2010届高考物理精题精练：原子、原子核

2010届高考物理精题精练：原子、原子核

一、选择题

1.如图 ，放射源放在铅块上的细孔中，铅块上方有匀强磁场，磁场方向度垂直于纸面向外。已知放射源放出的射线有γβα、、三种。下列判断正确的是 （ B ） A ．甲是α射线，乙是γ射线，丙是β射线 B ．甲是β射线，乙是γ射线，丙是α射线

C ．甲是γ射线，乙是α射线，丙是β射线

D ．甲是α射线，乙是β射线，丙是γ射线

2、用α粒子轰击铝核(2713Al)，产生磷核(3015P)和x 粒子，磷核(3015

P)具有放射性，它衰变后变成硅核(3014Si)和y 粒子，则x 粒子和y 粒子分别是 （ D ） （A ）质子 1 1 H 、电子 0-1 e （B ）质子 1 1 H 、正电子 0 1 e （C ）中子 1 0 n 、电子 0-1 e （D ）中子 1 0 n 、正电子 0 1 e

3.目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度 地含有放射性元素，从而放射出α、β、γ射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是 （ C ）

A ．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了

B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转化成中子和电子所产生的

C ．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D ．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

4.已知氢原子的基态能量为－13.6eV ，当一群处于量子数n ＝3 的激发态的氢原子发生跃迁时，可能辐射光子的能量为 （ D ） A. 1.5eV B. 12.09 eV

C. 1.89 eV,12.09 eV

D. 1.89 eV,10.2eV,12.09 eV

乙

5.用中子轰击硼核B 105发生的核反应是：X Li n B 7

310105+→+。其中的X 粒子应是

( A ) A ．α粒子

B ．β粒子

C ．质子

D ．中子

6.下列说法中正确的是 （ A ） A ．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 B ．玻尔氢原子理论是依据天然放射现象分析得出的 C ．只要有核反应发生，就一定会释放出核能

D ．按照玻尔理论，氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量不变

7.太阳内部的核聚变可以释放出大量的能量，这些能量以电磁波（场）的形式向四面八方辐射出去，其总功率达到3.8×1026Ｗ。根据爱因斯坦的质能方程估算，单纯地由于这种辐

射，太阳每秒钟减少的物质质量的数量级最接近于 （ B ）

A ．1018 kg

B ． 109 kg

C ． 10-10 kg

D ． 10-17 kg 8、下列叙述中符合物理学史实的有 （ D ）

A.托马斯·杨通过对光的干涉现象的研究，证实了光具有粒子性

B.卢瑟福通过“α粒子散射实验”的研究，发现了原子核是由质子和中子组成的

C.麦克斯韦根据电磁场理论，提出了光是一种电磁波

D.贝克勒尔发现了天然放射现象，并提出了原子的核式结构学说 9.光子能量为E 的一束光照射容器中的氢（设氢原子处于n =3的能级），

氢原子吸收光子后，能发出频率为v 1、v 2、v 3、v 4、v 5、v 6的六种光谱线，且v 1＜v 2＜v 3＜v 4＜v 5＜v 6，则E 等于（ A ）

A ．h v 1

B ．h v 6

C ．h （v 6-v 1）

D ．h （v 1+v 2+v 3+v 4+v 5+v 6）

10.如图所示是发现中子的实验过程，关于“不可见射线”的性质和从石蜡中“打出的粒子”的名称，下述说法中正确的是 （ B ）

1

2

3 4 ∞ n

- 13.6

- 3.4

- 1.51 - 0.85 0

E /eV

（A ）这种“不可见射线”是质子流，从石蜡中“打出的粒子”是中子． （B ）这种“不可见射线”是中子流，从石蜡中“打出的粒子”是质子． （C ）这种“不可见射线”是γ射线，从石蜡中“打出的粒子”是中子． （D ）这种“不可见射线”是β射线，从石蜡中“打出的粒子”是质子 11.下列叙述中符合物理学史实的有 （ C ） （A ）托马斯 杨通过对光的干涉的研究，证实了光具有波粒二象性．

（B ）麦克斯韦不仅在理论上预言了电磁波的存在，而且他还通过实验得到了证实． （C ）卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子的核式结构模型． （D ）汤姆生通过对X 射线的研究，发现了电子，从而认识到原子是可分的

12.氢原子光谱在可见光部分只有四条谱线，一条红色、一条蓝色、两条紫色，它们分别是

从 n = 3、4、5、6 能级向 n = 2 能级跃迁时产生的，则 （ C ）

A.红色光谱是氢原子从 n = 6 能级向 n = 2 能级跃迁时产生的

B.蓝色光谱是氢原子从n = 6能级或 n = 5能级向 n = 2能级跃迁时产生的

C.若从 n = 6 能级向 n = 1 能级跃迁时，则能够产生紫外线

D.若原子从 n = 6 能级向 n = 1 能级跃迁时所产生的辐射不能使某金属发生光电效应，则原子从 n = 6 能级

向 n = 2 能级跃迁时将可能使该金属发生光电效应

13.关于天然放射现象，下列说法中正确的是 （ B ）

A ．β衰变说明原子核里有电子

B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个

C ．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短

D ．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电

14.如图所示，1、2、3、4为玻尔理论中氢原子最低的四个能级。处在n =4能级的一群氢原子向低能级跃迁时，能发出若干种频率不同的光子，在这些光中，波长最长的是 （ B ）

A ．n =4跃迁到n =1时辐射的光子

B ．n =4跃迁到n =3时辐射的光子

C ．n =2跃迁到n =1时辐射的光子

D ．n =3跃迁到n =2时辐射的光子

n =4 n =3 n =2 n =1

-1.51eV -0.85eV -13.60eV

-3.40eV

15.右图所示为氢原子的能级示意图，一群氢原子处于n =3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2.49eV 的金属钠，下列说法正确的是 （ D ）

A. 这群氢原子能发出三种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =2所发出的光波长 最短

B. 这群氢原子能发出两种频率不同的光，其中从n =3跃迁到n =1所发出的光频率最高

C. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为11.11eV

D. 金属钠表面所发出的光电子的初动能最大值为9.60eV

16.如图所示为卢瑟福α粒子散射实验装置的示意图，图中的显微镜可在圆周轨道上转动，通过显微镜前相连的荧光屏可观察α粒子在各个角度的散射情况。下列说法中正确的是 （ C ）

（A ）在图中的A 、B 两位置分别进行观察，相同时间内观察到屏上的闪光次

数一样多

（B ）在图中的B 位置进行观察，屏上观察不到任何闪光

（C ）卢瑟福选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似 （D ）α粒子发生散射的主要原因是α粒子撞击到金原子后产生的反弹 17.下列说法正确的是 BD

A ．康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性

B ．α粒子散射实验可以用来确定原子核电荷量和估算原子核半径

C ．氢原子辐射出一个光子后能量减小，核外电子的运动加速度减小

D ．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢靠，原子核越稳定

18.一个C 146核经一次 β 衰变后，生成新原子核的质子数和中子数分别是（ D ） A ．6和8

B ．5和9

C ．8和6

D ．7和7

19.(巢湖市六中2008—2009学年度高三第一次月考)如右图是某金属发生光电效应时最大动能与入射光的频率的关系图，由图象可求出 （ ABC ） A ．该金属的极限频率和极限波长 B ．普朗克常量 C ．该金属的逸出功

D ．单位时间内逸出的光电子数

20.伦琴射线管是用来产生X 射线的一种装置，构造如图所示。真空度很高（约

为10-4帕）的玻璃泡内，有一个阴极K 和一个阳 极A ，，由阴极发射的电子受强电场的作用被加速后打到阳极，会产生包括X 光内的各种能量的光子，其中光子能量最大值等于电子的动能。已知阳极和阴极之间的电势差U ，

普朗克常数h ，电子电量e 和光速c ，则可知该伦琴射线管发出的X 光的 （

D ）

A.最短波长为

eUh c B.最长波长为eU c

h C.最小频率为h eU D.最大频率为h

eU

21.一个U 23592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

1941

92

0380

2+→++ＵｎＸＳr ｎ，则下列说法正确的是

( A )

A .X 的原子核中含有86个中子

B .X 的原子核中含有141个核子

C .因为裂变释放能量，出现质量亏损，所以裂变后的总质量数减少

D .23592Ｕ是天然放射性元素，它的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短也可能变长

22、2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过（钙48）轰击（锎249）发生核反应，成功合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素，实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x ，再连续经过3次α衰变后，

变成质量为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x 是 （ A ）

A 、中子

B 、质子

C 、电子

D 、α粒子 23、关于天然放射现象下列说法中正确的是 （ BD ）

A ．1903年英国物理学家汤姆生在研究铀矿的荧光现象时首次发现了天然放射现象

B ．通常把放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做该元素的半衰期

C ．在三种射线中α射线的电离作用较弱，穿透本邻最强。

D ．在β衰变放出一个电子的过程中原子核内的一个中子变为一个质子

24.核反应方程n He H H 1

0423121+→+，在该核反应中将 （ C ）

A ．吸收能量，质量增加 B. 吸收能量，质量亏损 C. 放出能量，质量亏损 D. 放出能量，质量增加 25、下列说法中正确的是 （

B ） （A ）卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子，提出了原子的核式结构学说 （B ）查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子

（C ）贝克勒尔通过对天然放射性的研究，发现了放射性元素钋（Po ）和镭（Ra ） （D ）照相机的镜头一般都涂上增透膜，这种镀膜技术的物理学依据是光的直线传播 26、下列叙述中正确的是 ( A ) A. 卢瑟福用α粒子轰击氮核发现了质子。 B. 电子的发现使人们认识到原子核有复杂的结构。 C. β射线是电磁波。

D. 放射性元素的半衰期与温度有关。

27、如图所示，1、2、3、4为波尔理论中氢原子最低的四个能级，当处于n =4能量状态的

氢原子向较低能级跃迁时，发出的光子的能量有： （ B ）

① 13.6eV ②12.09 eV ③10.2 eV ④3.4 eV A ．①② B 。②③ C 。③④ D 。 ①④

28.氢原子发出a 、b 两种频率的光，经平行玻璃砖折射后的光路如图所示。若a 光是由能级n =4向n =1跃迁时发出的，则b 光可能是

（ A ）

A ．从能级n =5向n =1跃迁时发出的

B ．从能级n =3向n =1跃迁时发出的

1

2

3 4 ∞ n

－

－3.4

－－0 E /eV

C ．从能级n =5向n =2跃迁时发出的

D ．从能级n =3向n =2跃迁时发出的

29.北京奥委会接受专家的建议，大量采用对环境有益的新技术，如奥运会场馆周围80﹪～90﹪的路灯将利用太阳能发电技术，奥运会90﹪的洗浴热水将采用全玻璃真空太阳能集热技术。太阳能的产生是由于太阳内部高温高压条件下的核反应形成的，其核反应方程是 （ C ）

A ．He Th U 422349023892+→

B ． n 10S r Xe n U 1

09038136541023592++→+

C ．e 2He H 4014211+→

D ． H O He N 1

11784214

7+→+

30.下列叙述中符合历史史实的是 （ C ） A ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核有复杂结构 B ．玻尔理论成功地解释了各种原子的发光现象 C ．爱因斯坦成功地解释了光电效应现象 D ．赫兹从理论上预言了电磁波的存在

31.由于内部发生激烈的热核聚变，太阳每时都在向各个方向产生电磁辐射，若忽略大气的影响，在地球上垂直于太阳光的每平方米的截面上，每秒钟接收到的这种电磁辐射的总能量约为1.4×103J 。已知：日地间的距离R=1.5×1011m ，普朗克常量h=6.6×10-34J s 。假如把这种电磁辐射均看成由波长为0.55μm 的光子组成的，那么，由此估算太阳每秒钟

向

外

辐

射

的

光

子

总

数

的

数

量

级

约

为 （ A ）

A ．1045

B ．1041

C ．1035

D ．1034

32.月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3（He 3

2）”的化学元素，是热核聚变重要原料。科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取

之不尽的能源。关于“氦3（He 3

2）”与氘核聚变，下列说法中正确的是 （ AD ）

A ．核反应方程为H He H He 1

14

22

13

2+→+

B ．核反应生成物的质量将大于参加反应物质的质量

C ．氨3（He 3

2）一个核子的结合能大于氦4（He 4

2）一个核子的结合能

D ．氦3（He 32）的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量

解析 氦()

He 332”与氘核聚变的核反应时符合质量数与电荷数守恒，且聚变是放能反应。

33. “嫦娥一号”月球探测卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心由“长征三号甲”运载火箭发射升空。该卫星用太阳能电池板作为携带科研仪器的电源，它有多项科研任务，其中一项是探测月球上氦3的含量，氦3是一种清洁、安全和高效的核融合发电燃料，可以采用在高温高压下用氘和氦3进行核聚变反应发电。若已知氘核的质量为2.0136u,氦3的质量为3.0150u ，氦核的质量为4.00151u,质子质量为1.00783u ，中子质量为1.008665u,1u 相当于931.5MeV.则下列说法正确的的是 （ B ） A.氘和氦3的核聚变反应方程式：21H +32He →4

2He+X, 其中X 是中子 B. 氘和氦3的核聚变反应释放的核能约为17.9MeV

C.一束太阳光相继通过两个偏振片，若以光束为轴旋转其中一个偏振片，则透射光的强度不发生变化

D.通过对月光进行光谱分析，可知月球上存在氦3元素 二、非选择题

34.如图所示，真空室内，在d ≤x ≤2d 的空间中存在着沿+y 方向的有界匀

强电场，电场强度为E ；在－2d ≤x ≤－d 的空 间中存在着垂直纸面向里的有界匀强磁场，磁场强度为B 。在坐标原点处有一个处于静止状态

的钍核Th 230

90

，某时刻该原子核经历一次α衰变，沿+x 方向射出一质量

为m 、电荷量为q 的α粒子；质量为M 、电荷量为Q 的反冲核(镭核Ra )

进入左侧的匀强磁场区域，反冲核恰好不从磁场的左边界射出。如果衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和反冲核的动能，光速为c ，不计粒子的重力和粒子间相互作用的库仑力。求：

（1）写出钍核衰变方程；

（2）该核衰变过程中的质量亏损△m ； (3)α粒子从电场右边界射出时的y 轴坐标。

解析：（1）钍核衰变方程为：Ra He Th 226

884223090+→ ①

（2）根据动量守恒定律有：120mV MV =- ②

反冲核进入磁场中的偏转半径，由几何知识有：R d = ③

由洛仑兹力充当向心力，由牛顿定律有：2

22V BQV M R

= ④

由爱因斯坦质能方程有：2E mc ?=? ⑤ 由能量关系有：221211

22

E mV MV ?=

+ ⑥ 解得：222

2

()2m M B Q d m Mmc +?= ⑦

(3) α粒子在电场中的运动时间为：1

d

t V =

⑧ α粒子在电场中运动的加速度为：qE

a m

=

⑨ α 粒子在电场中运动的沿y 轴方向的位移为：21

2

y at = ⑩

解得：22

2mqE

y B Q

=

35.钚的同位素离子23994Pu 发生衰变后生成铀(U)的一个同位素离子，同时放出能量为E=0.09MeV 的光子．从静止的钚核中放出的粒子在垂直通过正交的匀强电场和匀强磁场时做匀速直线运动．已知匀强电场的电场强度为E =2.22 ?104N ／C ，匀强磁场的磁感应强度为B =2.004

10-?T ．(普朗克恒量h =6.6334

10-?J ·s ，真空中的光速为c =3?108m ／s ，

电子电量为e =1.61910

-?C)．求：

（1）写出该核反应方程式； （2）该光子的波长；

（3）放出的α粒子的速度大小；

（4）若不计光子的动量，求α粒子和铀核的动能之比。 答案：（1）

He U Pu 4

223592239

94

+→

（2）由E=hv ,λ=c/v

m 1038.1m 106.11009.01031063.611

19

6834---?=??????==E hc λ

（3）由qvB=qE

得αυ=

m/s 1011.18?=B

E

（4）核反应中系统的动量守恒 0=-u u m m υυαα

可知α粒子和轴核的动量大小相等，由E k=m

p 22

，

知动能大小与质量成反比，所以α粒子和轴核的动能之比为

4

235

=

υαE E 36.一个静止的铀核U 23292（原子质量为232.0372u ）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u ）后衰变成钍核Th 22890（原子质量为228.0287u ）。（已知：原子质量单位1u=1.67×10—27

kg ，

1u 相当于931MeV ） （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：（1）He Th U 4

22289023292+→

（2）质量亏损 △m =0.0059u △E =△mc 2=0.0059×931MeV=5.49MeV

（3）设钍核，α粒子的质量分别为m 1、m 2，速度分别为V 1、V 2则m 1V 1=m 2V 2

E v m v m ?=+2

222112

121 MeV 095.02

12

111==v m E

37.（1）在汤姆生发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模

型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转。此模型称原子的有核模型。最先提出原子有核模型的科学家是________________.

他所根据的实验是________________________. (2) 写出下列两个核反应的反应方程

2713Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。__________________________ α粒子轰击147N(氮核)放出一个质子。__________________________

12

(3) 质量分别为m 1和m 2的两个小球在光滑的水平面上分别以速度v 1、v 2同向运动并发生对心碰撞，碰后m 2被右侧的墙原速弹回，又与m 相碰，碰后两球都静止。求：第一次碰后m 1球的速度。

答案：(1) 卢瑟福 α粒子散射实验

（2）2713Al +42He 3015→P +1

0n

14

7N +42He →178O +1

1H

（3）根据动量守恒定律得：?????=+=+/

2

2/11/

2

2/112211v m v m v m v m v m v m 解得：1

2

211/

12m v m v m v +=

38.镭（Ra ）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知Ra 22688能自发地放出α凿子而

变成新核Rn ，已知Ra 22688的质量为M 1=3.7533×10－25

kg ，新核Rn 的质量为M 2=3.6867

×10

－25

kg ，α粒子的质量为m =6.6466×10

－27

kg ，现有一个静止的Ra 22688核发生α衰变，

衰变后α粒子的速

度为3.68×105

m/s ，求（计算结果保留两位有效数字）. （1）写出该核反应的方程； （2）此反应过程中放出的能量； （3）反应后新核Rn 的速度大小.

解：（1）Rn He Ra 222

864222688+→

（2）J 10

2.1)(12

2212-?=--=?=?c m M M mc E

（3）022=-mv v M ……………………………………………………①

m/s 106.6/322?==∴M mv v …………………………………………②

39.一个运动的α粒子撞击一个静止的14N 核，它们暂时形成一个复合核，随即复合核迅速

转化成一个质子和另一个原子核．已知复合核发生转化需要能量1.19MeV ．那么要想发

生上述核反应，入射的α粒子的动能至少要多大？

答案：α粒子撞击14N 核形成复合核，应遵循动量守恒，即1012()m v m m v =+

由能量守恒可知，系统损失的动能变成复合核发生转化所需的能量，即

22101211

() 1.1922

m v m m v -+=

联立两式解得入射α粒子的动能

53.12

12

01=v m MeV

40.现有一群处于n=4能级上的氢原子，已知氢原子的基态能量E 1=

－13.6 eV ，氢原子处于基态时电子绕核运动的轨道半径为r ，静电力常量为k ，普朗克常量h=6.63×10

－34

J·s .则：

（1）电子在n =4的轨道上运动的动能是多少 （2）电子实际运动有题中所说的轨道吗？ （3）这群氢原子发光的光谱共有几条谱线？ （4）这群氢原子发出的光子的最大频率是多少？ 解：（1）电子绕核运动，由库仑引力提供向心力，则：

k 24

2r e =m 42

r v

又 r 4=42

r

解得电子绕核运动的动能为E k = ke 2

32r

．

(2) 电子绕核运动没有题中所说的轨道。

（3）这群氢原子的能级图如图所示，由图可以判断出，这群氢原子可能发生的跃迁共有

6种，所以它们的光谱线共有6条.

E /e

V n n 0.851.513.413.60

（4）频率最大的光子能量最大，对应的跃迁能量差也最大，即由n =4跃迁到n =1发出

的光子能量最大，据玻尔理论得，发出光子的能量 hv =E 1（

2

4

1－

2

1

1）

解得：v =3.1×1015

Hz.

41.带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察

分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律。上述装置中的放射性原子核146C 恰好在静止时发生衰变，可能放出α粒子或电子或正电子。所放射出的粒子与反冲核在相等的时间内所形成的径迹如图所示(发生衰变后的瞬间放射出粒子的速度方向和反冲核的速度方向均与电场方向垂直，a 、b 均表示长度)。则 （1）C 146发生衰变时所放射出的粒子是 ．

（2）C 146发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是 (填①或②)。 （3）C 146的衰变方程是： 。

（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比。 答案：（1）由动量守恒定律得：2211υυm m =即t

a

m t b m 21=，a m b m 21= 粒子在电场中做类平抛运动，对b 有21

12121214t m E q t a b s b ?==

=; 对a 有：2222

221212t m E q t a a S a ?==-，则：1

2222121===ba ab a m b m q q 。 所以题中三个粒子满足此式的是α粒子

（2）由于放射出的粒子与反冲核在垂直电场方向做匀速直线运动，时间相同，距离大的

速度大；由动量守恒，速度大的质量小。所以α粒子的运动轨迹是标②的曲线（ （3）由此可以写出反应式Be He C 10

442146+→ （4）由动量守恒，动能和动量的关系k 2

2mE p =得，

2541022He Be Be

2

e H 2

Be

He

====m m m P

m P E E 42.静止的锂核（63Li ）俘获一个速度为7.7×106

m/s 的中子，发生核反应后若只产生了两个

新粒子，其中一个粒子为氦核（4

2He ），它的速度大小是8.0×106m/s ，方向与反应前的中子速度方向相同。

（1）写出此核反应的方程式；

（2）求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向； （3）此反应过程中是否发生了质量亏损，说明依据。

答案：（1）H He n Li 3

1421063+→+

（2）解：用m 1、m 2和m 3分别表示中子（n 10）、氦核（He 42）和氚核的速度，由动量

守恒定律得 332211v m v m v m ++

代入数值，得s m v /101.863?-=

即反应后生成的氚核的速度大小为s m /101.86? 方向与反应前中子的速度方向相反

（3）解：反应前的总动能21112

1

v m E =

反应后的总动能2

3322222

121v m v m E +=

经计算知E 2>E 1，故可知反应中发生了质量亏损。

43.两个动能均为1MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应21H+21H →31H+1

1H ，已知：氘核

的质量为2.0136u ，氚核的质量为3.0156u ，氢核的质量为1.0073u ，1原子质量单位（u ）相当于931.5MeV. 试求

（1）此核反应中放出的能量△E 为多少MeV ？

（2）若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氢核所具有的动能为多少MeV

答案：（1）2

mc E ?=?

28)103()0073.10156.30136.22(??--?=u u u

M e v 005.4=

（2）相互作用过程中动量守恒P 1=P 2 1

2

1211221

m p v m E K

=

= 2

22

222222

m p v m E K

=

= 由能量定恒得212K K K E E E E +=?+

MeV 5.42=K E

44.?有以下说法： （ ）

A ．原子核放出β粒子后，转变成的新核所对应的元素是原来的同位素

B ．卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子核具有复杂的结构

C ．光电效应实验揭示了光的粒子性

D ．玻尔在研究原子结构中引进了量子化的观念

E ．氢原子从低能级跃迁到高能级要放出光子

F ．原子核的比结合能越大，表示原子核越稳定 其中正确的说法是__ _ ____

?静止在匀强磁场中的U 23892

，放出α粒子，衰变成Th 23490，衰变后Th 234

90的速度方向与磁场方向垂直。 ①写出衰变方程；

②计算衰变后Th 23490的轨道半径与α粒子的轨道半径之比。 答案：（1）CDF ?①238234492902U Th He →+

②解：洛伦兹力提供带电粒子在匀强磁场运动的向心力得：2v Bqv m R

=

由上式得：mv R Bq

=

因23490Th 和4

2He 的动量等大，所在磁场相同，有：

Th He

He Th

R q R q =

即：

1

45

Th He R R =

45.某实验室工作人员，用初速为v 0=0.09c （c 为真空中的光速）的α粒子，轰击静止在匀强磁场中的钠原子核23

11Na ，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1：10，已知质子质量为m 。 （1）写出核反应方程；

（2）求出质子的速度v （结果保留两位有效数字）。

答案：（1）42He+2311Na →2612Mg+1

1H

解（2）α粒子、新核的质量分别为4m 、26m ，质子的速率为v ，对心正碰，由动量守恒

定律得： mv v

m

mv -=10

2640 解出：v =0.23c

46.静止在匀强磁场中的Li 6

3核俘获一个运动方向垂直于磁场，速度大小为7.7×104m/s 的

中子，若发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（He 42）。反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示。He 42核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40：3。则： （1）写出此核反应的方程式 （2）求产生的未知新粒子的速度。

答案：（1）H He n Li 3

1421063+→+

（2）设中子，氢核（He 42）

、氘核（H 31）的质量分别为m 1、m 2、m 3，速度大小分别为v 1、v 2、v 3，粒子做匀速圆周运动的半径为R ，

由qB

mv

R R mv qvB =

=:2得 由

3

803402:,340323322=?===H He H He BR q BR q v m v m R R 可得………………① 由动量守恒定律得：

332211v m v m v m +=……………………②

由径迹图象可知1312,v v v v 与同向与反向 即：3333113

80

v m v m v m -=

解得m/s 10133?=v 方向与中子速度方向相反

47.镭（Ra ）是历史上第一个被分离出来的放射性元素，已知

Ra 22688

能自发地放出α粒子而

变成新核Rn ，已知Ra 22688的质量为M 1=3.7533×10－25

kg ，新核Rn 的质量为M 2=3.6867×

10

－25

kg ，α粒子的质量为m =6.6466×10

－27

kg ，现有一个静止的Ra 22688核发生α衰变，衰

变后α粒子的速度为3.68×105m/s 。则：（计算结果保留两位有效数字） ①写出该核反应的方程式。 ②此反应过程中放出的能量是多少？ ③反应后新核Rn 的速度是多大？ ①

Rn He Ra 222

8642226

88

+→

② J 102.1)(122212-?=--=?=?c m M M mc E ③ 220-=M m υυ

m/s 106.6/322?==∴M mv v

48.（选修3－5模块选做题）

（1）分析判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”

A ．衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的 （ ）

B ．已知能使某种金属发生光电效应的极限频率为0γ，则当用频率为20γ的单色光照射该

金

属

时

，

产

生

光

电

子

的

最

大

初

动

能

为

02γh

（ ）

C ．原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线；原子叙述小于83的元素都

不能自发地发出射

线 （ ）

D ．因为癌 细胞对射线的耐受能力比健康细胞弱，所以在射线的照射下，癌细胞破坏得

比健康细胞快。这是射线能够用于治疗癌症的原因 （ ）

（2）在氘核H 21和氚核H 31结合成氦核He 4

2的核反应方程如下：

MeV 6.17n He H H 1

042312

1

++→+

①这个核反应称为

②要发生这样的核反应，需要将反映物质的温度加热到几百万开尔文。式中17.6MeV 是核反应中 （选填“放出”或“吸收”）的能量，核反应后生成物的总质量比核反应前物质的总质量 （选填“增加”或“减少”）了 ㎏（保留一位有效数字） （3）在光滑的水平面上，甲乙两物体的质量分别为m 1，m 2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6m/s 由西向东运动，乙物体以速度2m/s 由东向西运动。碰撞后两物体都沿各自原方向的反方向运动，速度的大小都是4m/s 。求： ①甲乙两物体的质量之比

②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞 答案（1）√××√

（2）①聚变（或热核反应） ②放出 减少 3×10-35

（3）①设向东方向为正方向，则m/s 4m/s 2m/s,4m/s,6221

1='-=-='=υυυυ 221

12211υυυυ'+'=+m m m m 解得：5

3

21=m m ②碰撞前系统的总动能22222115642121m m m E k =+=

υυ 碰撞后系统的总动能22'222'115

642121m m m E K

=-='υυ 因为K K

E E ='所以这次碰撞是弹性碰撞

49.如图所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B =0.500T ，MN 是磁场的左边界。

在磁场中的A 点有一静止镭核Ra)(226

88，A 距MN 的距离OA =1.00m 。D 是放置在MN 边缘的粒子接收器，OD =1.00m 。Ra 22688发生放射性衰变，放出某种x 粒子后变为一氡Rn)(22686，接收器D 接收到了沿垂直于MN 方向射来的粒子x 。已

知衰变过程释放的能量全部转化为两新核的动能。

（1）写出上述过程中的衰变方程（衰变方程必须写出x 的具体符号）。

（2）求该镭核在衰变为氡核和x 粒子时释放的能量。（保留三位有效数字，电子电荷量

e =1.60×10-19C,1u 可近似取1.6×10-27kg ）

（1）He Rn Ra 422228622688+→

（2）根据题意可知，a 粒子在磁场中做原半径R =1.06m,设a 粒子的速度为v 1带电量为q ，

质量为m ，则有R

v m B qv 2

11=

19191060.100.1500.01060.12--?=????==qBR p kg ·m/s

a 粒子的动能122

11000.22-?==m

p E J 镭核衰变满足动量守恒，设氡核的质量为M ，速度为v 2有021=-Mv mv 氡核能的动能12

2221E M

m Mv E ==

镭核衰变时释放的能量121211004.2)1(-?=+

=+=?E M

m

E E E J 50.关于“原子核组成“的研究，经历了一些重要阶段，其中：

（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为______________。

（2）1932年，理查威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子，打处了一些氢核（质子）和氮核，测量处被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算处这种粒子的质量而发现了中子。

理查威克认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果。实验中测得被碰氢核的最大速度为73.3010/H V m s =?，被碰氮核的最大速度为64.5010/N V m s =?；已知14N H m m =。

请你根据理查威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量m 与氢核的质量H m 的关系？（保留三位有效数字） 答案：（1）O H He N 17

81

14

214

7+→+

（2）理查威克认为氢核、氮核与未知粒子之间的碰撞是弹性正碰；设未知粒子质量为

m ，速度为0v ，氢核的质量为H m ，最大速度为H V ，并认为氢核在打出前为静止的，

那么根据动量守恒和能量守恒可知：

H H V m mv mv .o +=

①

2220111

222

H H mv mv m V =+

② 其中v 是碰撞后未知粒子的速度，由此可得：0

2H H

mv V m m =

+

③

同样可得出未知射线与氮原子核碰撞后，打出的氮核的速度0

2H H

mv V m m =

+

④

理查威克在实验中测得氢核的最大速度为：m/s,103.37?=H V ， 氮核是最大速度：m/s 105.46?=N V 因为14N H m m =，由方程③④可得

14N H H

N H H

m m V m m V m m m m ++==

++ ⑤ 将速度的最大值代入方程⑤，76

143.3104.510H

H

m m m m +?=?+ 解得： 1.05H m m =

⑥

51.（1）有以下几种说法，其中正确的是 （ ACD ） A ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 B ．电子流通过狭缝显示波动性，这是电子间相互作用产生的 C ．天然放射现象的发现揭示原子核有复杂的结构

D ．比结合能小的原子核结合或分解成比结合能大的原子核时释放核能

（2）原子从a 能级状态跃迁到b 能级状态时发射波长为λ1的光子；原子从b 能级状态跃迁到c 能级状态时吸收波长为λ2的光子，已知λ1>λ2．原子从a 能级状态跃迁到c 能级状态时__ ____（填“吸收”或“辐射”）波长为______的光子． 答案 （1）ACD (2) 吸收 2

12

1λλλλ- 52.（1）有以下说法：

A ．用如图所示两摆长相等的单摆验证动量守恒定律时，只要测量出两球碰撞前后摆起

的角度和两球的质量，就可以分析在两球的碰撞过程中总动量是否守恒 B ．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关 C ．对于某种金属，只要入射光的强度足够大，就会发生光电效应 D ．α粒子散射实验正确解释了玻尔原子模型

E ．原子核的半衰期由核内部自身因素决定，与原子所处的化学状态和外部条件无关

m

山西省人教版物理高二选修2-3 5.2原子核衰变同步训练

山西省人教版物理高二选修2-3 5.2原子核衰变同步训练 姓名:________ 班级:________ 成绩:________ 一、选择题 (共15题；共30分) 1. （2分）目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一．有关放射性元素的下列说法正确的是（） A . 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核了 B . 发生a衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个 C . β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的 D . γ射线一般伴随着a或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强 2. （2分） (2017高二下·拉萨期末) 下列说法正确的是（） A . 卢瑟福通过实验发现了质子的核反应方程为 He+ N→ O+ H B . 太阳源源不断的释放出巨大的能量，其能量的来源就是太阳本身的核裂变 C . 现在的很多手表指针上涂有一种新型发光材料，白天吸收光子外层电子跃迁到高能轨道，晚上向低能级跃迁放出光子，其发光的波长一定跟吸收的光的波长完全一致 D . 只要光足够强，一定能发生光电效应 3. （2分）(2017·自贡模拟) 以下说法中，正确的是（） A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应 B . 要使轻原子核发生聚变，必须使它们间的距离至少接近到10﹣10m C . 氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，势能增大，总能量减小 D . 随温度的升高，放射性元素的半衰期将减小 4. （2分） (2017高二下·宜昌期中) 在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹如图a、b所示，由图可知（）

火箭军工程大学811原子核物理学2016年考研专业课真题试卷

- 3 -811 原子核物理学 一、填空题（20分） 1．天然放射性核素形成三个放射系，每个系都由一个半衰期最长的核素开始，经过一系列的放射性衰变，最后达到一个稳定的核素，这三个系是 、 和 。 2．原子核半径是一个很小的量，约 cm 数量级，无法直接测量，一般是通过原子核与其他粒子的 间接测量得到。 3．1g 226Ra 的活度为 Bq ？为多少 Ci ？ 4．某放射性元素在两个半衰期的时间内有6克发生了衰变，再经过两个半衰期又会有____克发生了衰变。 5. 偶A 核的自旋为 ，其中偶偶核的自旋为 。奇A 核的自旋为 。 6．原子核物理中的“中微子”常指中微子，又指反中微子，据β衰变中 定律可以推知中微子的静止质量 ，自旋 ，电荷 等性质。 7．动能为1eV 的中子，在氢核上的微观散射截面是20b ，在氧核上的微观散射截面是3.8b ，水的密度为1g/cm 3，则此中子在水中的宏观散射截面为 cm -1。 8．同位素中子源一般分为 源和 源。 二、不定项选择题（15分，每题3分） 1．卢瑟福对α粒子散射实验的解释是[ ] A ．使α粒子产生偏转的主要力是原子中电子对α粒子的作用力 B ．使α粒子产生偏转的力主要是库仑力 C ．原子核很小，α粒子接近它的机会很少，所以绝大多数的α粒子仍沿原来的方向前进 D ．能产生大角度偏转的α粒子是穿过原子时离原子核近的α粒子 2．关于天然放射现象，下列说法中正确的是[ ] A ．β衰变说明原子核里有电子 B ．某原子核经过一次α衰变和两次β衰变后，核内中子数减少4个 C ．放射性物质的温度升高，其半衰期将缩短 D ．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电 3．有关氢原子光谱的说法正确的是[ ] A ．氢原子的发射光谱是连续谱 B ．氢原子光谱说明氢原子只发出特定频率的光 C ．氢原子光谱说明氢原子能级是分立的 D ．氢原子光谱线的频率与氢原子能级的能量差无关 4．科学家发现在月球上含有丰富的3 2He （氦3）。它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料其参与的一种核聚变反应的方程式为331422122He He H He +→+。关于32He 聚变下列表述不正确的是[ ] A ．聚变反应不会释放能量 B. 聚变反应产生了新的原子核C ．聚变反应没有质量亏损 D. 目前核电站都采用32He 聚变反应发电5．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是[ ] A ．E ＝mc 2中的E 是物体以光速c 运动的动能 B ．E ＝mc 2是物体的核能 C ．E=mc 2是物体各种形式能的总称

高二物理原子和原子核知识点总结备课讲稿

高二物理原子和原子核知识点总结 一、原子结构知识点： 1、电子的发现和汤姆生的原子模型： (1)电子的发现： 1897年英国物理学家汤姆生，对阴极射线进行了一系列的研究，从而发现了电子。 电子的发现表明：原子存在精细结构，从而打破了原子不可再分的观念。 (2)汤姆生的原子模型： 1903年汤姆生设想原子是一个带电小球，它的正电荷均匀分布在整个球体内，而带负电的电子镶嵌在正电荷中。 2、α粒子散射实验和原子核结构模型 (1)α粒子散射实验：1909年，卢瑟福及助手盖革手吗斯顿完成 ①装置： ②现象： a. 绝大多数α粒子穿过金箔后，仍沿原来方向运动，不发生偏转。 b. 有少数α粒子发生较大角度的偏转 c. 有极少数α粒子的偏转角超过了90度，有的几乎达到180度，即被反向弹回。 (2)原子的核式结构模型： 由于α粒子的质量是电子质量的七千多倍，所以电子不会使α粒子运动方向发生明显的改变，只有原子中的正电荷才有可能对α粒子的运动产生明显的影响。如果正电荷在原子中的分布，像汤姆生模型那模均匀分布，穿过金箔的α粒了所受正电荷的作用力在各方向平衡，α粒了运动将不发生明显改变。散射实验现象证明，原子中正电荷不是均匀分布在原子中的。

1911年，卢瑟福通过对α粒子散射实验的分析计算提出原子核式结构模型：在原子中心存在一个很小的核，称为原子核，原子核集中了原子所有正电荷和几乎全部的质量，带负电荷的电子在核外空间绕核旋转。 原子核半径小于10-14m，原子轨道半径约10-10m。 3、玻尔的原子模型 (1)原子核式结构模型与经典电磁理论的矛盾(两方面) a. 电子绕核作圆周运动是加速运动，按照经典理论，加速运动的电荷，要不断地向周围发射电磁波，电子的能量就要不断减少，最后电子要落到原子核上，这与原子通常是稳定的事实相矛盾。 b. 电子绕核旋转时辐射电磁波的频率应等于电子绕核旋转的频率，随着旋转轨道的连续变小，电子辐射的电磁波的频率也应是连续变化，因此按照这种推理原子光谱应是连续光谱，这种原子光谱是线状光谱事实相矛盾。 (2)玻尔理论 上述两个矛盾说明，经典电磁理论已不适用原子系统，玻尔从光谱学成就得到启发，利用普朗克的能量量了化的概念，提了三个假设： ①定态假设：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些状态中原子是稳定的，电子虽然做加速运动，但并不向外在辐射能量，这些状态叫定态。 ②跃迁假设：原子从一个定态(设能量为E2)跃迁到另一定态(设能量为E1)时，它辐射成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 hv=E2-E1 ③轨道量子化假设，原子的不同能量状态，跟电子不同的运行轨道相对应。原子的能量不连续因而电子可能轨道的分布也是不连续的。即轨道半径跟电子动量mv的乘积等于h/2π的整数倍，即：轨道半径跟电了动量mv的乘积等于h/2π的整数倍，即

高中物理选修3-5综合练习题3有答案

高中物理选修3-5综合练习题3 1．氢原子从能级m跃迁到能级n时辐射红光的频率为ν1，从能级n跃迁到能级k时吸收紫光的频率为ν2，已知普朗克常量为h，若氢原子从能级k跃迁到能级m，则( ) A．吸收光子的能量为hν1＋hν2 B．辐射光子的能量为hν1＋hν2 C．吸收光子的能量为hν2－hν1 D．辐射光子的能量为hν2－hν1 2．人从高处跳到较硬的水平地面时，为了安全，一般都是让脚尖先触地且着地时要弯曲双腿，这是为了（） A．减小地面对人的冲量B．减小人的动量的变化 C．增加人对地面的冲击时间D．增大人对地面的压强 3．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有（） A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视 C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害 4．下列关于“原子质量单位u”的说法中正确的有（） A．1u就是一个氢原子的质量 B．1u就是一个中子的质量 C．1u是一个碳12原子的质量的十二分之一 D．1u就是931.5MeV的能量 5．下列关于裂变反应的说法中，正确的是（） A．裂变反应必须在几百万度的高温下才能发生 B．要能发生链式反应，铀块的体积必须超过临界体积 C．太阳能释放大量能量，是因为太阳内部不断发生裂变反应 D．裂变反应放出大量热量，故不遵守能量守恒定律 6．近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展。科学家们在观察某两个重离子 X经过若干次α衰变后成结合成超重元素的反应时，发现所生成的超重元素的核277 112 Y，由此可以判定该超重元素发生α衰变的次数是（） 为253 100 A．3 B．4 C．6 D．8

原子核物理辐射探测学期末试题及其答案1

西南科技大学2010-2011-1学期 《核辐射探测学》本科期末考试试卷(B卷) 课程代码 2 4 3 1 4 0 9 8 0 命题单位国防科技学院辐射防护与环境工程教研室 一．填空题（每空2分，共30分） 1.带电粒子的射程是指__________________，重带电粒子的射程与其路程_________。 2.根据Bethe公式，速度相同的质子和氘核入射到靶物质中后，它们的能量损失率之比是 _________ 3.能量为2.5 MeV的γ光子与介质原子发生康普顿散射，反冲电子的能量范围为_________， 反冲角的变化范围是_________。 4.无机闪烁体NaI的发光时间常数是430 ns，则闪烁体被激发后发射其总光子数目90%的光 子所需要的时间是_________。 5.光电倍增管第一打拿极的倍增因子是20，第2~20个打拿极的倍增因子是4，打拿极间电 子传输效率为0.8，则光电倍增管的倍增系数为_________。 6.半导体探测器中，γ射线谱中全能峰的最大计数率同康普顿峰的最大计数率之比叫做____。 7.电离电子在气体中的运动主要包括_________、_________、_________。 8.探测效率是指___________与进入探测器的总的射线个数的比值。 9.若能量为2 keV的质子和能量为4 keV的α粒子将能量全部沉积在G-M计数器的灵敏体积 内，计数器输出信号的幅度之比是_________。 10.当PN结探测率的工作电压升高时，探测器的结电容_________，反向电流_________。 二．名词解释（每题4分，共16分） 1.湮没辐射 2.量子效率 3.电子脉冲电离室 4.分辨时间 三．简答题（每题8分，共32分） 1.电离室的工作机制？屏栅电离室相比一般的平板电离室有什么优点？ 2.有机闪烁体中“移波剂”、无机闪烁体中“激活剂”，他们的作用分别是什么？ 3.简述PIN结探测器的结构和工作原理，和PN结探测器相比它有什么优点？ 4.气体探测器、闪烁探测器、半导体探测器各有什么优点？用于α粒子探测的主要是哪类探 测器，为什么？ 四．计算题（共22分）

高中物理基础知识总结24原子原子核

氢原子的能级图 n E /eV ∞ 0 1 -13.6 2 -3.4 3 4 -0.8 5 E 1 E 2 E 3 高考物理知识点总结24 原子、原子核 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、α粒子、γ光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。 卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m 。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n 叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) (终初E E h -=ν) 辐射(吸收)光子的能量为hf ＝E 初-E 末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为()2 12-==n n C N n ]。 [ (大量)处于n 激发态原子跃迁到基态时的所有辐射方式] ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续;(即原子的不同能量 状态跟电子沿不同的圆形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分布也是不连续的) (针对原子核式模型提出，是能级假设的补充) 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是: 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n =n 2r 1(n ＝1,2.3…) r 1=0.53×10-10m 能量量子化：21n E E n = E 1=－13.6eV ②

高中物理-原子核练习

高中物理-原子核练习 一、选择题 1、（单项）原子半径的数量级是： A．10－10cm; B.10-8m C. 10-10m D.10-13m 2、（单项）若氢原子被激发到主量子数为n的能级,当产生能级跃迁时可能发生的所有谱线总条数应为： A．n-1 B .n(n-1)/2 C .n(n+1)/2 D .n 3、（单项）天然放射现象的发现揭示了( ) A.原子不可再分 B.原子的核式结构 C.原子核还可再分 D.原子核由质子和中子组成 4、（双项）下列说法正确的是( ) A.226 88Ra衰变为222 86 Rn要经过1次α衰变和1次β衰变。 B.238 92U衰变为234 91 Pa要经过1次α衰变和1次β衰变。 C.232 90 Th衰变为208 82 Pb要经过6次α衰变和4次β衰变。 D.238 92U衰变为222 86 Rn要经过4次α衰变和4次β衰变。 1 2 3 4 二、综合题 5、完成下列核反应方程： (1) 234 90Hh→234 91 Pa+ (2) 10 5B+4 2 He→13 7 N+ (3) 27 13Al+1 n→+4 2 He (4) 0 1e+0 1 e→ (5) 1 1 H→+0 1 e 6、一束天然放射线沿垂直电力线的方向从中间进入到两块平行带电金属板M、N之间的匀强电场中,试问： (1)射线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ各是哪种射线？(2)M、N各带何种电荷？（请写出解题过程）

7、光滑水平轨道上有一辆小车质量为20 kg,质量为60 kg的人站在小车上,与车一起以5 m/s 的速度运动.试求： （1）相对于车以2 m/s的速度沿车前进的反方向行走,车速是多大? （2）相对于车以2 m/s竖直跳起,车速是多大? （3）相对于轨道以2 m/s竖直跳起,车速是多大? 参考答案： 1、A 2、B

原子核物理实验方法课后习题(答案)

第一章习题 1. 设测量样品的平均计数率是5计数/s,使用泊松分布公式确定在任1s 内得到计数小于或等于2个的概率。 解： 05 1525 (,)!5(0;5)0.0067 0!5 (0;5)0.0337 1!5(0;5)0.0842 2! N N r r r r N P N N e N P e P e P e ----=?=?==?==?= 在1秒内小于或等于2的概率为： (0;5)(1;5)(2;5)0.00670.03370.08420.1246r r r P P P ++=++= 2. 若某时间内的真计数值为100个计数，求得到计数为104个的概率，并求出计数值落在90-104范围内的概率。 解：高斯分布公式2 222)(2 2)(2121 )(σπσ πm n m m n e e m n P -- -- = = 1002==σm == =-- --2 2 22)104(2 2)(2121 )104(σπσ πm m m n e e m P 将数据化为标准正态分布变量 110 100 90)90(-=-= x 4.010100 104)104(=-=x 查表x=1，3413.0)(=Φx ，x=，1554.0)(=Φx 计数值落在90-104范围内的概率为

3. 本底计数率是500±20min -1，样品计数率是750±20min -1，求净计数率及误差。 解：t n = σ 本底测量的时间为：min 2520500 2 === b b b n t σ 样品测量时间为：min 35207002 === s s s n t σ 样品净计数率为：1min 200500700-=-=-= b b s s t n t n n 净计数率误差为：1min 640-== +=+= b s b b s s t n t n σσσ 此测量的净计数率为：1min 6200-± 4. 测样品8min 得平均计数率25min -1，测本底4min 得平均计数率18min -1，求样品净计数率及误差。 解：1min 71825-=-=-= b b s s t n t n n

高中物理必背知识点原子和原子核公式

高中物理必背知识点原子和原子核公式 原子和原子核公式总结 1.粒子散射试验结果a)大多数的粒子不发生偏转;(b)少数 粒子发生了较大角度的偏转;(c)极少数粒子出现大角度的 偏转(甚至反弹回来) 2.原子核的大小：10-15～10-14m，原子的半径约10-10m(原子的核式结构) 3.光子的发射与吸收：原子发生定态跃迁时,要辐射(或吸收)一定频率的光子:h=E初-E末{能级跃迁｝ 4.原子核的组成：质子和中子(统称为核子)， {A=质量数=质子数+中子数，Z=电荷数=质子数=核外电子数=原子序数〔见第三册P63〕｝ 5.天然放射现象：射线(粒子是氦原子核)、射线(高速运动的电子流)、射线(波长极短的电磁波)、衰变与衰变、半衰期(有半数以上的原子核发生了衰变所用的时间)。射线是伴随射线和射线产生的〔见第三册P64〕 6.爱因斯坦的质能方程:E=mc2{E:能量(J)，m:质量(Kg)，c:光在真空中的速度｝ 7.核能的计算E=mc2{当m的单位用kg时，E的单位为J;当m用原子质量单位u时，算出的E单位为uc2;1uc2=931.5MeV｝〔见第三册P72〕。 注：

(1)常见的核反应方程(重核裂变、轻核聚变等核反应方程)要求掌握; (2)熟记常见粒子的质量数和电荷数; (3)质量数和电荷数守恒,依据实验事实,是正确书写核反应方程的关键; (4)其它相关内容:氢原子的能级结构〔见第三册P49〕/氢原子的电子云〔见第三册P53〕/放射性同位数及其应用、放射性污染和防护〔见第三册P69〕/重核裂变、链式反应、链式反应的条件、核反应堆〔见第三册P73〕/轻核聚变、可控热核反应〔见第三册P77〕/人类对物质结构的认识。 考生只要在全面复习的基础上，抓住重点、难点、易错点，各个击破，夯实基础，规范答题，一定会稳中求进，取得优异的成绩。为大家整理了高中物理必背知识点：原子和原子核公式

智慧树知到《原子核物理》章节测试答案

第一章 1、原子的质量单位叫做碳单位 对 错 答案: 对 2、质子和中子的轨道角动量的矢量和就是原子核的自旋对 错 答案: 对 3、原子中的电子磁矩比核的磁矩小 对 错 答案: 错 4、长椭球形原子核具有负的电四极矩 对 错 答案: 错 5、在经典物理中存在宇称概念 对 错 答案: 错 6、质子和中子不是点状结构

对 错 答案: 错 7、核子之间的主要作用是库仑力 对 错 答案: 错 8、原子核的磁矩包含 质子的磁矩 中子的磁矩 电子的磁矩 答案: 质子的磁矩,中子的磁矩 9、下列说法正确的是 原子核是球形的 核内电荷分布半径就是质子分布的半径 核的电荷分布半径比核力作用半径大 电子在核上散射的角分布是核内电荷分布的函数答案: 核内电荷分布半径就是质子分布的半径10、下列说法正确的是 原子核的形状是长椭球形的 电四极矩多数是负值 利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩

大多数原子核是球形的 答案: 利用原子核本身能级间的跃迁可以测出电四极矩11、下列说法正确的是 宇称是微观物理领域中特有的概念 在一切微观过程中宇称是守恒的 原子核是由中子、质子、电子组成的微观体系 经典物理中存在宇称 答案: 宇称是微观物理领域中特有的概念 12、下列说法正确的是 质子和中子具有内部结构 自旋为整数的粒子叫费米子 自旋为半整数的粒子叫玻色子 电子、质子、中子的自旋为整数 答案: 质子和中子具有内部结构 13、为什么会产生超精细结构 核自旋与电子的总角动量相互作用 核自旋与电子自旋相互作用 质子的轨道角动量与电子的总角动量相互作用 质子的轨道角动量与电子自旋相互作用 答案: 核自旋与电子的总角动量相互作用 14、下来说法错误的是 对于两核子体系，总同位旋是两个核子同位旋的矢量和

高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结(必修三) 载自：搜高考网.soogk. 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对大家有所帮助. 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、粒子、光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.汤姆生模型(枣糕模型) 汤姆生发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开原子的大门. 2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)卢瑟福α粒子散射实验装置,现象,从而总结出核式结构学说 α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，实验现象：结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转.这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。 由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。 而核式结构又与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 (本假设是针对原子稳定性提出的) ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)(本假设针对线状谱提出) ( ) 辐射(吸收)光子的能量为hf＝E初-E末 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子可能辐射的光谱线条数为 ]。

高二物理选修3-5_原子物理同步练习题

考点：光的波粒二象性光电效应以及爱因斯坦光电效应方程（I） 1.关于光电效应，有如下几种陈述，其中正确的是 A．金属电子的逸出功与入射光的频率成正比 B．光电流的强度与入射光的强度无关 C．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能要大D．对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应 【解析】金属的逸出功由该金属决定，与入射光源频率无关，光电流的强度与入射光强度成正比，选项A、B错误。不可见光包括能量大的紫外线、X射线、γ射线，也包括能量比可见光小的红外线、无线电波，选项C错误。所以应选D。 2.下列关于近代物理知识说法中正确的是 A．光电效应显示了光的粒子性 B．玻尔理论可以解释所有原子的光谱现象 C．康普顿效应进一步证实了光的波动特性 D．为了解释黑体辐射规律，普朗克提出电磁辐射的能量是量子化的 答案： AD 3、如图所示，电路中所有元件完好，光照射到阴极上时， 灵敏电流计中没有电流通过，其原因可能是 A. 入射光太弱； B. 入射光波长太长； C. 光照时间短； D. 电源正负极接反。 【解析】在本题电路中形成电流的条件，一是阴极在光的 照射下有光电子逸出，这决定于入射光的频率是否高于阴极材料的极限频率，与入射光的强弱、照射时间长短无关；二是逸出的光电子应能在电路中定向移动到达阳极。光电子能否到达阳极，应由光电子的初动能大小和两极间所加电压的正负和大小共同决定。一旦电压正负极接反，即使具有很大初动能的光电子也可能不能到达阳极，即使发生了光电效应现象，电路中也不能形成光电流。故该题的正确答案是B、D。 4．(2009年上海卷)光电效应的实验结论是：对于某种金属 A．无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应 B．无论光的频率多低，只要光照时间足够长就能产生光电效应 C．超过极限频率的入射光强度越弱，所产生的光电子的最大初动能就越小 D．超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大 解析：根据光电效应规律可知A正确，B、C错误．根据光电效应方程1 2mv2 m ＝hν－W， 频率ν越高，初动能就越大，D正确．答案：A D 5．(2009年广东卷)硅光电池是利用光电效应原理制成的器件．下列表述正确的是A．硅光电池是把光能转变为电能的一种装置 B．硅光电池中吸收了光子能量的电子都能逸出 C．逸出的光电子的最大初动能与入射光的频率无关 D．任意频率的光照射到硅光电池上都能产生光电效应 解析：电池是把其他形式的能转化成电能的装置．而硅光电池即是把光能转变成电能的一种装置．答案：A 6.（2011上海物理）用极微弱的可见光做双缝干涉实验，随着时间的增加，在屏上 先后出现如图(a)、(b)、(c)所示的图像，则

兰州大学2008年核物理试题A卷

兰州大学2008～2009学年第 1学期 期末考试试卷（A 卷） 课程名称： 原子核物理 任课教师： 胡碧涛 学院： 核科学与技术学院 专业： 核物理 年级： 2005 班级 基地班 姓名： 校园卡号： （共150分，请选其中的100分作答） 1. 实验发现铋的λ＝47 2.2nm 的谱线分裂成六条。λ＝472.2nm 对应于D 3/2与S 1/2之间的跃迁且D 3/2的四个子能级的间距比是6:5:4。求核的自旋。 （20分） 2. 已知两个放射体的递次衰变，即Hg Au Pt h h 2008081.0200796.1220078??→???→?， 求几天后子母体放射性活度关系。 （10分） 3. 简述核力的性质。 （10分） 4. 简述实验发现的α衰变的物理规律并给出物理解释。 （20分） 5. 对于反应MeV Be d B 8.17810++→+α，当氘的能量为0.6MeV 时，在θ＝900方向上观测到四种能量的α粒子：12.2, 10.2, 9.0, 7.5MeV , 试求Be 8的激发能。 （20分） 6. 试判断3/2-→7/2-, 3/2-→9/2-, 9/2＋→1/2＋β跃迁的性质。 （15分） 7. 是判断1＋→0＋，1＋→1＋，1＋→2＋γ跃迁的类型。 （15分） 8. 厚度为0.02cm 的金箔被通量密度为1012cm －2s －1的热中子照射5分钟，通过197Au （n ，γ）198Au 反应生成198Au 。已知反应截面为98.7b ，金的密度为19.3g.cm -3,试求每平方厘米产生198Au 放射性活度A 。 （20分） 9. 简述重离子核反应的特点。 （20分）

高中物理《原子核》知识梳理

《原子核》知识梳理 【原子核的组成】 1．1919年卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子即氢原子核。 2．卢瑟福预想到原子内存在质量跟质子相等的不带电的中性粒子，即中子。查德威克经过研究，证明：用天α射线轰击铍时，会产生一种看不见的贯穿能力很强（10-20厘米的铅板）的不带电粒子，用其轰击石蜡时，竟能从石蜡中打出质子，此贯穿能力极强的射线即为设想中的中子。 3．质子和中子统称核子，原子核的电荷数等于其质子数，原子核的质量数等于其质子数与中子数的和。具有相同质子数的原子属于同一种元素；具有相同的质子数和不同的中子数的原子互称同位素。 【放射性元素的衰变】 1．天然放射现象 人类认识原子核有复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的。 1896年贝克勒耳发现放射性，在他的建议下，玛丽·居里和皮埃尔·居里经过研究发现了新元素钋和镭。 用磁场来研究放射线的性质： α射线带正电，偏转较小，α粒子就是氦原子核，贯穿本领很小，电离作用很强，使底片感光作用很强 β射线带负电，偏转较大，是高速电子流，贯穿本领很强（几毫米的铝板），电离作用较弱； γ射线中电中性的，无偏转，是波长极短的电磁波，贯穿本领最强（几厘米的铅板），电离作用很小。 2．原子核由于放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的衰变。在衰变中电荷数和质量数都是守恒的（注意：质量并不守恒。）。 3.半衰期：放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间。放射性元素衰变的快慢是由核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态无关，它是对大量原子的统计规律。 【放射性的应用与防护】 1．放射性同位素的应用： 利用它的射线（贯穿本领、电离作用、物理和化学效应） 做示踪原子。 2．放射性同位素的防护：过量的射线对人体组织有破坏作用，这些破坏往往是对细胞核的破坏，因此，在使用放射性同位素时，必须注意人身安全，同时要放射性物质对空气、水源等的破坏。

原子核物理实验方法试卷

原子核物理实验方法试题 一、填空题（每空2分，共20分） 1、带电粒子与物质的相互作用主要有：电离和激发，非弹性碰撞，弹性碰撞 2、电离室工作在饱和区。 3、丫射线同物质的相互作用主要有光电效应，康普顿效应,电子对效应。 4、光子到达光阴极的瞬间至阳极输出脉冲达到某一指定值之间的时间间隔称为渡越时间。 5、误差按其性质可以分为系统误差、随机误差、粗大误差三类。 二、名词解释（每题5分，共20分） 1. 轫致辐射 答：快速电子通过物质时，原子核电磁场使电子动量改变并发射出电磁辐射而损失能量，这种电磁辐射就是轫致辐射。 2. 辐射损伤效应 答：半导体探测器受强辐射照射一段时间以后性能会逐渐变坏，这种效应称为半导体探测器的辐射损伤效应，简称辐射损伤效应。 3. 坪曲线 答：在放射源确定的情况下，探测器输出脉冲计数率随所加工作电压的变化曲线上具有明显的计数坪区，这样的曲线称为坪曲线。 4. 探测器的优质因子 答：探测器的探测效率；的平方与本底计数率的比值，即；2/n b称为探测器的优质因子。 1. 圆柱形电子脉冲电离室的输出电荷主要是由电子所贡献，但在圆柱形正比计数器中输出电荷却主要是正离子的贡献，这是什么原因？ 答：对于圆柱形电子脉冲电离室，其输出信号是由入射粒子产生的初始离子对的电子向中央正极漂移过程中，在极板上产生的感应电荷的贡献，由于为圆柱形的电场非均匀性，决定了其输出脉冲幅度基本与电离发生的位置不灵敏。 对于圆柱形正比计数器，雪崩过程仅发生在很小的区域r0内，在r0区域以外 的电子漂移对信号的贡献完全可以忽略。在r0区域内经数量上放大的电子在向丝极飘逸的贡献大约占10?15%主要是经放大后正离子在向阴极漂移所产生的感应电荷的贡献。 2. 试说明G-M管阳极上感应电荷的变化过程。 答: G-M管阳极上感应电荷的变化对有机管和卤素管略有不同，以有机管为例，可分为几个阶段： 1 ?在入射带电粒子径迹产生正负离子对的瞬间阳极呈电中性，电子很快 漂移向阳极过程中，阳极上的正感应电荷增加，但数量很小； 2 ?电子雪崩过程开始，直到正离子鞘形成的过程中，电子很快向阳极运 动，此时，阳极上正感应电荷增加，同时，此电荷流经负载电阻，快前沿的负脉 冲，约占总输出脉冲幅度的10%到达阳极的电子与阳极上的正感应电荷中和。 阳极上留下与正离子鞘等量的负感应电荷。 3?正离子鞘向阴极漂移，负感应电荷流向阴极，同时。在外回路形成输 出信号。 3. 试说明半导体探测器的工作原理。 答：原理：当带电粒子入射到半导体的灵敏体积内，产生电子一空穴对。电子一空穴对在外电场的作用下分别向两极漂移，于是在输出回路中形成信号。 四证明题（每题10分，共10分） 1?试证明光子只有在原子核或电子附近，即存在第三者的情况下才能发生电子 、简答题（每题6分，共18分） 1

高中物理原子与原子核知识点总结

高中物理原子与原子核知识点总结 1.汤姆生模型(枣糕模型) （）发现电子，使人们认识到原子有复杂结构。从而打开人们认识原子的大门. 2.核式结构模型：（）通过α粒子散射实验,总结出核式结构学说。由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出（）大小的数量级是（）。 核式结构与经典的电磁理论发生矛盾：①原子是否稳定,②其发出的光谱是否连续 3.玻尔模型(引入量子理论，量子化就是不连续性，整数n叫量子数)玻尔补充三条假设 ⑴定态--原子只能处于一系列不连续的能量状态(称为定态),电子虽然绕核运转,但不会向外辐射能量。 ⑵跃迁--原子从一种定态跃迁到另一种定态,要辐射(或吸收)一定频率的光子(其能量由两定态的能量差决定)，辐射(吸收)光子的能量为（） 氢原子跃迁的光谱线问题[一群氢原子从n激发态原子跃迁到基态时可能辐射的光谱线条数为（）。 ⑶能量和轨道量子化----定态不连续,能量和轨道也不连续; 氢原子的激发态和基态的能量(最小)与核外电子轨道半径间的关系是:（） 【说明】氢原子跃迁 ① 轨道量子化r n=n2r1(n＝1,2.3…)r1=0.53×10-10m

能量量子化：E1=－13.6eV ② ③氢原子跃迁时应明确： 一个氢原子直接跃迁向高（低）能级跃迁，吸收（放出）光子 ( 某一频率光子 ) 一群氢原子各种可能跃迁向低（高）能级跃迁放出（吸收）光子 (一系列频率光子) ④氢原子吸收光子时——要么全部吸收光子能量，要么不吸收光子 A光子能量大于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时，该光子可被吸收。(即：光子和原子作用而使原子电离) B光子能量小于电子跃迁到无穷远处(电离)需要的能量时,则只有能量等于两个能级差的光子才能被吸收。 ⑤氢原子吸收外来电子能量时——可以部分吸收外来碰撞电子的能量因此，能量大于某两个能级差的电子均可被氢原子吸收，从而使氢原子跃迁。 ⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论（轨道量子化和能量量子化），玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。

高中物理《原子的核式结构模型》精选练习题

高中物理《原子的核式结构模型》精选练习题 1．如图为α粒子散射实验装置的示意图，荧光屏和显微镜一起分别放在图中的A、B、C、D四个位置时，关于观察到的现象，下述说法不正确的是() A．相同时间内放在A位置时观察到屏上的闪光次数最多 B．相同时间内放在B位置时观察到屏上的闪光次数比放在A位置时少得多C．放在C、D位置时屏上观察不到闪光 D．放在D位置时屏上仍能观察到一些闪光，但次数极少 2．关于α粒子散射实验，下列说法正确的是() A．该实验在真空环境中进行 B．带有荧光屏的显微镜可以在水平面内的不同方向上移动 C．荧光屏上的闪光是散射的α粒子打在荧光屏上形成的 D．荧光屏只有正对α粒子源发出的射线方向上才有闪光 3．卢瑟福的α粒子散射实验的结果显示了下列哪些情况() A．原子内存在电子 B．原子的大小为10－10 m C．原子的正电荷均匀分布在它的全部体积上 D．原子的正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里 4．在α粒子的散射实验中，使少数α粒子发生大角度偏转的作用力是原子核对α粒子的() A．万有引力B．库仑力C．磁场力D．核力 5．α粒子散射实验中，不考虑电子和α粒子的碰撞影响，这是因为() A．α粒子与电子根本无相互作用 B．α粒子受电子作用的合力为零，是因为电子是均匀分布的 C．α粒子和电子碰撞损失能量极少，可忽略不计

D．电子很小，α粒子碰撞不到电子 6．在α粒子散射实验中，当在α粒子最接近原子核时，关于描述α粒子的有关物理量情况正确的是() A．动能最小 B．势能最小 C．α粒子与金原子核组成的系统能量最小 D．α粒子所受金原子核的斥力最大 7．在α粒子穿过金箔发生大角度偏转的过程中，下列说法正确的是() A．α粒子先受到原子核的斥力作用，后受到原子核的引力作用 B．α粒子一直受到原子核的斥力作用 C．α粒子先受到原子核的引力作用，后受到原子核的斥力作用 D．α粒子一直受到库仑斥力，速度一直减小 8．关于原子的核式结构模型，下列说法正确的是() A．原子中绝大部分是“空”的，原子核很小 B．电子在核外绕核旋转的向心力是原子核对它的库仑力 C．原子的全部电荷和质量都集中在原子核里 D．原子核的直径的数量级是10－10 m 9.用α粒子撞击金原子核发生散射，图11－2中关于α粒子的运动轨迹正确的是() A．a B．b C．c D．d 10．如图所示为α粒子散射实验中α粒子穿过某一金属原子核附近时的示意图，A、B、C三点分别位于两个等势面上，则以下说法正确的是() A．α粒子在A处的速度比在B处的速度小 B．α粒子在B处的速度最大 C．α粒子在A、C处的速度大小相等 D．α粒子在B处速度比在C处速度小

西南科技大学--最新-原子核物理及辐射探测学-1-10章答案

西南科技大学 原子核物理与辐射探测学1-10章课后习题答案 第一章 习题答案 1-1 当电子的速度为18105.2-?ms 时，它的动能和总能量各为多少？ 答：总能量 ()MeV ....c v c m mc E e 92400352151101222 2=??? ??-=-==； 动能 ()MeV c v c m T e 413.011122=???? ??????--= 1-2.将α粒子的速度加速至光速的0.95时，α粒子的质量为多少？ 答：α粒子的静止质量 ()()()u M m M m e 0026.44940 .9314,244,224,20=?+=≈-= α粒子的质量 g u m m 23220 10128.28186.1295.010026.41-?==-=-=βα 1-4 kg 1的水从C 00升高到C 0100，质量增加了多少？ 答：kg 1的水从C 00升高到C 0100需做功为 J t cm E 510184.41001184.4?=??=?=?。 () kg c E m 12285 21065.4100.310184.4-?=??=?=? 1-5 已知：()();054325239;050786238239238u .U M u .U M == ()() u .U M ;u .U M 045582236043944235236235==

试计算U-239,U-236最后一个中子的结合能。 答：最后一个中子的结合能 ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 774845126023992238922399222==?-+= ()()()[]MeV .uc .c ,M m ,M ,B n n 54556007027023692235922369222==?-+= 也可用书中的质量剩余()A ,Z ?： ()()()()MeV ....,n ,,B n 806457250071830747239922389223992=-+=?-?+?= ()()()()MeV ....,n ,,B n 545644242071891640236922359223692=-+=?-?+?= 其差别是由于数据的新旧和给出的精度不同而引起的。 1-6当质子在球形核里均匀分布时，原子核的库仑能为 RZZeEc024)1(53πε?= Z 为核电荷数，R 为核半径，0r 取m15105.1?×。试计算C13和N13核的库仑能之差。 答：查表带入公式得ΔΕ=2.935MeV 1-8 利用结合能半经验公式，计算U U 239236,最后一个中子的结合能，并与1－5式的结果进行比较。 答：()P sym C S V B A Z A a A Z a A a A a A Z B +??? ??----=--12 312322, 最后一个中子的结合能 ()()()[]2,1,,c A Z M m A Z M A Z S n n -+-= ()()()()[]()()A Z B A Z B c m Z A ZM m m Z A ZM n n n ,1.1,111,12+--?---+--+= ()()1,,--=A Z B A Z B 对U 236，144,236,92===N A Z 代入结合能半经验公式，得到

高中物理原子与原子核知识点总结选修3-5

高中物理原子与原子核知识点总结(选修3－5) 原子、原子核这一章虽然不是重点,但是高考选择题也会涉及到,其实只要记住模型和方程式,就不会在做题上出错,下面的一些总结希望对同学们有所帮助. 一波粒二象性 1光电效应的研究思路 (1)两条线索： 10 J·S h为普朗克常数 h=6.63×34 ν为光子频率 2．三个关系 (1)爱因斯坦光电效应方程E k＝hν－W0。 (2)光电子的最大初动能E k可以利用光电管实验的方法测得，即E k＝eU c，其中U c是遏止电压。 (3)光电效应方程中的W0为逸出功，它与极限频率νc的关系是W0＝hνc。 3波粒二象性 波动性和粒子性的对立与统一 (1)大量光子易显示出波动性，而少量光子易显示出粒子性。 (2)波长长(频率低)的光波动性强，而波长短(频率高)的光粒子性强。

(3)光子说并未否定波动说，E ＝h ν＝hc λ 中，ν（频率）和λ就是波的概念。 光速C=λν (4)波和粒子在宏观世界是不能统一的，而在微观世界却是统一的。 3．物质波 (1)定义：任何运动着的物体都有一种波与之对应，这种波叫做物质波，也叫德布罗意波。 (2)物质波的波长：λ＝h p ＝h mv ，h 是普朗克常量。 二 原子结构与原子核 （1）卢瑟福的核式结构模型 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构学说,玻尔把量子说引入到核式结构模型之中,建立了以下三个假说为主要内容的玻尔理论.认识原子核的结构是从发现天然放射现象开始的,发现质子的核反应是认识原子核结构的突破点.裂变和聚变是获取核能的两个重要途径.裂变和聚变过程中释放的能量符合爱因斯坦质能方程。 整个知识体系，可归结为：两模型(原子的核式结构模型、波尔原子模型)；六子(电子、质子、中子、正电子、 粒子、 光子)；四变(衰变、人工转变、裂变、聚变)；两方程(核反应方程、质能方程)。 4条守恒定律(电荷数守恒、质量数守恒、能量守恒、动量守恒)贯串全章。 1.(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