2020高中物理冲A方案课件+知识清单+练习 (38)

第46讲原子结构原子核知识点一氢原子光谱、氢原子的能级、能级公式1．原子的核式结构(1)电子的发现：英国物理学家汤姆孙发现了电子．(2)α粒子散射实验：1909～1911年，英国物理学家卢瑟福和他的助手进行了用α粒子轰击金箔的实验，实验发现绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来方向前进，但有少数α粒子发生了大角度偏转，偏转的角度甚至大于90°，也就是说它们几乎被“撞”了回来．(3)原子的核式结构模型：在原子中心有一个很小的核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转．2．光谱(1)光谱用光栅或棱镜可以把光按波长展开，获得光的波长(频率)和强度分布的记录，即光谱．(2)光谱分类 有些光谱是一条条的亮线，这样的光谱叫做线状谱．有的光谱是连在一起的光带，这样的光谱叫做连续谱．(3)氢原子光谱的实验规律巴耳末线系是氢原子光谱在可见光区的谱线，其波长公式1λ＝R ⎝ ⎛⎭⎪⎫122－1n 2(n ＝3,4,5，…)，R 是里德伯常量，R ＝1.10×107 m －1，n 为量子数．3．玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m －E n .(h 是普朗克常量，h ＝6.63×10－34 J·s)(3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．4．氢原子的能级、能级公式(1)氢原子的能级能级图如图所示(2)氢原子的能级和轨道半径①氢原子的能级公式：E n＝1n2E1(n＝1,2,3，…)，其中E1为基态能量，其数值为E1＝－13.6 eV.②氢原子的半径公式：r n＝n2r1(n＝1,2,3，…)，其中r1为基态半径，又称玻尔半径，其数值为r1＝0.53×10－10 m.知识点二原子核的组成、放射性、原子核的衰变、半衰期、放射性同位素1．原子核的组成：原子核是由质子和中子组成的，原子核的电荷数等于核内的质子数．2．天然放射现象(1)天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝克勒尔发现．天然放射现象的发现，说明原子核具有复杂的结构．(2)放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性．具有放射性的元素叫放射性元素．(3)三种射线：放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线．(4)放射性同位素的应用与防护①放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同．②应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等．③防护：防止放射性对人体组织的伤害．3．原子核的衰变(1)衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变．(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋0－1e两个典型的衰变方程①α衰变：238 92U→234 90Th＋42He；②β衰变：234 90Th→234 91Pa＋0－1e；(3)半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间．半衰期由原子核内部的因素决定，跟原子所处的物理、化学状态无关．知识点三核力、结合能、质量亏损1．核力(1)定义原子核内部，核子间所特有的相互作用力．(2)特点①核力是强相互作用的一种表现；②核力是短程力，作用范围在1.5×10－15 m之内；③每个核子只跟它的相邻核子间才有核力作用．核力把核子束缚在原子核范围内，形成稳定的原子核．2．结合能核子结合为原子核时释放的能量或原子核分解为核子时吸收的能量，叫做原子核的结合能，亦称核能．3．比结合能(1)定义原子核的结合能与核子数之比，称做比结合能，也叫平均结合能．(2)特点不同原子核的比结合能不同，原子核的比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．4．质能方程、质量亏损爱因斯坦质能方程E＝mc2，原子核的质量必然比组成它的核子的质量和要小Δm，这就是质量亏损．由质量亏损可求出释放的核能ΔE＝Δmc2.知识点四裂变反应和聚变反应、裂变反应堆核反应方程1．重核裂变(1)定义：质量数较大的原子核受到高能粒子的轰击而分裂成几个质量数较小的原子核的过程．(2)典型的裂变反应方程：235U＋10n→8936Kr＋144 56Ba＋310n.92(3)链式反应：由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程．(4)临界体积和临界质量：裂变物质能够发生链式反应的最小体积及其相应的质量．(5)裂变的应用：原子弹、核反应堆．(6)反应堆构造：核燃料、减速剂、镉棒、防护层．2．轻核聚变(1)定义：两轻核结合成质量较大的核的反应过程．轻核聚变反应必须在高温下进行，因此又叫热核反应．(2)典型的聚变反应方程：2H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV1(1)α粒子散射实验说明了原子的正电荷和绝大部分质量集中在一个很小的核上．(√)(2)氢原子由能量为E n的定态向低能级跃迁时，氢原子辐射的光子能量为hν＝E n.(×)(3)按照玻尔理论，核外电子均匀地分布在各个不连续的轨道上．(×)(4)氢原子吸收光子后，将从高能级向低能级跃迁．(×)(5)氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了．(×)(6)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，同时遵循电荷数守恒．(√)(7)爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化．(×)(8)三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是γ射线、β射线、α射线．(√)(9)目前核电站多数是采用核聚变反应发电．(×)1．如图所示是英国物理学家卢瑟福用粒子轰击金箔的实验装置．下列关于该实验的描述错误的是(B)A．α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成B．α粒子的散射实验揭示了原子核有复杂的结构C．实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后没有发生散射D．α粒子从金原子内部穿出后携带了原子内部结构的信息解析：α粒子轰击金箔的实验需在真空条件下完成，故A项正确；α粒子的散射实验揭示了原子具有复杂的核式结构，故B项错误；实验结果表明绝大多数α粒子穿过金箔后不发生散射，故C项正确；α粒子从金原子内部出来后携带了原子内部的信息，故D项正确．2．氢原子从能级A跃迁到能级B，吸收频率ν1的光子，从能级A跃迁到能级C释放频率ν2的光子，若ν2>ν1则当它从能级C跃迁到能级B将(A)A．吸收频率为ν2＋ν1的光子B．吸收频率为ν2－ν1的光子C．放出频率为ν2＋ν1的光子D．放出频率为ν2－ν1的光子解析：氢原子从能级A 跃迁到能级B 吸收光子，则B 能级的能量大于A 能级的能量，由玻尔理论有：E B －E A ＝hν1；从能级A 跃迁到能级C ，释放光子，则A 能级的能量大于C 能级的能量，由玻尔理论有：E A －E C ＝hν2；由以上两式得：E B －E C ＝hν1＋hν2，所以氢原子由C 能级跃迁到B 能级要吸收光子，由hν＝hν1＋hν2，所吸收的光子频率为ν＝ν1＋ν2，故A 项正确，B 、C 、D 项错误．3．氡222经过α衰变变成钋218，t ＝0时氡的质量为m 0，任意时刻氡的质量为m ，下列四幅图中正确的是( B )解析：每经过一个半衰期有一半质量发生衰变，则剩余质量m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，解得m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，T 为半衰期，可知m m 0与t 成指数函数关系，故B 项正确，A 、C 、D 项错误．4．(2017·江苏卷)(多选)原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有( BC )A.42He核的结合能约为14 MeVB.42He核比63Li核更稳定C．两个21H核结合成42He核时释放能量D.235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大解析：42He核里面有四个核子，所以结合能约为28 MeV，A项错误；比结合能越大，原子核越稳定，所以B项正确；两个21H核结合成42He核时发生聚变反应，比结合能变大，有质量亏损，所以释放能量，C项正确；235 92U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的小，D 项错误．知识点一原子的核式结构1．汤姆孙原子模型(1)电子的发现：1897年，英国物理学家汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子．电子的发现证明了原子是可再分的．(2)汤姆孙原子模型：原子里面带正电荷的物质均匀分布在整个原子球体中，而带负电的电子镶嵌在球内．2．α粒子散射实验(1)α粒子散射实验装置(2)α粒子散射实验的结果：绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被“撞了回来”．3．原子的核式结构模型(1)α粒子散射实验结果分析①核外电子不会使α粒子的速度发生明显改变．②汤姆孙模型不能解释α粒子的大角度散射．③绝大多数α粒子沿直线穿过金箔，说明原子中绝大部分是空的；少数α粒子发生较大角度偏转，反映了原子内部集中存在着对α粒子有斥力的正电荷；极少数α粒子甚至被“撞了回来”，反映了个别α粒子正对着质量比α粒子大得多的物体运动时，受到该物体很大的斥力作用．(2)原子的核式结构模型在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的所有正电荷和几乎所有质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外绕核旋转．(3)核式结构模型的局限性卢瑟福的原子核式结构模型能够很好地解释α粒子散射实验现象，但不能解释原子光谱是特征光谱和原子的稳定性．1．在α粒子散射实验中，电子对α粒子运动的影响可以忽略．这是因为与α粒子相比，电子的(D)A．电量太小B．速度太小C．体积太小D．质量太小解析：在α粒子散射实验中，由于电子的质量太小，电子的质量只有α粒子的1，它对α粒子速度的大小和方向的影响就像灰7 300尘对枪弹的影响，完全可以忽略．故D正确，A、B、C错误．2．(多选)关于卢瑟福研究α粒子轰击金箔的实验，下列说法中正确的是(ACD)A．按照汤姆孙模型，α粒子轰击金箔时不可能发生大角度的偏转，因而卢瑟福否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出了原子的核式结构模型B．绝大多数α粒子穿过金箔运动方向不变，说明原子所带正电荷是均匀分布的C．α粒子轰击金箔实验现象说明原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里D．卢瑟福利用经典力学计算出向各方向散射的α粒子的比例解析：卢瑟福根据α粒子散射实验，否定了汤姆孙的“枣糕模型”，提出了原子的核式结构模型，A正确；实验中绝大多数α粒子穿过金箔时运动方向不变，说明原子内部大部分是空的，所带正电荷集中在很小的空间，卢瑟福利用经典力学计算了向各个方向散射的α粒子的比例，B错误，C、D正确．3．如图是卢瑟福的α粒子散射实验装置，在一个小铅盒里放有少量的放射性元素钋，它发出的α粒子从铅盒的小孔射出，形成很细的一束射线，射到金箔上，最后打在荧光屏上产生闪烁的光点．下列说法正确的是(A)A．该实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据B．该实验证实了汤姆孙原子模型的正确性C．α粒子与原子中的电子碰撞会发生大角度偏转D．绝大多数的α粒子发生大角度偏转解析：卢瑟福根据α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，选项A正确，卢瑟福提出了原子核式结构模型的假设，从而否定了汤姆孙原子模型的正确性，B错误；电子质量太小，对α粒子的影响不大，选项C错误；绝大多数α粒子穿过金箔后，几乎仍沿原方向前进，D错误．知识点二原子能级跃迁规律1．对氢原子能级图的理解(1)能级图如图所示．(2)能级图中相关量意义的说明：(1)自发跃迁：高能级→低能级，释放能量，发出光子． 光子的频率ν＝ΔE h ＝E 高－E 低h .(2)受激跃迁：低能级→高能级，吸收能量．①光照(吸收光子)：光子的能量必须恰等于能级差hν＝ΔE . ②碰撞、加热等：只要入射粒子能量大于或等于能级差即可，E 外≥ΔE .③大于电离能的光子被吸收，将原子电离．3．谱线条数的确定方法(1)一个氢原子跃迁发出可能的光谱线条数最多为(n－1)．(2)一群氢原子跃迁发出可能的光谱线条数的两种求解方法．①用数学中的组合知识求解：N＝C2n＝n(n－1)2.②利用能级图求解：在氢原子能级图中将氢原子跃迁的各种可能情况一一画出，然后相加．4．1995年科学家“制成”了反氢原子，它是由一个反质子和一个围绕它运动的正电子组成，反质子和质子有相同的质量，带有等量异种电荷．反氢原子和氢原子有相同的能级分布，氢原子能级如图所示，则下列说法中正确的是(B)A．反氢原子光谱与氢原子光谱不相同B．基态反氢原子的电离能为13.6 eVC．基态反氢原子能吸收11 eV的光子而发生跃迁D．大量处于n＝4能级的反氢原子向低能级跃迁时，从n＝2能级跃迁到基态辐射的光子的波长最短解析：反氢原子和氢原子有相同的能级分布，故反氢原子光谱与氢原子光谱相同，A错；基态反氢原子的电离能为13.6 eV，只有大于等于13.6 eV的能量的光子才可以使反氢原子电离，B对；基态反氢原子发生跃迁时，只能吸收能量等于两个能级的能量差的光子，C错；在反氢原子谱线中，从n＝4能级跃迁到基态辐射的光子的能量最大，频率最大，波长最短，D错．5．(2019·淄博模拟)(多选)氢原子的能级如图所示，现在处于n ＝4能级的大量氢原子向低能级跃迁，下列说法正确的是(AD)A．这些氢原子可能发出6种不同频率的光B．已知钾的逸出功为2.22 eV，则氢原子从n＝3能级跃迁到n ＝2能级释放的光子可以从金属钾的表面打出光电子C．氢原子从n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的光子能量最小D．氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，氢原子能量减小，电子动能增加解析：大量的氢原子处于n＝4的激发态，可能发出光子频率的种数n＝C24＝6，故A正确；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级释放的光子能量为1.89 eV，小于钾的逸出功为2.22 eV，故不能产生光电效应，故B错误；由n＝4能级跃迁到n＝3能级产生的光子频率最小，故C错误；氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，放出能量，故氢原子能量减小，同时电子向原子核靠近，库仑力做正功，故电子动能增加，故选项D正确．知识点三原子核的衰变规律1．放射性元素具有放射性的元素称为放射性元素，原子序数大于或等于83的元素，都能自发地放出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线，它们放射出来的射线共有α射线、β射线、γ射线三种．2．三种射线的比较3．α衰变、β衰变的比较4.衰变次数的确定方法方法1：确定衰变次数的方法是依据两个守恒规律，设放射性元素A Z X 经过n 次α衰变和m 次β衰变后，变成稳定的新元素A ′Z ′Y ，则表示该核反应的方程为A Z X →A ′Z ′Y ＋n 42He ＋m 0－1e.根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程A ＝A ′＋4n Z ＝Z ′＋2n －m由以上两式联立解得n ＝A －A ′4，m ＝A －A ′2＋Z ′－Z由此可见确定衰变次数可归结为求解一个二元一次方程组． 方法2：因为β衰变对质量数无影响，可先由质量数的改变确定α衰变的次数，然后根据衰变规律确定β衰变的次数．5．对半衰期的理解(1)半衰期公式：N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ.(2)半衰期的物理意义：半衰期是表示放射性元素衰变快慢的物理量，同一放射性元素的衰变速率一定，不同的放射性元素半衰期不同，有的差别很大．(3)半衰期的适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变．6．(多选)天然放射性元素23290Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成208 82Pb(铅)．下列论断中正确的是( BD )A ．铅核比钍核少24个中子B ．铅核比钍核少8个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变解析：铅核核子数比钍核核子数少24个，而不是中子数少24个，A 项错误；铅核质子数为82，钍核质子数为90，故铅核比钍核少8个质子，B项正确；钍核的衰变方程为：232 90Th→208 82Pb＋x42He＋y0－1e，式中x、y分别为α和β的衰变次数．由质量数守恒和电荷数守恒，有4x＋208＝232,2x－y＋82＝90，联立两式得x＝6，y＝4，即衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，C项错误，D项正确．7．(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的有(BD)A．是原子核质量减少一半所需的时间B．是原子核有半数发生衰变所需的时间C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减小放射性元素的半衰期D．可以用于测定地质年代、生物年代等解析：原子核衰变后变成新核，新核与未衰变的核在一起，故半衰期并不是原子核的数量、质量减少一半，故A错误，B正确；衰变快慢由原子核内部因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，常用其测定地质年代、生物年代等，故C错误，D正确．知识点四核反应方程与核能计算1．核反应的四种类型2．核反应方程式的书写(1)熟记常见基本粒子的符号，是正确书写核反应方程的基础．如质子(11H)、中子(10n)、α粒子(42He)、β粒子(0－1e)、正电子(01e)、氘核(21H)、氚核(31H)等．(2)掌握核反应方程遵守的规律，是正确书写核反应方程或判断某个核反应方程是否正确的依据，由于核反应不可逆，所以书写核反应方程式时只能用“→”表示反应方向．(3)核反应过程中质量数守恒，电荷数守恒．3.对质能方程的理解(1)一定的能量和一定的质量相联系，物体的总能量和它的质量成正比，即E＝mc2.方程的含义：物体具有的能量与它的质量之间存在简单的正比关系，物体的能量增大，质量也增大；物体的能量减少，质量也减少．(2)核子在结合成原子核时出现质量亏损Δm，其能量也要相应减少，即ΔE＝Δmc2.(3)原子核分解成核子时要吸收一定的能量，相应的质量增加Δm，吸收的能量为ΔE＝Δmc2.4．核能的计算方法(1)根据ΔE＝Δmc2计算时，Δm的单位是“kg”，c的单位是“m/s”，ΔE的单位是“J”．(2)根据ΔE＝Δm×931.5 MeV计算时，Δm的单位是“u”，ΔE 的单位是“MeV”．(3)根据核子比结合能来计算核能：原子核的结合能＝核子比结合能×核子数．典例(1)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.235 92U受一个中子轰击后裂变成144 56 Ba和8936Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．(2)取质子的质量m P＝1.672 6×10－27kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27kg，光速c＝3.0×108m/s.请计算α粒子的结合能．(计算结果保留两位有效数字)．【解析】(1)核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反应方程为：235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，即产生3个中子．临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积．(2)组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mα结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE≈4.3×10－12 J.【答案】(1)3大于(2)4.3×10－12 J【突破攻略】核能求解的思路方法(1)应用质能方程解题的流程图：书写核反应方程→计算质量亏损Δm→利用ΔE＝Δmc2计算释放的核能(2)在动量守恒方程中，各质量都可用质量数表示．(3)核反应遵守动量守恒和能量守恒定律，因此可以结合动量守恒和能量守恒定律来计算核能．8．一个235 92U原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应，其裂变方程为235 92U ＋10n →X ＋9438Sr ＋210n ，则下列叙述正确的是( A )A ．X 原子核中含有86个中子B ．X 原子核中含有141个核子C ．因为裂变时释放能量，根据E ＝mc 2，所以裂变后的总质量数增加D ．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少解析：X 原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，B 错误；中子数为140－(92－38)＝86个，A 正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，C 、D 错误．9．(2019·天津六校高三联考)一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.002 6 u)后衰变成钍核228 90Th(原子质量为228.028 7 u)．(已知：原子质量单位1 u ＝1.67×10－27 kg,1 u 相当于931 MeV)(1)写出核衰变反应方程；(2)算出该核衰变反应中释放出的核能；(3)假设反应中释放出的核能全部转化为钍核和α粒子的动能，则钍核获得的动能有多大？解析：(1)232 92U →228 90Th ＋42He.(2)质量亏损Δm ＝0.005 9 uΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931 MeV ≈5.49 MeV .(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即⎭⎬⎫p Th ＋(－p α)＝0p Th ＝p α ⎭⎪⎬⎪⎫E kTh ＝p 2Th 2m Th E k α＝p 2α2m αE kTh ＋E k α＝ΔE 所以钍核获得的动能E kTh ＝m αm α＋m Th ×ΔE ＝44＋228×ΔE ≈0.09 MeV . 答案：(1)232 92U →228 90Th ＋42He (2)5.49 MeV(3)0.09 MeV两类核衰变在磁场中的径迹静止核在磁场中自发衰变，其轨迹为两相切圆，α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切，根据动量守恒m 1v 1＝m 2v 2和r ＝m v qB 知，半径小的为新核，半径大的为α粒子或β粒子，其特点对比如下表：10．[相内切圆的径迹] 在虚线框内有垂直于纸面的匀强磁场，磁场中有一原来静止的原子核，该原子核发生衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图中a、b所示，由图可以判定(B)A．该核发生的是α衰变B．该核发生的是β衰变C．磁场方向一定垂直纸面向里D．磁场方向一定垂直纸面向外解析：本题考查对α粒子及β粒子的性质的了解，对动量守恒定律以及左手定则的应用能力．原来静止的核，放出粒子后，总动量守恒，所以粒子和反冲核的速度方向一定相反，根据图示，它们在同一磁场中是向同一侧偏转的，由左手定则可知它们必带异种电荷，故应为β衰变；由于不知它们的旋转方向，因而无法判定磁场是向里还是向外，即都有可能．11．[相外切圆的径迹]在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2＝144.则：(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？解析：(1)因为动量守恒，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．(2)设衰变后新生核的电荷量为q 1，α粒子的电荷量为q 2＝2e ，它们的质量分别为m 1和m 2，衰变后的速度分别为v 1和v 2，所以原来原子核的电荷量q ＝q 1＋q 2.根据轨道半径公式有r 1r 2＝m 1v 1Bq 1m 2v 2Bq 2＝m 1v 1q 2m 2v 2q 1， 又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m 1v 1＝m 2v 2，以上三式联立解得q ＝90e .即这个原子核原来所含的质子数为90.答案：(1)圆轨道2是α粒子的径迹，理由见解析 (2)90名师点睛当静止的原子核在匀强磁场中发生衰变时，大圆轨道一定是释放出的带电粒子(α粒子或β粒子)的，小圆轨道一定是反冲核的.α衰变时两圆外切，β衰变时两圆内切.如果已知磁场方向，还可根据左手定则判断绕行方向是顺时针还是逆时针.。