- 核能
- 共2202题
氢原子第n能级的能量为En＝
正确答案
4 2
设氢原子发射光子前、后分别处于第l与第m能级，则依题意有
解得：m＝2，l＝4.
现在世界上许多国家都在积极研究可控热核反应的理论和技术，以解决能源危机问题.热核反应中所用的燃料——氘，在地球上储量非常丰富，1 L海水中大约有0.3 g氘，如果用来进行热核反应，放出的能量约与燃烧300 L汽油相当.若氘核的质量为m1,氦核的质量为m2,光速为c，阿伏加德罗常数为NA，氘的摩尔质量为m0.
（1）写出两个氘核聚变成一个氦核的核反应方程;
(2)质量为M的氘参与上述聚变反应可释放出的能量为多少?
正确答案
(1)
（1）
（2）核反应的质量亏损为Δm=2m1-m2
ΔE=Δmc2=(2m1-m2)c2
据题意得,质量为M的氘中的氘核数为n=
质量为M的氘核参与聚变放出的能量为
E=
地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性元素的衰变规律来推测的.通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期不含铅）的一半.铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间的变化规律如下图所示.图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：
（1）地球年龄大约为多少年？
（2）被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅原子数之比是多少？
正确答案
（1）45亿年（2）1∶3
（1）由于目前研究的岩石中铀的含量是岩石形成初期的一半，
由图可知对应的时间是45亿年，即地球年龄大约为45亿年。 (4分)
（2）由图知，90亿年对应的
设铅原子的数目为
所以：
本题考查半衰期的应用，经过一个半衰期有半数原子发生衰变的，所以根据公式计算可得
一个氘核和一个氚核发生聚变，其核反应方程是
正确答案
17.6MeV
（6分）根据质能方程，释放出的能量为：
( 1 )对于以下核反应方程，下面说法中正确的是 ( )
①
③
（2）如图所示，人与冰车质量为M，球质量为m，开 始均静止于光滑冰面上，现人将球以对地速度V水平向右推出，球与挡板P碰撞后等速率弹回，人接住球后又将球以同样的速度V向右推出……如此反复，已知M=16m，试问人推球几次后将接不到球？
正确答案
( 1 )A C ( 5分)
( 2 ) 取向左为正方向
每次推接球一次，系统的动量增加：△P="2mv " …………………… (2分)
推接n次后有：2nmv=（m+M）v1 …………………… (2分)
设第n+1次推球后接不到：（m+M）v1=Mv2—mv …………………… (2分)
v2≥v …………………… (1分)
即：
所以推球9次后将接不到球
略
（15分）
（1）（6分）下列说法正确的是________。（填入选项前的字母，有填错的不得分）
最短
（2）（9分）质量为2kg的平板车B上表面水平，原来静止在光滑水平面上，平板车一端静止着一块质量为2kg的物体A，一颗质量为0．01kg的子弹以600m/s的速度水平瞬间射穿A后，速度变为100m/s，如果A B之间的动摩擦因数为0．05，求：
①A的最大速度；
②若A不会滑离B，求B的最大速度。
正确答案
（1）C（2）vB="1.25m/s"
（1）答案：C
（2）解：取
①子弹与A作用过程：
解得 vA="2.5m/s " 2分
②A与B作用过程：
解得 vB="1.25m/s " 1分
在氢原子中，如果电子从r1＝0.53×10－10 m的轨道上，由于获得能量而进入r2＝2.12×10－10 m的轨道上做匀速圆周运动，求在该轨道上电子的动能是多少？(k＝9.0×109 N·m2/C2)
正确答案
5.4×10－19 J
由于电子与原子核间的库仑力充当向心力，
则k
所以Ek＝
＝
卢瑟福和他的助手做α粒子轰击金箔实验，获得了重要发现．
(1)关于α粒子散射实验的结果，下列说法正确的是 ( )
(2)在α粒子散射实验中，现有一个α粒子以2.0×107 m/s的速度去轰击金箔后，若金原子的核电荷数为79.求该α粒子与金原子核间的最近距离(已知带电粒子在点电荷电场中的电势能表达式为Ep＝k
正确答案
(1)C (2)2.7×10－14 m
(1)α粒子散射实验发现了原子内存在一个集中了全部正电荷和几乎全部质量的核．数年后卢瑟福发现核内有质子并预测核内存在中子，所以C对，A、B错．玻尔发现了电子轨道量子化，D错．
(2)α粒子与原子核发生对心碰撞时所能达到的最小距离为d，
d＝
＝
≈2.7×10－14 m.
(2011年金丽衢十二校联考)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
(1)写出上述衰变方程．
(2)若A处距磁场边界MN的距离OA＝1.0 m时，放在MN左侧边缘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．求一个静止
正确答案
：(1)
(2)2.04×10－14 J
(1)
(2)衰变过程中释放的α粒子在磁场中做匀速圆周运动，半径R＝1.0 m，由2evB＝
α粒子的速度v＝
衰变过程中系统动量守恒，
222 u×v′＝4 u×v
得
释放的核能E＝
代入数据解得E＝2.04×10－14 J.
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 （
正确答案
镍58电子俘获核反应方程为
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
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）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
正确答案
发射，增大，减小
略
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（
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
氡核加速度
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
(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，
（3）从n=4的能级跃迁能放出光子的种类有：
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
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