北京版高考物理 专题十六 原子物理与原子核物理
高考物理大一轮精准复习练习：专题十六 原子物理与原子核物理+Word版含解析 (1).docx
专题十六原子物理与原子核物理挖命题【考情探究】分析解读本专题内容是选修3-5模块的两个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一原子物理1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了()A.原子的核式结构模型B.原子核内有中子存在C.电子是原子的组成部分D.原子核是由质子和中子组成的答案A2.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。
已知氢原子的基态能量为E,激发态能量为E n=,其中n=2,3,4,…。
1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析, 1发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做=R(-),n=3,4,5,…。
式中R叫做里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。
用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为() A.- B. C.- D.答案C考点二原子核3.用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是()A.电子B.质子C.正电子D.α粒子答案D4.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是()A.三种射线都带电B.三种射线都是电磁波C.α射线的电离能力最强D.β射线的穿透能力最强答案C5.碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。
这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是()A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力答案A6.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放17.6MeV的能量。
(北京专用)2020版高考物理总复习第十六章第1讲原子结构课件
解析 根据玻尔理论,氢原子的电子从n=2轨道跃迁到n=1轨道时要放 出一种特定频率的光子,故原子的能量减少,但电子在跃迁过程中,静 电力对其做正功,故电子的动能增加,故A正确。
深化拓展
考点一 原子结构的探究——α粒子散射实验结论分析
1.原子中有电子,但电子质量很小,不及α粒子质量的七千分之一,α粒子 碰到它,就像飞行的子弹碰到一粒尘埃一样,运动方向不会发生明显改 变。α粒子散射现象表明,原子内部非常空旷,带正电的部分体积很小,但 集中了几乎全部质量,当α粒子接近原子核时,就会受到很大的库仑斥力, 发生较大角度的偏转,由于原子核体积小,α粒子穿过金箔时接近原子核 的机会很小,所以只有少数α粒子发生大角度偏转。
解析 根据玻尔理论可知,氢原子辐射光子后,电子应从离核较远的轨
道跃迁到离核较近的轨道。跃迁过程中,电场力对电子做正功,故电势
能减小。根据经典物理理论可知,电子绕核做匀速圆周运动的向心力
由核对电子的库仑力提供,即 kre22
= mv2
r
,则Ek= m2v2
= ke2
2r
,电子的轨道半径
减小,其动能增大。由能量守恒定律可知,氢原子放出光子,辐射能量,
解析 氢原子在量子数较大的能级上时,具有的能量也较大,从n=3能
级跃迁到n=1能级时,放出光子,能量减小,故B对而A、D均错误。原
子处于较低能级时,电子绕核运动的轨道也较低,由k qr1q22 =m vr2 及Ek= 12 mv
2可知在低轨道上运动时电子的动能较大,故C错误。
2-2 已知氦离子(He+)的能级图如图所示,根据能级跃迁理论可知 ( )
2.原子的核式结构 卢瑟福对α粒子散射实验结果进行了分析,于1911年提出了原子的② 核式结构 学说: 在原子的中心有一个③ 很小的核 ,叫做原子核,原子的④ 全部 正电荷和⑤ 几乎所有 的质量都集中在原子核里,带负电的电子在核 外空间绕核旋转。
北京专用高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理精练含解析
第2讲原子核物理A组基础巩固1.(2018海淀零模)关于天然放射性,下列说法正确的是( )B.放射性元素的半衰期与外界的温度有关,温度越高半衰期越短D.机场、车站进行安检时,能发现箱内危险物品,是利用了α射线较强的穿透能力答案 C 天然放射现象说明原子核可分,A错;半衰期与外界温度无关,B错;机场、车站利用X射线穿透物品进行安检,D错误。
2.(2018东城一模)下列核反应方程中,属于核聚变的是( )A.92238U→90234Th+24HeB.90234Th→91234Pa+-10eC.12H+13H→24He+01nD.92235U+01n→56144Ba+3689Kr+301n答案 C A项属于α衰变,B项属于β衰变,D项属于核裂变。
3.(2018西城一模)下列核反应方程中,属于β衰变的是( )A.90234Th→91234Pa+-10eB.12H+13H→24He+01nC.92238U→90234Th+24HeD.714N+24He→817O+11H答案 A A是β衰变方程。
B是轻核聚变方程。
C是α衰变方程。
D是人工转变发现质子的方程。
4.(2018西城二模)碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力:万有引力、库仑力和核力。
这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是( )A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力答案 A 质子带正电荷,中子不带电,因此,原子核中的粒子之间必须有一个强大的引力才能将它们结合在一起,否则质子间的库仑力会使原子核裂开,这个强大的引力不可能是万有引力,因为质子间的库仑力比万有引力大许多。
而能将原子核中的核子结合在一起的力是核力,核力比库仑力大。
5.(2018朝阳二模)关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是( )答案 C α射线是高速氦核流,β射线是高速电子流。
γ射线是电磁波。
16_专题十六 原子结构与原子核 相对论初步
栏目索引
答案 C 大量处于n=3能级的氢原子跃迁过程中最多能辐射出3种频率的光子,A错;辐射光子的 能量等于两能级之差,跃迁过程中能级差越大,辐射的光子频率越高,B错;从n=3能级跃迁到n=4能 级需要吸收的能量为1.51 eV-0.85 eV=0.66 eV,C对;处于n=3能级的氢原子电离至少需要吸收1.51 eV能量,D错。
栏目索引
3.(2015重庆理综,1,6分)图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径 迹,气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里。以下判断可能正确的是 ( )
A.a、b为β粒子的径迹 B.a、b为γ粒子的径迹 C.c、d为α粒子的径迹 D.c、d为β粒子的径迹 答案 D γ粒子不带电,不会发生偏转,故B错。由左手定则可判定,a、b粒子带正电,c、d粒子带 负电,又知α粒子带正电,β粒子带负电,故A、C均错,D正确。
答案
B
经过2T后A剩余的质量mA=m×
1 22
=m
4
,B剩余的质量mB=m×
1 21
=m
2
, mA
mB
=m
4
∶m
2
=1∶2。
6.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核
27 13
Al,产生了第一个人工放射性
核素X:α
27 13
Al→n+X。X的原子序数和质量数分别为
(
)
A.15和28 B.15和30 C.16和30 D.17和31
答案 B 本题考查核反应方程。在核反应过程中,质量数和电荷数分别守恒,则X的原子序数为2 +13=15,X的质量数为4+27-1=30,选项B正确。
北京专用2019版高考物理一轮复习第十六章原子结构与原子核第2讲原子核检测
第2讲原子核基础巩固1.(2017北京海淀一模,13)核反应方程U n→Ba+Kr+n表示中子轰击U原子核可能发生的一种核反应,该核反应释放出的核能为ΔE。
关于这个核反应,下列说法中正确的是( )A.该反应属于核聚变B Ba中的X为146C Ba中含有56个中子D.该反应的质量亏损为2.(2017北京顺义二模,14)用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是( )A.电子B.质子C.正电子D.α粒子3.一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子,同时放出一个γ光子。
已知氘核、氚核、中子、氦核的质量分别为m1、m2、m3、m4,普朗克常量为h,真空中的光速为c。
下列说法正确的是( )A.这个核反应是裂变反应B.这个反应的核反应方程是H H He+n+γC.辐射出的γ光子的能量E=(m3+m4-m1-m2)c2D.辐射出的γ光子在真空中的波长λ=4.下列表述正确的是( )A.He N O+X,X表示HeB H H He n是重核裂变的核反应方程C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态无关D.β衰变中放出的β射线是核外电子挣脱原子核的束缚而形成的5.对下列各原子核变化的方程,表述正确的是( )A.H H He n是核聚变反应B H H He n 是α衰变C Se Kr+e是核裂变反应D U n Xe Sr+n是β衰变6.太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。
太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J,根据爱因斯坦质能方程,太阳每秒钟减少的质量最接近( )A.1036 kgB.1018kgC.1013 kgD.109 kg综合提能1.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则( )A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里2.(2017北京东城一模,20)宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流,由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成,它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息,一直吸引着科学家的关注。
2019版高考物理一轮复习(北京卷B版)教师用书：专题十六 原子物理与原子核物理 PDF版含答案
解析㊀ ａ． 电子绕原子核做匀速圆周运动
Ｔ＝
２π 解得 Ｔ ＝ ｅ ｅ Ｉ＝ Ｔ ｅ２ Ｉ＝ ２π ｋ ｍｒ ３ １
ｍｒ ３ １ ｋ
电子绕原子核运动的等效电流
低能级跃迁，由于这种自发跃迁的随机性， 一个原子会有多种可 能的跃迁㊂ 若是一群原子处于激发态， 则各种可能跃迁都会发 生，所以我们会同时得到该原子的全部光谱线， 辐射出的光谱线 ｎ（ ｎ －１） 条数为Ｎ ＝ Ｃ ２ ㊂ ｎ ＝ ２
３． （ ２０１８ 北京房山二模，１４ ） 如图所示为氢原子的能级示意图， 大量氢原子处于 ｎ ＝ ３ 能级的激发态， 在向较低能级跃迁的过 程中向外发出光子， 用这些光照射逸出功为 ２． ２９ ｅＶ 的金属 钠，下列说法中正确的是 （㊀ ㊀ ）
Ａ． 释放光子的波长关系为 λ ｂ ＝ λ ａ ＋ λ ｃ Ｂ． 从 ｎ ＝ ３ 能级跃迁到 ｎ ＝ ２ 能级时，辐射的光子频率最小 能减小，氢原子的能量减小
１ ２ ｋｅ２ ｍｖ１ ＝ ２ ２ｒ １ 取无穷远处电势为零，距氢原子核为 ｒ １ 处的电势 ｅ φ＝ｋ ｒ１ 处于基态的氢原子的电子的电势能 Ｅ ｐ１ ＝ － ｅφ ＝ － ｋｅ２ ｒ１
所以，处于基态的氢原子的能量 Ｅ １ ＝ Ｅ ｋ１ ＋ Ｅ ｐ１ ＝ － 答案㊀ ａ． ｅ２ ２π ｋｅ２ ２ｒ １ ｋ ｋｅ２ ㊀ ｂ．－ ３ ２ｒ １ ｍｒ １
专题十六㊀ 原子物理与原子核物理
１４７ ㊀
专题十六 ㊀ 原子物理与原子核物理
对应学生用书起始页码 Ｐ２５１
考点一㊀ 原子物理
㊀ ㊀ 一 ㊁卢瑟福原子核式结构学说 １． α 粒子散射实验
实验装置 实验现象 绝大 多 数 α 粒 子 但少 数 α 粒 子 发 偏转，并且有极少 数 α 粒子的偏转 超过 了 ９０ʎ ， 有 的 到 １８０ʎ 甚 至 几 乎 达 实验结论
2019高考物理一轮复习专题十六原子物理与原子核物理课件
易错点拨 由干涉图样中条纹的宽度确定波长、折射率、频率的关系,易错点在于认为饱和电 流与光的频率有关而错选C选项。 评析 本题以光的双缝干涉图样为背景材料,综合考查双缝干涉、折射率、临界角、光电效应 规律和氢原子的能级跃迁,试题涉及内容多,知识覆盖面广,虽然难度适中,真正考查了学生的综 合应用能力。
re>r核,故轨迹1是电子的,轨迹2是新核的,根据左手定则可判定磁场方向垂直纸面向里,故D项正 确。
考查点 衰变、动量守恒、匀速圆周运动。 思路点拨 衰变过程动量守恒;衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的向心力是洛伦兹 力。
4.(2014北京理综,14,6分,0.97)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个 中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速) ( ) A.(m1+m2-m3)c B.(m1-m2-m3)c C.(m1+m2-m3)c2 D.(m1-m2-m3)c2 答案 C 此核反应方程为 11H 10 n 12 H,根据爱因斯坦质能方程得ΔE=Δm·c2=(m1+m2-m3)c2,C正 确。
2.(2015安徽理综,14,6分)图示是α粒子(氦原子核)被重金属原子核散射的运动轨迹,M、N、P、 Q是轨迹上的四点,在散射过程中可以认为重金属原子核静止不动。图中所标出的α粒子在各点 处的加速度方向正确的是 ( )
A.M点 B.N点 C.P点 D.Q点 答案 C α粒子与重金属原子核带同种电荷,由于库仑力作用,α粒子在运动过程中发生偏转,由 牛顿第二定律可知,α粒子的加速度方向为其所受库仑力方向,指向轨迹弯曲方向的内侧,故图中 P点所示加速度方向正确,选项C正确。
(北京专用)2020版高考物理总复习第十六章第2讲原子核物理课件
3-2 (2017北京理综,23)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放 射性原子核发生了一次α衰变。放射出的α粒子 (42He)在与磁场垂直的平 面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电 荷量。 (1)放射性原子核用 AZ X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核 反应方程; (2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环 形电流大小;
种类 α 射线 β射线 γ射线
实质
4
2 He
0
1 e 光子
电离本领 ① 最强 ③ 较弱 ⑤ 最弱
穿透本领 ② 最弱 (只能在空气中前进几
厘米,一张薄纸就能把它挡住) ④ 较强 (能穿透几毫米的铝板) ⑥ 最强 (能穿透几厘米的铅板)
2.分类
α衰变: ZA X ZA42 Y+⑦
4 2
3.核反应中释放的核能的计算 (1)根据爱因斯坦质能方程,用核子结合成原子核时质量亏损(Δm)乘以 真空中光速的平方,即 ΔE=Δmc2。 (2)根据1原子质量单位(1 u)相当于931.5 MeV,用核子结合成原子核时质 量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV,即 ΔE=Δm×931.5 MeV。
e(正电子)
。
2.重核裂变 重核裂变是重核分裂成④ 中等质量 的核的反应过程,如 :92235U 10n 15346Xe 9308 Sr+10 10 n。 由于中子的增值使裂变反应能持续地进行的过程称为⑤ 链式 反 应。发生链式反应的条件是:裂变物质的体积⑥ 大于或等于 临界 体积。
3.轻核聚变 轻核聚变是⑦ 轻核 结合成⑧ 质量较大 的核的反应过程,如 :12H 13H 42 He 10 n。 发生聚变反应的条件是:超高温(几百万摄氏度以上)——热核反应。
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专题十六原子物理与原子核物理挖命题【考情探究】分析解读本专题内容是选修3-5模块的两个重要内容之一,由原来的选考内容改为必考内容,命题难度不大,但考点较多,主要包括光电效应、氢原子能级、氢原子光谱、原子结构和原子核。
复习时应注重四个问题:一是精读教材,熟练掌握教材内容,重视课后习题;二是重视与现代科技相联系的题目;三是把重点放在光电效应、氢原子能级跃迁规律、核反应方程的书写及结合能和质量亏损的计算上;四是动量守恒定律在核反应过程中的应用。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一原子物理1.卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析,提出了( )A.原子的核式结构模型B.原子核内有中子存在C.电子是原子的组成部分D.原子核是由质子和中子组成的答案A2.许多情况下光是由原子内部电子的运动产生的,因此光谱研究是探索原子结构的一条重要途径。
利用氢气放电管可以获得氢原子光谱,根据玻尔理论可以很好地解释氢原子光谱的产生机理。
已知氢原子的基态能量为E1,激发态能量为E n=,其中n = 2,3,4,…。
1885年,巴耳末对当时已知的在可见光区的四条谱线做了分析,发现这些谱线的波长能够用一个公式表示,这个公式写做=R(-),n = 3,4,5,…。
式中R叫做里德伯常量,这个公式称为巴耳末公式。
用h表示普朗克常量,c表示真空中的光速,则里德伯常量R可以表示为( ) A.- B. C.- D.答案C考点二原子核3.用中子n)轰击铝27Al),产生钠24Na)和X,则X是( )A.电子B.质子C.正电子D.α粒子答案D4.关于α、β、γ三种射线,下列说法正确的是( )A.三种射线都带电B.三种射线都是电磁波C.α射线的电离能力最强D.β射线的穿透能力最强答案C5.碳12的原子核是由6个质子和6个中子构成的,各质子之间存在着三种相互作用力,万有引力、库仑力和核力。
这三种相互作用力的大小由弱到强的顺序是( )A.万有引力、库仑力、核力B.万有引力、核力、库仑力C.库仑力、万有引力、核力D.核力、万有引力、库仑力答案A6.一个氘核与一个氚核结合成一个氦核同时放出中子,释放17.6 MeV的能量。
已知氘核、氚核、氦核和中子的质量分别为m1、m2、m3和m4。
下列说法正确的是( )A.该核反应方程是H H He+nB.该核反应中的核燃料是当前核电站采用的核燃料C.m1+m2 >m3+m4D.该核反应可以在常温下进行答案C7.下列说法中正确的是( )A.放射性元素的半衰期随温度的升高而变短B.β射线是原子被电离后核外电子形成的电子流C.同种元素的两种同位素具有相同的核子数D.大量处于n=2能级的氢原子自发跃迁发光时只能发出一种频率的光答案D8核反应方程U n Ba+Kr+n表示中子轰击U原子核可能发生的一种核反应,该核反应释放出的核能为ΔE。
关于这个核反应,下列说法中正确的是( )A.该反应属于核聚变B Ba中的X为146C Ba中含有56个中子D.该反应的质量亏损为答案D9.图为一放射源发出的α、β、γ射线进入同一匀强磁场(磁场未画出)中的径迹。
表中列出了三种射线的本质和特性。
由此可知( )A.磁场方向垂直纸面向里,a为α射线,b为β射线B.磁场方向垂直纸面向里,a为β射线,b为α射线C.磁场方向垂直纸面向外,a为β射线,b为α射线D.磁场方向垂直纸面向外,b为α射线,c为γ射线答案A炼技法【方法集训】方法1 应用玻尔理论分析氢原子的能级、轨道及氢原子光谱的方法1.氢原子部分能级的示意图如图所示。
不同色光的光子能量如表所示。
处于某激发态的氢原子,发射的光的谱线在可见光范围内仅有2条,其颜色分别为( )A.红、青—蓝B.黄、绿C.红、紫D.青—蓝、紫答案A2.1885年瑞士的中学教师巴耳末发现,氢原子光谱中可见光部分的四条谱线的波长可归纳成一个简单的经验公式=R(-),n为大于2的整数,R为里德伯常量。
1913年,丹麦物理学家玻尔受到巴耳末公式的启发,同时还吸取了普朗克的量子假说、爱因斯坦的光子假说和卢瑟福的核式结构原子模型,提出了自己的原子理论。
根据玻尔理论,推导出了氢原子光谱谱线的波长公式=R(-),m与n都是正整数,且n>m。
当m取定一个数值时,不同数值的n得出的谱线属于同一个线系。
如:m=1,n=2、3、4、…组成的线系叫赖曼系;m=2,n=3、4、5、…组成的线系叫巴耳末系;m=3,n=4、5、6、…组成的线系叫帕邢系;m=4,n=5、6、7、…组成的线系叫布喇开系;m=5,n=6、7、8、…组成的线系叫逢德系。
以上线系只有一个在紫外光区,这个线系是( )A.赖曼系B.帕邢系C.布喇开系D.逢德系答案A方法2 核反应中的能量和动量综合分析法3.在微观领域,动量守恒定律和能量守恒定律依然适用。
在轻核聚变的核反应中,两个氘核H)以相同的动能E0=0.35 MeV做对心碰撞,假设该反应中释放的核能全部转化为氦核He)和中子n)的动能。
已知氘核的质量m D=2.014 1 u,中子的质量m n=1.008 7 u,氦核的质量m He=3.016 0 u,其中1 u相当于931 MeV。
在上述轻核聚变的核反应中生成的氦核和中子的动能各是多少MeV(结果保留1位有效数字)?答案 1 MeV 3 MeV4.运动的原子核X放出α粒子后变成静止的原子核Y。
已知X、Y和α粒子的质量分别是M、m1和m2,真空中的光速为c,α粒子的速度远小于光速。
求反应后与反应前的总动能之差以及α粒子的动能。
c2答案(M-m1-m2)c2---过专题【五年高考】A组基础题组1.(2016北京理综,13,6分)处于n=3能级的大量氢原子,向低能级跃迁时,辐射光的频率有( )A.1种B.2种C.3种D.4种答案C2.(2018北京理综,13,6分)在核反应方程He N O+X中,X表示的是( )A.质子B.中子C.电子D.α粒子答案A3.(2015北京理综,14,6分)下列核反应方程中,属于α衰变的是( )A N He O HB U Th HeeC H H He nD Th Pa-答案B4.(2014北京理综,14,6分)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。
当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是(c表示真空中的光速)( )A.(m1+m2-m3)cB.(m1-m2-m3)cC.(m1+m2-m3)c2D.(m1-m2-m3)c2答案C5.(2015北京理综,17,6分)实验观察到,静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变,衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动,运动方向和轨迹示意如图。
则( )A.轨迹1是电子的,磁场方向垂直纸面向外B.轨迹2是电子的,磁场方向垂直纸面向外C.轨迹1是新核的,磁场方向垂直纸面向里D.轨迹2是新核的,磁场方向垂直纸面向里答案D6.(2017北京理综,23,18分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。
放射出的α粒子He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。
以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。
(1)放射性原子核用X表示,新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程。
(2)α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流,求圆周运动的周期和环形电流大小。
(3)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能,新核的质量为M,求衰变过程的质量亏损Δm。
答案本题考查了原子核的衰变、动量和能量守恒、带电粒子在匀强磁场中的运动、质能方程等多个考点,是一道综合题,难度中等。
-Y He(1X-(2)设α粒子的速度大小为v,由qvB=m,T=,得α粒子在磁场中运动周期T=环形电流大小I==(3)由qvB=m,得v=设衰变后新核Y的速度大小为v',系统动量守恒Mv'-mv=0v'==由Δmc2=Mv'2+mv2得Δm=说明:若利用M=-m解答,亦可。
B组提升题组1.(2015广东理综,18,6分)(多选)科学家使用核反应获取氚,再利用氘和氚的核反应获得能量。
核反应方程分别为:X+Y H+4.9 MeV和H H He+X+17.6 MeV。
下列表述正确的有( )A.X是中子B.Y的质子数是3,中子数是6C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应答案AD2.(2018课标Ⅲ,14,6分)1934年,约里奥-居里夫妇用α粒子轰击铝核Al,产生了第一个人工放射性核素X:αAl n+X。
X的原子序数和质量数分别为( )A.15和28B.15和30C.16和30D.17和31答案B3.(2018天津理综,1,6分)国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功,获得中子束流,可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台。
下列核反应中放出的粒子为中子的是( )A N俘获一个α粒子,产生O并放出一个粒子B Al俘获一个α粒子,产生P并放出一个粒子C B俘获一个质子,产生Be并放出一个粒子D Li俘获一个质子,产生He并放出一个粒子答案B4.(2017课标Ⅰ,17,6分)大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。
氘核聚变反应方程是:H n。
已知H的质量为2.013 6 u He的质量为3.015 0 u n的质量为1.008 7 u,1u=931 MeV/c2。
氘核聚变反应中释放的核能约为( )A.3.7 MeVB.3.3 MeVC.2.7 MeVD.0.93 MeV答案B5.(2017课标Ⅱ,15,6分)一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为U Th He。
下列说法正确的是( )A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案B6.(2017天津理综,1,6分)我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证,这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是( )A H H He nB N He O HC He Al P nD U n Ba Kr+n答案AC组教师专用题组1.(2012北京理综,13,6分)一个氢原子从n=3能级跃迁到n=2能级,该氢原子( )A.放出光子,能量增加B.放出光子,能量减少C.吸收光子,能量增加D.吸收光子,能量减少答案B2.(2011北京理综,13,6分)表示放射性元素碘131I)β衰变的方程是( )A I Sb HeB I Xe-eC I I nD I Te H答案B3.(2010北京理综,15,6分)太阳因核聚变释放出巨大的能量,同时其质量不断减少。