期末复习 原子核

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1、江苏省溧阳中学高二物理 1期末复习-原子核 【知识网络】原子核原 子 物 理天 然 放 射 现 象核 反 应汤 姆 生 原 子 模 型卢 瑟 福 核 式 结 构核 能 利 用粒 子核 式 结 构 学 说原 子 核 大 小组 成 质 子中 子三 种 射 线 本 质 及 特 性衰 变 及 其 方 程半 衰 期人 工 转 变放 射 性 同 位 素 及 应 用质 量 亏 损质 能 方 程 E = mc 2 E mc 2 重 核 裂 变轻 核 聚 变链 式 反 应核 反 应 堆 核 电 站热 核 反 应可 控 热 核 反 应粒 子 散 射 实 验媒 介 子 :是 传 递 各 种 相 互 作 用 的 粒

2、子 ， 如 光 子 、 胶 子轻 子 :是 不 参 与 强 相 互 作 用 的 粒 子 ， 如 电 子 、 子 、 子 等 强 子 :是 参 与 强 相 互 作 用 的 粒 子 ， 如 质 子 、 中 子 、介 子 、 超 子 等 强 子 是 由 更 基 本 的 6种 夸 克 组 成 的【典型例题】1天然放射现象表明（ ）A 射线是从原子核内射出的，所以 粒子是组成原子核的一种核子B 射线是从原子核内射出的，所以 粒子是组成原子核的一种核子C 射线、 射线都是从原子核内射出的D 射线是原子核内的中子转化为质子和电子，产生的电子从核内发射出来形成的。2如图所示，铅盒 A 中装有天然放射性物质，放

3、射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有（ ）A打在图中 a、b、c 三点的依次是 射线、 射线和 射线B 射线和 射线的轨迹是抛物线C 射线和 射线的轨迹是圆弧 D如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场，可能使屏上的亮斑只剩下 b 图 18-1图 18-3江苏省溧阳中学高二物理 23铀裂变的产物之一氪 90（ ）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆 90（Kr9036） ，这些衰变是（ ）Zr904A 1 次 衰变，6 次 衰变 B 4 次 衰变C 2 次 衰变 D 2 次 衰变，2 次 衰变4如图，一个静止

4、的铀核，放出一个 粒子后衰变成钍核，在垂直于纸面的匀强磁场中的径迹下列判断正确的是（ ）Aa 是钍核、b 是 粒子 Bc 是钍核、d 是 粒子Ca 是 粒子、b 是钍核 Dc 是 粒子、d 是钍核5完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程。 + +_ + _+ 1414706Nn147N2He178O105Bn42He + _+ + +_94Be2H10n562F1572Co6有下列 4 个核反应方程 Na Mg+ e U+ n Ba+ Kr+3 n210123591045692310 F+ He Ne+ H He+ H He+ H94202121上

5、述核反应依次属于（ ）A、衰变、人工转变、人工转变、聚变 B、裂变、裂变、聚变、聚变C、衰变、衰变、聚变、聚变 D、衰变、裂变、人工转变、聚变7要使氘核聚变，必须使它们之间距离接近 r0，也就是接近到核力能够发生作用的范围，物质温度很高时，氘原子将变为等离子体，等离子的分子平均动能为 Ek=3K1T/2，K 1 叫玻耳兹曼常数，T 为热力学温度，两个氘核之间的电势能为 Ep=ke2/r，r 为电荷之间的距离，则氘核聚变的温度至少为 （ ）Ake 2/K1r0 Bke 2/2K1r0 Cke 2/3K1r0 Cke 2/4K1r08静止在匀强磁场中的一个 核俘获了一个速度为 v =7.3104m

6、/s 的中子而发生核反应，生成 5粒子与一个新核。测得 粒子的速度为 2104 m/s，方向与反应前中子运动的方向相同，且与磁感线方向垂直。求：写出核反应方程。画出核反应生成的两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图（磁感线方向垂直于纸面向外） 。求 粒子与新核轨道半径之比。求 粒子与新核旋转周期之比。图 18-4江苏省溧阳中学高二物理 39在其他能源中，核能具有能量密度大，地区适应性强的优势。在核电站中，核反应堆释放的核能被转化为电能。核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能。（1）核反应方程式 Un Ba KraX 是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n23591456

7、923为中子，X 为待求粒子，a 为 X 的个数，则 X 为 ，a 。以 mU、m Ba、m Kr 分别表示 U、 Ba、 Kr 核的质量，m n、m p 分别表示中子、质子的质量， C 为光在真空中传播的23594163速度，则在上述核反应过程中放出的核能E 。 （2）有一座发电能力为 P1.0010 6kW 的核电站，核能转化为电能的效率 40%。假定反应堆中发生的裂变反应全是本题（1）中的核反应，已知每次核反应过程放出的核能E2.7810 11 J， U 核的质量 mU39010 27 kg。求每年（ 1 年3.1510 7s）消耗的 U 的质2359 2359量。101951 年物理学

8、家发现了“电子偶数” ，所谓“电子偶数” ，就是由一个负电子和一个正电子绕它们的质量中心旋转形成的相对稳定的系统。已知正、负电子的质量均为 me，普朗克常量为 h，静电力常量为 k。（1）若正负电子是由一个光子和核场相互作用产生的，且相互作用过程中核场不提供能量，则光子的频率必须大于某个临界值，此临界值为多大？（2）假设“电子偶数”中正、负电子绕它们的质量中心做匀速圆周运动的轨道半径 r，运动速度 v 及电子的质量满足玻尔的轨道量子化理论： ，n1，2， “电子偶数”2hvrme的能量为正负电子运动的动能和系统的电势能之和，已知两正负电子相距为 L 时系统的电势能为，试求 n1 时“电子偶数”的能量。LekE2（3） “电子偶数”由第一激发态跃迁到基态发出光子的波长为多长？江苏省溧阳中学高二物理 411.静止的氮核 被速度是 v0的中子 击中生成甲、乙两核。已知甲、乙两核的速度方向同碰N147n10撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为 1：1，动能之比为 1：4，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为 1：6。问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该反应方程。