- 原子与原子核的结构
- 共532题
一个氘核和一个氚核发生聚变,其核反应方程是,其中氘核的质量:
、氚核的质量:
、氦核的质量:
、中子的质量:
、
,
,请同学们求出该核反应所释放出来的能量。
正确答案
17.6MeV
(6分)根据质能方程,释放出的能量为:
6分
太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳能的来源.
(1)写出这个核反应方程;
(2)用mH表示质子的质量,mHe表示氦核的质量,me表示电子的质量,求一次核反应放出的能量;
正确答案
(1)4→
+2
.(2)ΔE=Δm×c2=.[4mH-(mHe+2me)] ×c2
解:(1)根据质量数守恒和电荷数守恒可知核反应方程为:
4→
+2
. (4分)
(2)该反应过程中的质量亏损为:
Δm=4mH-(mHe+2me) (2分)
释放能量:ΔE=Δm×c2=.[4mH-(mHe+2me)] ×c2 (4分)
本题考查的是核反应相关的问题,利用质能方程公式即可计算;
按照玻尔理论,一个氢原子核外的电子从半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到半径为rb的圆轨道上,在此过程中原子要___________(填“发射”或“吸收”)某一频率的光子,电子的动能________(填
“增大”、“减小”或“不变”),原子的电势能________(填“增大”、“减小”或“不变”)
正确答案
发射,增大,减小
略
①(5分)放射性同位素2411Na的样品经过6h后还剩下1/8没有衰变,它的半衰期是
②(10分)一列火车共有n节车厢,各车厢之间间隙相等,间隙长度的总和为L,第一节车厢以v0向第二节车厢运动,碰撞后两车厢不分开,直到n节车厢全部运动,则火车的最后速度为多大?整个过程所经历的时间为多长?(设铁轨水平,且不计它对车轮的阻力以及列车编组时的动力)
正确答案
①(5分) A
②(10分) ;
略
根据玻尔理论,某原子的电子从能量为E的轨道跃迁到能量为E′的轨道,辐射出波长为λ的光,以h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则E′等于 。如果大量氢原子处在n=4的能级,会辐射出 种频率的光; 其中波长最短的光是从n= 的能级向n= 的能级跃迁时发出的。
正确答案
、 6 、 n=4到n=1
根据氢原子的玻尔理论,有,
;大量氢原子处在n=4的能级可辐射出4
3、4
2、4
1、3
2、3
1、2
1,所以共6种频率的光;其中波长最短的光是能量最大的,即从4
1能级跃迁时发出的
电子俘获即原子核俘获1个核外轨道电子,使核内1个质子转变为中子。一个理论认为地热是镍58 ()在地球内部的高温高压下发生电子俘获核反应生成钴(C0)58时产生的,则镍58电子俘获核反应方程为____________________________;生成的钴核处于激发态,会向基态跃迁,辐射γ光子的频率为ν,已知真空中的光速和普朗克常量是c和h,则此核反应过程中的质量亏损为_____________________。
正确答案
Ni+
e→
Co hv/c2
镍58电子俘获核反应方程为Ni+
e→
Co。辐射γ光子的能量为hν,由质能方程,此核反应过程中的质量亏损为hv/c2。
如图所示,在某一足够大的真空室中,虚线PH的右侧是一磁感应强度为B,方向垂直纸面向里的匀强磁场,左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场。在虚线PH上的一点O处有一质量为M、电荷量为Q的镭核(Ra)。某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为m、电荷量为q的α粒子而衰变为氡(Rn)核,设α粒子与氡核分离后它们之间的作用力忽略不计,涉及动量问题时,亏损的质量可不计。
经过一段时间α粒子刚好到达虚线PH
上的A点,测得OA=L。求此时刻氡核的
速率
正确答案
设衰变后,氡核的速度为v0,α粒子的速度为vα,由动量守恒定律得
(M-m)v0=mvα
α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,到达A点需时
又 氡核在电场中做匀加速直线运动,t时速度为v=v0+at
氡核加速度 由以上各式解得:
。
氢原子处于基态时,原子的能量为E1="-13.6" eV,求:
(1)当氢原子从n=3能级跃迁到n=2的能级时,向外辐射的光子的波长是多少?
(2)若要使处于基态的氢原子电离,至少要用多大频率的光子照射氢原子?
(3)一群氢原子在n=4能级时可放出几种不同能量的光子?
正确答案
(1)6.58×10-7 m (2)3.28×1015 Hz (3)6种
根据
(1)由,得
=6.58×10-7 m
(2)要使处于基态的氢原子电离,就要使氢原子脱离原子核的束缚,,得
3.28×1015 Hz
(3)从n=4的能级跃迁能放出光子的种类有:种
氢原子处于基态时,原子的能级为E1 =-13.6eV,普郎克常量h = 6.63×10-34J·s,氢原子在n = 4的激发态时,问:
(1)要使氢原子电离,入射光子的最小能量是多少?
(2)能放出的光子的最大能量是多少?
正确答案
(1)0.85eV
(2)12.75eV
1)
使氢原子电离需要的最小能量E = 0.85eV
(2)从n = 4能级跃迁到n = 1能级时,辐射的光子能量最大
△E = E4-E1 = 12.75eV
地球的年龄到底有多大?科学家利用天然放射性元素的衰变规律,通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定,推算出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时的一半。铀238的相对含量随时间变化关系如图5所示。由此推断,地球的年龄大致为
正确答案
45亿年
略
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