- 核能
- 共2202题
现在,科学家们正在设法探寻“反物质”。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等的电荷量,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
4,-2
(8分)选修模块3-5
(1)下列说法中正确的是
(2)现有一群处于n=4的能级的氢原子向低能级跃迁,能辐射出 种的不同频率的光子。
(3)自由的中子的质量为m1,自由的质子的质量为m2, 126C原子核的质量为m3,真空中的光速为c,则126C原子核的比结合能为 。
正确答案
(1)天然放射现象的发现,说明了原子核是有内部结构的,因此A正确;
汤姆孙发现电子,表明原子是由内部结构的,而卢瑟福的粒子散射实验表明原子具有核式结构,因此B错误;
半衰期是原子本身的性质,不随温度、压强以及存在状态的变化而变化,因此C错;
衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的,因此D答案正确。
(2)
(3)
1930年泡利提出,在β衰变中除了电子外还会放出不带电且几乎没有静质量反中微子.氚是最简单的放射性原子核,衰变方程为
,半衰期为12.5年.
(1)下列说法中正确的是 .
(2)在某次实验中测得一静止的氚核发生β衰变后,的动量大小为p1,沿反方向运动的电子的动量大小为p2(p1< p2),则反中微子
的动量大小为 .若
、
和
的质量分别为m1、m2和m3,光在真空中的传播速度为c,则氚核β衰变释放的能量为 .
(3)电子撞击一群处于基态的氢原子,氢原子激发后能放出6种不同频率的光子,氢原子的能级如图所示,则电子的动能至少为多大?
正确答案
(1)B(2)p2- p1 (3)
(1)B(3分)
(2)p2- p1(2分) (2分)
(3)氢原子能放出光子的种类数,则量子数n=4 (2分)
电子的能量至少为 (1分)
得 (2分)
1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,并由吴健雄用的衰变来验证,其核反应方程是
,其中
是反中微子,它的电荷量为零,静止质量可认为是零。
(1)Co与Fe同周期,它应在周期表的第________周期,的核外电子数为________。在上述衰变方程中,衰变产物
的质量数A是________,核电荷数Z是_________。
(2)在衰变前核静止,根据云室照片可以看出,衰变产物Ni和
的运动径迹不在一条直线上,如果认为衰变产物只有Ni和
那么衰变过程将违背_________守恒定律。
(3)是典型的γ放射源,可用于农作物诱变育种。我国应用该方法培育出了许多农作物新品种,如棉花高产品种“鲁棉1号”,年种植面积曾达到3 000多万亩,在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。γ射线处理作物后主要引起__________,从而产生可遗传的变异,除γ 射线外,用于人工诱变的其他射线还有________、________和___________。
正确答案
(1)四,27,60,28
(2)动量
(3)基因突变,X射线,中子流,紫外线
(2011年金华十校联考)在研究原子物理时,科学家经常借用宏观模型进行模拟.在玻尔原子模型中,完全可用卫星绕行星运动来模拟研究电子绕原子核的运动.当然这时的向心力不是粒子间的万有引力(可忽略不计),而是粒子的静电力.设氢原子中,电子和原子核的带电荷量大小都是e=1.60×10-19 C,电子在第1、2可能轨道
运行时,其运动半径分别为r1=0.53×10-10 m,r2=4r1,据此求:
(1)电子分别在第一、二可能轨道运行时的动能(以eV为单位).
(2)当电子从第一可能轨道跃迁到第二可能轨道时,原子还需吸收10.2 eV的光子,那么电子的电势能增加了多少?(静电力常量k=9.0×109 N·m2/C2)
正确答案
:(1)13.6 eV,3.4 eV
(2)20.4 eV
(1)电子所受静电力提供向心力k=
故Ek=mv2=
Ek1= J=13.6 eV
Ek2=Ek1=3.4 eV.
(2)根据能量守恒,ΔEp=ΔE+(Ek1-Ek2)
故ΔEp=20.4 eV.
用具有一定动能的电子轰击大量处于基态的氢原子,使这些氢原子被激发到量子数为n(n>2)的激发态。此时出现的氢光谱中有N条谱线,其中波长的最大值为。现逐渐提高入射电子的动能,当动能达到某一值时,氢光谱中谱线数增加到N′条,其中波长的最大值变为
。下列各式中可能正确的是( )
正确答案
AC
略
约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元索衰变成
的同时放出另一种粒子,这种粒子是 。
是
的同位素,被广泛应用于生物示踪技术。1mg
随时间衰变的关系如图所示,请估算4mg的
经多 天的衰变后还剩0.25 mg。
正确答案
正电子,56天
根据方程式两端质量数,质子数守恒,可得,放出的这种电子为正电子,从图中可知1mg的衰变成0.5mg需要14天可知4mg的
经56天的衰变后还剩0.25 mg
(09·山东物理·38) (1)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子H轰击静止的X,生成两个动能均为8.9MeV的
He.(1MeV=1.6×-13J)
①上述核反应方程为___________。
②质量亏损为_______________kg。
正确答案
(1)或
,
。
(1)或
,
。
如图15-1-6所示,氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,辐射出能量为2.55 eV的光子.问最少要给基态的氢原子提供多少电子伏特的能量,才能使它辐射上述能量的光子?请在图15-1-6中画出获得该能量后的氢原子可能的辐射跃迁图.
正确答案
12.75 eV 见解析图
氢原子从n>2的某一能级跃迁到n=2的能级,满足hν=En-E2=2.55 eV
En=hν+E2=-0.85 eV,所以n=4.
基态氢原子要跃迁到n=4的能级,应提供:
ΔE=E4-E1=12.75 eV
跃迁图见下图
一个氢放电管发光,在其光谱中测得一条谱线的波长为4.86×10-7m.试计算这是氢原子中电子从哪一个能级向哪一个能级(用量子数n表示)跃迁时发出的?已知氢原子基态(n=1)的能量为El=一13.6eV=-2.18×10-18J,普朗克常量为 h=6.63×10-34J·s。
正确答案
从的能级跃迁到
的能级时发出的
波长与频率
的关系为
, (1)
光子的能量为 , (2)
由式(1)、(2)可求得产生波长m谱线的光子的能量
J (3)
氢原子的能级能量为负值并与量子数的平方成反比:
,
1,2,3,… (4)
式中为正的比例常数。氢原子基态的量子数
1,基态能量
已知,由式(4)可得出
(5)
把式(5)代入式(4),便可求得氢原子的2,3,4,5,… 各能级的能量,它们是
J。 (6)
所以,这条谱线是电子从的能级跃迁到
的能级时发出的。
用速度为v0、质量为m1的He核轰击质量为m2的静止的7N核,发生核反应,最终产生两种新粒子A和B.其中A为8O核,质量为m3,速度为v3;B的质量为m4.
①计算粒子B的速度vB.
②粒子A的速度符合什么条件时,粒子B的速度方向与He核的运动方向相反.
正确答案
① ②
根据爱因斯坦的质能方程,一个氘核(H)和一个氚核(H)结合成一个氦核并放出一个中子释放的能量为Δmc2,1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应,释放的能量为上述反应的NA倍,即NAΔmc2.
(3)①由动量守恒定律有:m1v0=m3v3+m4vB,解得:vB=.
②B的速度与He核的速度方向相反,即:m1v0-m3v3<0,解得: .
如图所示,有界的匀强磁场磁感应强度为B="0.05" T,磁场方向垂直于纸面向里,MN是磁场的左边界.在磁场中A处放一个放射源,内装^放出某种射线后衰变成
试写出衰变方程.若A距磁场边界MN的距离OA="1.0" m时,放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子,此时接收器距过OA的直线1.0 m.据此可推算出一个静止镭核
衰变过程中释放的核能有多少?(取1 u=1.6×10-27 kg,e=1.6×10-19 C,结果保留三位有效数字)
正确答案
2.04×10-14 J
衰变方程为^.放出的粒子为α粒子.
垂直MN穿出磁场的α粒子在磁场中运动的行迹应如图所示,即其轨迹半径R="OA=1.0" m.
由qvαB=m得
vα==2.5×106 m/s
Ekα=ymαvα2=y×6.4×10-27×(2.5×106)2 J
=2.0×10-14 J,又衰变过程中动量守恒,即
mαvα=mRnvRn
所以
所以EkRn=Ekα
由能的转化和守恒定律得,释放的核能为
E=Ekα+EkRn=(1+)Ekα
=(1+×2.0×10-14 J=2.04×10-14 J.
如图所示,为α粒子散射实验的示意图,A点为某α粒子运动中离原子核最近的位置,则该α粒子在A点具有
A 最大的速度
B 最大的加速度
C 最大的动能
D 最大的电势能
正确答案
B、D
本题与电场知识相联系,粒子带正电荷,与原子核同电性,
粒子靠近原子核过程中,电场力不断做负功,最近时,其动能最小,同时电势能最小
如图2—4所示,M是折射率为的半圆形玻璃砖,O为其圆心。一束光沿半径方向进入玻璃砖射到O点,当M绕O点缓慢地沿逆时针旋转时,光线OA跟法线之间的夹角θ2逐渐 ,光线的强度逐渐 ,角θ1 θ3(填:“>”、“<”或“=”),光线OB跟法线之间的夹角θ3将逐渐 ,光线的强度将逐渐 ,当θ1 = 时,光线OA完全消失。
正确答案
增大,减弱,=,增大,增强,arcsin/3
当M绕O点缓慢地沿逆时针旋转时,入射角角θ1变大,θ2逐渐增大,因折射角越大,光线越弱,所以光线的强度逐渐减弱,根据光的反射定律,θ1=θ3,角θ1变大,θ3增大,因折射光线减弱,所以反射光线增强,当θ1 = arcsin/3时发生全反射,即光线OA完全消失。
Rn核的质子数为_________,中子数为_________,质量数为_________,核电荷数为_________。
正确答案
86,136,222,86
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