2、B

1、B

6、為確定愛因斯坦質(zhì)能聯(lián)系方程△E=△mc²的正確性，設(shè)計了如下實驗：用動能為E₁=0.9MeV的質(zhì)子去襲擊靜止的鋰核Li，生成兩個α粒子，測得這兩個α粒子的動能之和為E=19.9MeV。

⑴寫出該核反應(yīng)方程；

⑵計算核反應(yīng)過程中釋放出的能量△E；

⑶通過計算說明△E=△mc²的正確性。(計算中質(zhì)子、α粒子和鋰核Li的質(zhì)量分別�。簃_p=1.0073u，m_a=4.0015u，m_Li=7.0160u)

課堂練習(xí)答案：

5、科學(xué)家發(fā)現(xiàn)太空中的γ射線都是從很遠(yuǎn)的星球發(fā)射出來的。當(dāng)γ射線爆發(fā)時，在數(shù)秒鐘內(nèi)所產(chǎn)生的能量，相當(dāng)于太陽在過去一百億年內(nèi)所發(fā)出的能量總和的一千倍左右，大致相當(dāng)于太陽質(zhì)量全部虧損得到的能量，科學(xué)家利用超級計算機(jī)對γ射線的爆發(fā)狀態(tài)進(jìn)行模擬，發(fā)現(xiàn)γ射線能量爆發(fā)是起源于一個垂死的星球“坍塌”的過程，只有星球“坍塌”時，才能釋放這么巨大的能量，已知太陽光照射到地球所需要時間為t，地球公轉(zhuǎn)周期為T，真空中的光速為c，萬有引力常量為G，試推算出一次γ射線爆發(fā)所產(chǎn)生的能量。

4、有一群氫原子處于n=4的能級上，已知?dú)湓�子的基態(tài)能量E₁=－13.6 eV，普朗克常量h=6.63×10^－34J·s，求：

⑴這群氫原子的光譜共有幾條譜線？

⑵這群氫原子發(fā)出的光子的最大頻率是多少？

3、勻強(qiáng)磁場中有一個靜止的氮核N，被與磁場方向垂直、速度為υ的α粒子擊中形成復(fù)合核，然后沿相反方向釋放出一個速度也為υ的質(zhì)子，則以下說法正確的是(　 )

①質(zhì)子與反沖核的動能之比為17：25　　

②質(zhì)子與反沖核的動量大小之比為1：5

③質(zhì)子與反沖核的動量大小之比為8：17

④質(zhì)子與反沖核在磁場中旋轉(zhuǎn)頻率之比為17：8

A、①②　　　 B、③④　　 C、①③　　 D、②④

2、氫原子能級圖的一部分如圖所示，a、b、c分別表示氫原子在不同能級之間的三種躍遷途徑，設(shè)在a、b、c三種躍遷過程中，放出光子的能量和波長分別是E_a、E_b、E_C和λ_a、λ_b、λc，則：

①λ_b=λ_a+λc　　 ②=+　　

③λ_b=λ_a·λc　 �、蹺_b=E_a+E_C

以上關(guān)系正確的是(　 )

A、①③　　　 B、②④　　 C、只有①　　　 D、③④

1、氦原子被電離一個核外電子，形成類氫結(jié)構(gòu)的氦離子，已知基態(tài)的氦離子能量為E₁=－54.4eV，氦離子能級的示意圖如下所示，在具有下列能量的光子中，不能被基態(tài)氦離子吸收而發(fā)生躍遷的是(　 )

A、40.8eV　　 B、43.2eV　　 C、51.0 eV　　　 D、54.4 eV

　[例1]氫原子的核外電子從距核較近的軌道躍遷到距核較遠(yuǎn)的軌道的過程中(　 )

A、原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能增大

B、原子要放出光子，電子的動能減小，原子的電勢能減小

C、原子要吸收光子，電子的動能增大，原子的電勢能減小

D、原子要吸收光子，電子的動能減小，原子的電勢能增大

[解析]根據(jù)玻爾理論，氫原子核外電子在離核越遠(yuǎn)的軌道上運(yùn)動能量越大，必須吸收一定能量的光子后，電子才能從離核較近的軌道躍遷到離核較遠(yuǎn)的軌道，故B錯。

氫原子核外電子繞核做圓周運(yùn)動，由原子核對電子的庫侖力提供其向心力，即

k=m，又E_k=mv²，ke²/2r=mv²，即E_k=。

由此式可知：電子離核越遠(yuǎn)，r越大時，則電子的動能越小，故A、C錯。

由于r變大時，庫侖力對核外電子做負(fù)功，因此電勢能增大，從而判斷D正確。

[例2]Th(釷)經(jīng)過一系列α和β衰變，變成Pb(鉛)，下列說法正確的是：

A、鉛核比釷核少8個質(zhì)子

B、鉛核比釷核少16個中子

C、共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變

D、共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變

[解析]由于β衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的減少，故可先根據(jù)質(zhì)量數(shù)的減少確定α衰變的次數(shù)為：x==6

再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足：2x－y=90－82=8

所以y=2x－8=4

即答案D是正確的。

[例3]氫原子從能級A躍遷到能級B時，輻射出波長為λ₁的光子，從能級A躍遷到能級C時，輻射出波長為λ₂的光子，若λ₁>λ₂，則氫原子從能級B躍遷到能級C時，將吸收還是發(fā)射光子，光子的波長為多少？

[解析]因為E_A－E_B=h，E_A－E_C=h，而λ₁>λ₂，所以E_B>E_C。

于是從B能級躍遷到C能級時，應(yīng)輻射光子。

E_B－E_C=(E_A－E_C)－(E_A－E_B)

=hc(－)=h

所以λ_BC=。

[例4]已知氘核質(zhì)量為2.0136u，中子質(zhì)量為1.0087u，He核的質(zhì)量為3.0150u。

⑴寫出兩個氘核聚變成He的核反應(yīng)方程；

⑵計算上述核反應(yīng)中釋放的核能；

⑶若兩氘核以相等的動能0.35MeV做對心碰撞即可發(fā)生上述核反應(yīng)，且釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，則反應(yīng)中生成的 He核和中子的動能各是多少？

[解析]應(yīng)用質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒不難寫出核反應(yīng)方程為：H+H→He+n

由題給條件可求出質(zhì)量虧損為：

△m=2.0136u×2－(3.0150+1.0087)u=0.0035u

所以釋放的核能為

△E=△mc²=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV。

因為該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為機(jī)械能--即轉(zhuǎn)化為He核和中子的動能。若設(shè)He核和中子的質(zhì)量分別為m₁、m₂，速度分別為υ₁、υ₂，則由動量守恒及能的轉(zhuǎn)化和守恒定律，得m₁υ₁－m₂υ₂=0

Ek₁+ Ek₂=2 Ek₀+△E

解方程組，可得：

Ek₁=(2Ek₀+△E)=×(2×0.35+3.26)MeV=0.99 MeV，

Ek₂=(2Ek₀+△E)=×(2×0.35+3.26)MeV=2.97 MeV。

6、能。6.86eV

原子和原子結(jié)構(gòu)