- 原子结构
- 共607题
1991年卢瑟福依据α粒子散射实验中α粒子发生了____________(选填“大”或“小”)角度散射现象,提出了原子的核式结构模型。若用动能为1MeV的α粒子轰击金箔,则其速度约为____________m/s。(质子和中子的质量均为1.67×10-27 kg,1MeV=1×106 eV)
正确答案
大,6.9×106
(1)下列说法中正确的是 ( )
(2)某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并大量放出射线,从而危害人体健康。原来静止的一个质量为M的氡核()发生一次α衰变生成新核钋(Po)。已知衰变后的α粒子的质量为m.电荷量为q,速度为v,并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能。(涉及动量问题时,亏损的质量可忽略不计)
①写出衰变方程;
②衰变过程中的质量亏损。
正确答案
(1) BC
(2) ①衰变方程为:(2分)
②设新核钋的速度为由动量守恒定律
(2分)解得
衰变过程中释放的核能为(2分)
由爱因斯坦质能方程,得:析研究 (2分)
解得:(1分)
略
卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献。请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。
①__________________________________;
②__________________________________;
正确答案
卢瑟福提出了原子的核式结构模型;玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱;查德威克发现了中子(合理即可)
完成下列核反应方程:
+
→
+______________
+
→_________________+
正确答案
核反应中未知粒子的质量数分别为
A1=4+11-14=1
A2=4+23-1=26
核电荷数分别为
Z1=2+5-7=0
Z2=2+11-1=12
则第一个方程中应为中子,第二个方程中应为
.
设原子核的电荷量为Q,电子的电荷量为e,静电力常量为k,核外有一个电子在距核为r的轨道上绕核旋转.求此电子的动能.
正确答案
kQe/2r
根据库仑定律和圆周运动的知识可得:kQe/r2=mv2/r
解得:动能mv2/2=kQe/2r.
科学家正在设法探寻“反物质”,所谓的“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量,但电荷的符号相反,据此,若有反α粒子,它的质量数为______,电荷数为______.
正确答案
α粒子是氦核,电荷数为2,质量数为4,则反α粒子的质量数为4,电荷数为-2.
故答案为:4,-2.
海水中含有丰富的氘,而氘核聚变可以放出很大的能量,这可能是将来最有效的能量来源。两个氘核()聚变的核反应方程为为:
,则X为 .已知两个氘核发生聚变时放出的能量为E,一个氘核的质量为m1,一个氦核(
)的质量为m2,真空中的光速为c,则X的质量为 .
正确答案
由质量数守恒、核电核数守恒计算出x的质量数为1,电荷数为0,根据爱因斯坦质能方程可得
卢瑟福的原子核式结构模型认为,核外电子绕原子核做高速的圆周运动。设想氢原子的核外电子绕核做匀速圆周运动,且核外电子离原子核最近的轨道半径为,经典物理学知识认为核外电子受到原子核对它的库仑力作用而做圆周运动,则氢原子的核外电子在此轨道上运动时的周期为 s,速度为 m/s。(电子的质量为
)
正确答案
;
略
放射性同位素被用做示踪原子,主要是因为( )
正确答案
ABC
放射性同位素用做示踪原子,主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物的过程,既要利用化学性质相同,也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响,同时还要考虑放射性废料容易处理等,因此,选项A、B、C正确.选项D不正确.
一个原子核内有__________个质子,__________个中子,在1 g铀235中总共有__________个质子,__________个中子.
正确答案
92 143 2.35×1023 3.65×1023
元素符号的左下角表示的是质子数,原子核内有92个质子;左上角表示的是核子数,中子数等于质量数(核子数)减质子数,
原子核内有143个中子.1 g铀235是
mol,总共有2.35×1023个质子,3.65×1023个中子.
卢瑟福的原子结构学说初步建立了原子结构的正确图景,能解决的问题有( )
正确答案
AB
卢瑟福的原子核式结构学说是在α粒子散射实验基础上建立起来的,它能很好地解释α粒子的大角度散射,并根据散射实验数据估算出原子核的直径大约在10-15 m—10-14 m之间,A、B对.根据经典的电磁理论,加速运动的电荷会辐射电磁波,根据卢瑟福的原子核式结构学说,电子在原子核外空间绕原子核高速旋转,这样电子就会不断地辐射能量,最终将落到原子核上.但宇宙中的任何物体都没有因为组成它们的原子的电子落向原子核而“坍塌”.这说明原子是稳定的,这是卢瑟福的核式结构和经典电磁理论解释不了的,C错.氢原子光谱是分立的,而电子绕原子核旋转辐射的电磁波应该是连续的,这表明卢瑟福的核式结构学说和经典电磁理论不能解释氢原子光谱,D错.
在图18-2-4中画出了α粒子散射实验中的一些曲线,这些曲线中可能是α粒子的径迹的是( )
图18-2-4
正确答案
BD
α粒子与金原子核均带正电,相互排斥,故不可能沿轨迹c运动;a轨迹弯曲程度很大,说明受到的库仑力很大,但α粒子离核较远,故a轨迹不可能存在而b轨迹正确;d轨迹是α粒子正对金原子核运动时的情况.
在α粒子散射实验中,选用金箔是由于( )
正确答案
ACD
α粒子散射实验中,选用金箔是因为金具有很好的延展性,可以做成很薄的箔,α粒子很容易穿过,A项正确.金原子核质量大,被α粒子轰击后不易移动,C项正确.金核半径大,易形成大角度散射,D项正确.
图18-1所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金原子核附近时的示意图,A、B、C三点分别位于两个等势面上.则以下说法中正确的是( )
图18-1
A.α粒子在A处的速率比在B处的速率小
B.α粒子在B处的速度最大
C.α粒子在A、C处的速度相同
D.α粒子在B处的速度比在C处的速度小
正确答案
CD
原子核可看作是一个带正电的点电荷,α粒子在点电荷的电场中运动,由能量守恒定律和功能关系求解.
本题综合考查能量守恒定律,α粒子在发生散射时,动能与电势能之和守恒,α粒子在A点与C点时电势能相等,故在经过A、C两点时,α粒子的动能也必须相等,C选项正确.在α粒子从A到B过程中电场力对α粒子做负功,动能减小,vA>vB;在α粒子从B到C过程中,电场力做正功,动能增大,vC>vB,所以D选项正确,而A、B选项错误.
我国研究人员用发射功率为2.0×105W的钇铝石榴石激光器发出波长为0.532μm的蓝光在蚕卵上打出直径为2μm的小孔.激光器发射的激光是不连续的一道一道闪光,每道闪光称为一个光脉冲.若每个光脉冲持续时间为1×10-8s,激光器每秒发射100个光脉冲.求:
(1)每个光脉冲含光子数为多少?
(2)每个脉冲时间内,蚕卵小孔上单位面积得到的光能是多少?
(3)若光脉冲在折射率为1.46的光导纤维的一个端面射入恰能发生全反射,则光在一个光脉冲的时间内在光纤中传播的距离是多长?
正确答案
(1)5.35×1021个 (2)6.37×104 J/m2 (3)2.05 m
(1)每个光脉冲的能量为
J=2.0×103 J
每个光子的能量
J=3.47×10-19 J
每个光脉冲含光子数
=5.35×1021(个)
(2)每个脉冲时间内小孔上单位面积得到的光能
J/m2=6.37×1014 J/m2.
(3)光导纤维中的光速
m/s=2.05×108m/s.
在一个光脉冲的时间内传播距离
L=vt=2.05×108×10-8 m="2.05" m.
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