是
。质子和中子是原子核的组成部分,并将这两种粒子统称为核子。
完成下列核反应方程,它们中属于热核反应的是 、 (只填序号)。
正确答案
热核反应中的,质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。四个反应中C、D属于热核反应,据核反应方程式两边质量数和电荷数守恒,知(A)2He,(B)
Li;(C)
n;(D)
He
热核反应中的,质量小的原子,主要是指氘或氚,在一定条件下(如超高温和高压),发生原子核互相聚合作用,生成新的质量更重的原子核,并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式。四个反应中C、D属于热核反应,据核反应方程式两边质量数和电荷数守恒,知(A)2He,(B)
Li;(C)
n;(D)
He
氢原子基态能量E1=-13.6eV,电子绕核做圆周运动的半径r1=0.53×10-10m. 求氢原子处于n=4激发态时:(1)原子系统具有的能量?(2)电子在n=4轨道上运动的动能?(已知能量关系,半径关系×109Nm2/c2)
正确答案
(1) -0.85eV,
(2) 0.85eV
(1)=-0.85eV
(2)因为=42r1
所以,
已知玻尔氢原子模型中电子的第一条(即离核最近的)可能轨道的半径为r1,电子在这条轨道上运动的能量为E1,电子的电荷量为e,静电力恒量为k,则电子在第三条可能轨道上运动时的能量E3=__________,电子在第三条可能轨道上的动能Ek3=__________.
正确答案
下列说法中正确的是 ( )
正确答案
BCD
本题考查物理学史.由物理学史知,汤姆生发现了电子,卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,查德威克发现了中子,爱因斯坦提出了光子说.BCD正确,A错.
静止在匀强磁场中的锂(63Li)核,俘获一个速度为vn=7.7×104 m/s的中子,反应后生成的α粒子的速度为vα=2.0×104 m/s,其方向与反应前中子的运动方向相同。
(1)写出核反应方程。
(2)求出另一粒子的速度大小和方向。
(3)画出两粒子的运动轨迹,并求出其半径之比。(设磁场方向垂直纸面向里,入射中子的速度方向在纸面内)
(4)当α粒子旋转6周时,另一粒子旋转几周?
正确答案
(1)Li+
n→
He+
H
(2)1.0×103 m/s 方向与反应前中子的运动方向相反
(3)40∶3 运动轨迹见解析
(4)4
(1)Li+
→
He+
H
(2)设另一个粒子的速度大小为v,反应过程动量守恒,故有:1×7.7×104=4×2×104+3v
解得v=-1×103 m/s,即速度方向与反应前中子速度方向相反
(3)两粒子均由洛伦兹力提供向心力,在匀强磁场中的运动轨迹如图6所示,其半径之比:=
(4)带电粒子在匀强磁场中做圆周运动的周期:
T=
故这两个粒子的周期之比为:
可见α粒子旋转6周时,另一粒子恰好旋转4周。
有“科学界奥斯卡”之称的美国《科学》杂志年度世界科技十大突破评选揭晓,证明宇宙由暗物质和暗能量“主宰”位居榜首,美国发射的航天器将我国研制的磁谱仪带入太空,其目的就是探索反物质的存在。科学家探寻的所谓“反物质”是由“反粒子”构成的,“反粒子”与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量,但电荷的符号相反。试回答:
(1)反α粒子,它的质量数为___________________,电荷数为___________________。
(2)一对正、负电子相遇发生湮灭,转化为一对频率相同的光子。已知电子质量为0.9×10-30kg,那么这两个光子的频率约为_________________Hz(相遇前的动能可略去不计,保留两位有效数字)。
正确答案
(1)4,-2 (2)1.2×1020
(1)略
(2)由爱因斯坦质能方程可知:
ΔE=Δmc2=2mec2=2×0.9×10-30×(3×108)2 J=1.62×10-13 J
其能量全部转化为光子的能量,则有:
ΔE=2hr
代入数值,得:
r==
Hz=1.2×1020 Hz
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