- 核能
- 共2202题
试定性说明原子的核式结构模型与α粒子散射实验相符合.
正确答案
解:α粒子轰击的金箔很薄,但从原子排列来看,至少有400多层,α粒子射向金箔,绝大多数能沿直线穿过,说明它们没有受到什么阻碍,这有两种可能,一种是带正电的物质均匀 分布,它们对α粒子的作用相互抵消;另一种可能是带正电的物质只分布在很小的范围内,绝大多数α粒子在穿过多层原子的过程中,都没有碰到带正电的物质.但是在实验中确实有少数α粒子发生大角度偏转,并有极个别的被弹回,这说明上述的两种可能中只有第二种是正确的,这些发生大角度偏转的α粒子由于运动过程中离某个原子核很近,同种电荷间的斥力使它大角度偏转,而极个别的α粒子,直接射向某个原子核,由于原子核的质量、电量都远大于α粒子,因此它被反向弹回.
已知氢原子的半径是0.53×10-10m,按照卢瑟福的原子模型,如果电子是绕核做匀速圆周运动,它的速度和频率各是多少?
正确答案
解:设电子质量为m 、电量为e 、速度为v 、频率为f 、氢原子半径为R ,
电子做匀速圆周运动,向心力由库仑力提供,
有
故
⑴下列说法正确的是
⑵一个中子轰击铀核()可裂变生成钡(
)和氪(
).已知
、
、
和中子的质量分别是mu、mBa、mKr、mn,则此铀裂变反应的方程为 ;该反应中一个
裂变时放出的能量为 .(已知光速为c)
(3)如图甲所示,光滑水平面上有A、B两物块,已知A物块的质量mA=1kg.初始时刻B静止,A以一定的初速度向右运动,之后与B发生碰撞并一起运动,它们的位移-时间图象如图乙所示(规定向右为位移的正方向),则物体B的质量为多少?
正确答案
(1): AC (2) (mu-mBa-mKr-2mn )C2 (3)3kg
试题分析:
(1): 一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时,入射光的频率越高,电子获得的能量就越大,B错误,β射线可以射穿几毫米的铝板,D错误,
(2)方程为 ,根据爱因斯坦质能方程可得
(3)(4分)根据公式 由图可知,撞前
(1分)
撞后 (1分)则由
(1分)
解得: (1分)
点评:在书写核反应方程时,需要注意质子数,质量数守恒
(1)如图是1909年英国物理学家卢瑟福和他的同事们所做的______实验装置示意图,据此实验卢瑟福提出了原子______结构模型,在实验中,发现只有少数粒子发生大角度偏转,其原因是原子的正电荷及______都集中在一个很小的核上.
(2)根据波尔原子结构理论,电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离原子核的距离______(选填“近”或“远”),当大量氢原子处在n=4的激发态时,由于跃迁所发射的谱线有______条,氢原子第n能级的能量为En=,其中E1为基态能量,当氢原子由第4能级跃迁到基态时,发出光子的频率为v1,当氢原子由第2能级跃迁到基态,发出光子的频率为v2,则
=______.
正确答案
(1)卢瑟福和他的同事们所做的α粒子散射实验装置示意图,此实验否定了汤姆逊的枣糕模型,据此实验卢瑟福提出了原子的核式结构模型.在实验中,发现只有少数粒子发生大角度偏转,其原因是原子的正电荷及绝大部分质量都集中在一个很小的核上.
(2)根据玻尔原子理论,能级越高的电子离核距离越大,故电子处在n=2轨道上比处在n=4轨道上离氢核的距离近,
跃迁发出的谱线特条数为N==
,代入n=4,解得6条谱线,
因为E4=,当氢原子由第4能级跃迁到基态时,发出光子能量hν1=E4-E1=-
.
因为E2=,当氢原子由第2能级跃迁到基态时,发出的光子能量hν2=E2-E1=-
E1
解得=
.
故答案为:(1)α粒子散射;核式;绝大部分质量;(2)近;6;.
卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型,原子的核式结构模型又叫原子的行星模型,这是因为两者之间有极大的相似之处,带电粒子间遵循库仑定律,而星体之间遵循万有引力定律,两定律有相似的表达形式.若以无穷远处为零电势点,点电荷的电势为
,可推出氢原子的基态能级为-13. 6 eV.
今以距地球无穷远处的重力势能为零.试计算:质量为1 t的卫星绕地球表面飞行,其总机械能为多大?再补充多少能量,可使它脱离地球的引力.(6. 4×103 km,g=9.8m/s2 )
正确答案
(1)J.
(2)。
由电电荷周围电势的表达式类比可以知道:地球周围的"重力势"的表达式为
,又由点电荷周围电荷的电势能表达式
类比可以知道:地球周围物体重力势能的表达式为
。
根据卫星运行时满足和
,可以知道卫星动能的表达式
为
,所以卫星的机械能
。
由,有
,故
。
又卫星绕地球表面运行时r=R,则J.
由电子从基态挣脱原子核的束缚需要的能量可知,要使绕地球表面运行的卫星挣脱地球的引力,应补充的能量为。
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1.67×10-2 kg,1MeV=1×106eV)
正确答案
大,6.9×106
Ⅰ某同学在“用单摆测定重力加速度” 的实验中进行了如下的操作:
(1)用游标上有10个小格的游标卡尺测量摆球直径如图甲所示,摆球直径为______cm 。把摆球用细线悬挂在铁架台上,测量摆线长,通过计算得到摆长L。
(2)用秒表测量单摆的周期。当单摆摆动稳定且到达最低点时开始计时并记为n = 0,单摆每经过最低点记一次数,当数到n = 40时秒表的示数如图乙所示,该单摆的周期是T=_____s(结果保留三位有效数字)。
(3)测量出多组周期T、摆长L数值后,画出T2—L图象,并求出结果。
(4)该小组的另一同学没有使用游标卡尺也测出了重力加速度。他采用的方法是:先测出一摆线较长的单摆的振动周期T1,然后把摆线缩短适当的长度,再测出其振动周期T2。用该同学测出的物理量表达重力加速度为g=________。
某中学的物理“小制作”小组装配了一台“5 V,0.5 A”的小直流电动机,线圈内阻小于1 Ω.现要进一步研究这个小直流电动机在允许的输入电压范围内,输出功率与输入电压的关系,实验室提供的器材有: ①直流电源E:电压6 V、内阻不计;②小直电流电动机M;
③电压表V1:量程0.6 V、内阻约3 kΩ; ④电压表V2:量程6 V、内阻约15 kΩ;
⑤电流表A1:量程0.6 A,内阻约2.5Ω ⑥电流表A2:量程3 A、内阻约0.5 Ω;
⑦滑动变阻器R:0~10 Ω、1A; ⑧开关一只S,导线若干.
(1)首先要比较精确测量电动机的内阻r.根据合理的电路进行测量时,要控制电动机不转动,通过调节滑动变阻器,使电压表和电流表有合适的示数,电压表应该选_______,若电压表的示数为0.15 V,电流表的示数为0.2 A,则内阻r=______Ω,这个结果比真实值偏_____(填 “大”或“小”).
(2)在方框中画出研究电动机的输出功率与输入电压的关系的实验电路图.(标明所选器材的符号)
(3)当电压表的示数为4.3 V时,电流表示数如图示,此时电动机的输出功率是_______ W.
正确答案
Ⅰ. (每空2分)(1)2.06;(2)3.37;(4)
Ⅱ.(每空2分)(1)V1、0.75、小 (2)如图所示(3分) (3)1.6
Ⅰ. (1)由游标卡尺读出2.06cm;
(2)通过秒表的读数得3.37s;
(3)根据单摆周期公式有:,
,得
;
Ⅱ.(1)电动机不转动,可粗估测出电压为0.5 V,电压表应该选V1;
根据欧姆定律;电路需采用外接法,故测量结果比真实值偏小。
(2)实验电路如图所示
(3)电流表读出电流为0.4A,电动机的输出功率。
(1)关于α粒子散射实验的说法中正确的是______
A.实验装置放在空气中和真空中都可以
B.实验说明原子的全部正电荷和质量都集中在原子核里
C.使α粒子产生偏转的力是金原子中的电子对α粒子的作用力
D.少数α粒子能产生大角度偏转是因为它们离金的原子核很近,受到的斥力很大
(2)在α粒子散射实验中,金箔中的原子核可以看作静止不动.下列各图画出的是其中两个α粒子经历金箔散射过程的径迹,其中正确的是______
正确答案
(1)A、实验装置放在真空中,不可以放在空气,故A错误;
B、α粒子散射实验的内容是:绝大多数α粒子几乎不发生偏转;少数α粒子发生了较大的角度偏转;极少数α粒子发生了大角度偏转(偏转角度超过90°,有的甚至几乎达到180°,被反弹回来),故B正确;
C、发生α粒子偏转现象,主要是由于α粒子与原子核之间的库仑斥力的结果,故C错误;
D、少数α粒子能产生大角度偏转是因为它们离金的原子核很近,受到的斥力很大,故D正确.
(2)α粒子受到原子核的斥力作用而发生散射,离原子核越近的粒子,受到的斥力越大,散射角度越大,选项C正确.
故选:(1)BD;(2)C.
根据α粒子散射实验,卢瑟福提出了原子的核式结构模型:在原子的中心有一个____________ (选填“很小”或“很大”)的核,叫做原子核,原子的____________正电荷与____________质量都集中在原子核里(以上两空选填“全部”或“几乎全部”),____________在核外空间的运动。
正确答案
很小;全部;几乎全部;电子
关于同位素的下列说法中,正确的是( )
正确答案
AD
同位素的质子数相同,在元素周期表中的位置相同,具有相同的化学性质,但物理性质不一定相同,所以选项A、D正确,选项B错误.同位素不一定具有放射性,所以选项C错误.
一静止的U核经α衰变成为
Th核,释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后
Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?
正确答案
0.07MeV
根据题意知,此衰变的衰变方程为
根据动量守恒定律得,,
式中,和
分别为
粒子和
核的质量,
和
分别为
粒子和
核的速度大小。由题设条件知,
式中,是
粒
核的总动能。
联立解得
代入数据得,衰变后核的动能为
α粒子散射实验结果表明( )
正确答案
ABD
在α粒子散射实验中,绝大多数α粒子穿过金箔时其运动方向基本不变,只有少数α粒子发生较大角度的偏转,这说明原子的全部正电荷和几乎所有的质量都集中在一个很小的核上,这个核就叫原子核.原子核很小,只有少数α粒子穿过金箔时接近原子核,受到较大库仑力而发生偏转;而绝大多数α粒子在穿过金箔时,离原子核很远,所受库仑斥力很小,故它们的运动方向基本不变,所以本题正确选项为A、B、D.
有J、K、L三种原子核,已知J、K的核子数相同,K、L的质子数相同,试完成下列表格.
正确答案
如下表所示.
质子数与原子序数相同,中子数等于质量数减去质子数.
在卢瑟福的α粒子散射实验中,有少数α粒子发生大角度偏转,其原因是( )
正确答案
AB
只有原子的正电荷全部集中在一个核上,并且几乎全部质量都集中在这个核上才会使α粒子在很强的库仑力作用下发生大角度偏转,A对.由于只有少数α粒子发生大角度偏转,绝大多数α粒子仍沿原来方向前进,所以可以判断,原子核很小,只有少数α粒子才能正对着它射入而被反射弹回,也可以断定原子内部十分“空旷”,B对.如果正电荷在原子中均匀分布,α粒子射入原子后不会受到很大的库仑力而发生大角度偏转,C错.电子的质量很小,对α粒子的作用十分微弱,几乎不会改变α粒子的运动状态,D错.
关于α粒子散射实验,下列说法中正确的是( )
正确答案
ABC
电子的质量很小,当和α粒子作用时,对α粒子不起作用.A正确.α粒子发生了大角度偏转,说明原子核的正电荷和几乎全部的质量集中在一个很小的区域内,所以B、C正确,D错误.
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