- α粒子散射实验
- 共195题
[物理选修3-5模块]
下列说法中正确的是______
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的裂变反应
B．原子核式结构模型是由α粒子散射实验基础上提出来的
C．放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态没有关系
D．原子跃迁时辐射的光子的频率等于原子内电子绕核做圆周运动的频率．
正确答案
A、太阳内部进行的是热核聚变．故A错误．
B、原子核式结构模型是在α粒子散射实验基础上提出来的．故B正确．
C、放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关．故C正确．
D、根据玻尔原子模型，知道轨道是量子化的，且不产生电磁辐射，原子跃迁时的光子频率不等于原子内电子绕核做圆周运动的频率．故D错误．
故选BC．
（1）在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势.在核电站中，核反应堆释放的核能被转化成电能.核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量的核能.
（2）有一座发电能力为P=1.00´106kw的核电站，核能转化为电能的效率h=40%.假定反应堆中发生的裂变反应全是（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能DE=2.78´10-11J，
正确答案
(1)
（2）
(1)依据核电荷数守恒和质量数守恒可判断
根据爱因斯坦的质能方程
（2）依据已知，
正确答案
5.5MeV.
衰变过程中的质量亏损△m=232.0372u-(228.0787u+4.0026u)=0.0059u
衰变过程中释放的能量△Ｅ=△m·C２=0.0059×931.5MeV=5.5MeV【规律总结】用
1.在公式
2.在公式△Ｅ=△m×931.5中△m的单位是u，△Ｅ的单位是ＭeV，
(1)求电子在基态轨道上运动时的动能。
(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态。画一能级图，在图14－1上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线。
(3)计算这几条光谱线中波长最短的一条的波长。(其中静电力恒量K=9.0×109N·m2/C2，电子电量e=1.6×10-19C，普朗克恒量h=6.63×10-34J·s，真空中光速c=3.0×108m/s)。
正确答案
(l)
(2)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线。如图14-2所示。
(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3-E1。
【错解】
(1)电子在基态轨道中运动时量子数n=1，其动能为
由于动能不为负值
(2)作能级图如图，可能发出两条光谱线。
(3)由于能级差最小的两能级间跃迁产生的光谱线波长越短，所以(E3-E2)时所产生的光谱线为所求，其中
【错解原因】
(1)动能的计算错误主要是不理解能级的能量值的物理意义，因而把
道上的能量，它包括电势能EP1和动能EK1。计算表明EP1=-2EK1，所以E1=EP1＋EK1=-EK1，EK1=-E1=l3.6eV。虽然错解中数值表明正确，但理解是错误的。
(2)错解中的图对能级图的基本要求不清楚。
(3)不少学生把能级图上表示能级间能量差的长度线看成与谱线波长成正比了。
【分析解答】
(l)设电子的质量为m，电子在基态轨道上的速率为v1，根据牛顿第
(2)当氢原子从量子数n=3的能级跃迁到较低能级时，可以得到3条光谱线。如图14-2所示。
(3)与波长最短的一条光谱线对应的能级差为E3-E1。
根据原子的核式结构来分析：当一束α粒子穿过金箔后，为何能出现把α粒子按绝大多数、少数、极少数这样分类的三种不同运动轨迹?
正确答案
极少数α粒子产生大角度的散射，需要很强的相互作用力，只有原子内带正电的部分体积极小，而且集中了大部分质量才能出现这种运动轨迹．而绝大多数a粒子穿过金箔，说明原子内部很空．
极少数α粒子产生大角度的散射，需要很强的相互作用力，只有原子内带正电的部分体积极小，而且集中了大部分质量才能出现这种运动轨迹．而绝大多数a粒子穿过金箔，说明原子内部很空．
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