原子物理练习题

Fourshortwordssumupwhathasliftedmostsuccessfulindividualsabovethecrowd:alittlebitmore.------------------------------------------author------------------------------------------date原子物理练习题原子物理练习题原子物理练习题PAGEPAGE5原子物理练习题PAGE原子物理练习题1．（2014•盐城三模）用光照射处于基态的氢，激发后放出6种不同频率的光子，氢原子的能级如图所示，普朗克常量为h=6.63×10﹣34Js，求照射光的频率（结果保留两位有效数字）2．（2014•江苏二模）是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为和一个未知粒子．①写出该衰变的方程；②已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量．3．一静止原子核发生α衰变，生成一α粒子及一新核，测得α粒子的速度为光在真空中的速度的0.1倍。已知α粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为α粒子的质量的n倍；光在真空中的速度大小为c。求：（1）衰变过程中新核所受冲量的大小；(2)衰变前原子核的质量。4．太阳向空间辐射太阳能的功率大约为3.8×1026W，太阳的质量为2.0×1030Kg。太阳内部不断发生着四个质子聚变为一个氦核的反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳能源。（Mp=1.0073u,Mα=4.0292u,Me=0.00055u,1u=931MeV）。试求：（1）写出这个核反应的核反应方程。（2）这一核反应释放出多少能量？（3）太阳每秒钟减少的质量为多少？5．（10分）一个静止的氡核，放出一个α粒子后衰变为钋核，同时放出能量为E＝0.09MeV的光子γ。已知M氡＝222.08663u、mα＝4.0026u、M钋＝218.0766u，1u相当于931.5MeV的能量。（1）写出上述核反应方程；（2）求出发生上述核反应放出的能量。6．卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子。发现质子的核反应为：。已知氮核质量为mN=14.00753u，氧核的质量为mO=17.00454u，氦核质量mHe=4.00387u，质子(氢核)质量为mp=1.00815u。(已知：1uc2=931MeV，结果保留2位有效数字)求：（1）这一核反应是吸收能量还是放出能量的反应？相应的能量变化为多少？（2）若入射氦核以v0=3×107m/s的速度沿两核中心连线方向轰击静止氮核。反应生成的氧核和质子同方向运动，且速度大小之比为1:50。求氧核的速度大小。7．一个质子和两个中子聚变成一个氚核，已知质子质量为1.0073u，中子质量为1.0087u，氚核质量为3.0180u，（1）写出核反应方程；（2）求该反应中释放的核能。8．（本题6分）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226.试问：（1）镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？（3）呈中性的镭原子，核外有几个电子？9．一静止的铀核（）发生α衰变转变成钍核（Th），已知放出的α粒子的质量为m，速度为v0，假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能。①试写出铀核衰变的核反应方程；②写出铀核发生衰变时的质量亏损。（已知光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应）10．（8分）中子、质子、氘核D的质量分别为mn、mp、mD.现用光子能量为E的r射线照射静止氘核，使之分解.用核符号写出上述核反应方程，若分解后的中子、质子的动能相等，则中子的动能是多少？11．室内装修污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨气和氡。氡存在于建筑水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，但它进入人的呼吸系统能诱发肺癌，是除吸烟外导致肺癌的重大因素。静止的氡核放出一个粒子x后变成钋核，钋核的动能为0.33MeV，若衰变放出的能量全部变成钋核和粒子x的动能。则：①写出上述衰变的核反应方程；②求粒子x的动能。（保留两位有效数字）12．铀238（）经历一次仅衰变变成Th原子核，同时放出一个γ光子（频率为ν），α粒子的质量为m。①写出衰变方程；②衰变后，α粒子的速度为v，而Th原子核的运动方向恰好与α粒子的速度方向相反，不考虑γ光子的动量，那么Th原子核的速度为多大？③如果核反应放出的能量全部转化为动能和γ光子的能量，那么该衰变发生的质量亏损△m为多大？13．利用反应堆工作时释放出的热能使水汽化以推动汽轮发电机发电，这就是核电站．核电站消耗的“燃料”很少，但功率却很大，目前，核能发电技术已经成熟，我国已具备了发展核电的基本条件.已知铀核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，锶(Sr)核的质量为89.9077u，氙(Xe)核的质量为135.9072u．1u＝1.66×10-27kg，浓缩铀中铀235的含量占2%。（1）核反应堆中的“燃料”是U，完成下面的核反应方程式：U＋n→Sr＋Xe＋10n；（2）一个铀核发生裂变所释放出的能量是多少？（3）一座100万千瓦的核电站每年放出的热量是3.2×1016J。则每年需要多少吨浓缩铀？14．是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为QUOTE和一个未知粒子.①写出该衰变的方程；②已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量.15．根据玻尔理论，电子绕氢原子核运动可以看作是仅在库仑引力作用下的匀速圆周运动，已知电子的电荷量为e，质量为m，电子在第1轨道运动的半径为r1，静电力常量为k。（1）电子绕氢原子核做圆周运动时，可等效为环形电流，试计算电子绕氢原子核在第1轨道上做圆周运动的周期及形成的等效电流的大小；（2）氢原子在不同的能量状态，对应着电子在不同的轨道上绕核做匀速圆周运动，电子做圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1，其中n为量子数，即轨道序号，rn为电子处于第n轨道时的轨道半径。电子在第n轨道运动时氢原子的能量En为电子动能与“电子-原子核”这个系统电势能的总和。理论证明，系统的电势能Ep和电子绕氢原子核做圆周运动的半径r存在关系：Ep=-k（以无穷远为电势能零点）。请根据以上条件完成下面的问题。①试证明电子在第n轨道运动时氢原子的能量En和电子在第1轨道运动时氢原子的能量E1满足关系式②假设氢原子甲核外做圆周运动的电子从第2轨道跃迁到第1轨道的过程中所释放的能量，恰好被量子数n=4的氢原子乙吸收并使其电离，即其核外在第4轨道做圆周运动的电子脱离氢原子核的作用范围。不考虑电离前后原子核的动能改变，试求氢原子乙电离后电子的动能。16．（９分）科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部４个氢核转化成一个氦核和两个正电子并放出能量．已知质子的质量ｍｐ＝１．００７３ｕ，α粒子的质量ｍα＝４．００１５ｕ，电子的质量ｍｅ＝０．０００５ｕ．１ｕ的质量相当于９３１．５ＭｅＶ的能量．①写出该热核反应方程；②一个氢核反应平均释放出多少ＭｅＶ的能量？（结果保留４位有效数字）17．静止在匀强磁场中的放射性原子核X发生衰变，衰变后带电粒子运动速度和磁感线垂直，两轨迹圆半径之比，带电粒子在轨迹圆上运动的周期之比。设衰变过程释放的核能全部转化成射线粒子和反冲核的动能，已知该衰变过程前后原子核的质量亏损为m。(1)该衰变为衰变。(填“”或“”)(2)写出核反应方程(反冲核的元素符号可用Y表示)：。(3)计算射线粒子和反冲核的动能。18．“人造太阳”并不是像太阳一样悬挂在天空，而是建造在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变电站，它能像太阳一样通过核聚变反应放出能量，进而发电，在合肥科学岛，我国最新一代核聚变实验装置“EAST”首次成功获得电流超过200kA．时间近3s的高温等离子放电，人造太阳能来自下面的反应：4个质子(氢核)聚变成1个a粒子，同时发射2个正电子和2个没有静止质量的中微子，“人造太阳”的总功率为P，质子、氢核、正电的质分别为，真空中的光速为c．(1)写出核反应方程；(2)求核反应所释放的能量△E(3)求在时间内参与上述热核反应的质子数目。19．(1)氢原子第能级的能量为，其中是基态能量，而=1，2，…。若一氢原子发射能量为的光子后处于比基态能量高出的激发态，则氢原子发射光子前后分别处于第几能级?(2)一速度为的高速粒子()与同方向运动的氖核()发生弹性正碰，碰后粒子恰好静止。求碰撞前后氖核的速度(不计相对论修正)。20．(1)研究发现两个氘核(H)可聚变成He，已知氘核的质量为2.0136u，中子的质量为1.0087u，He核质量为3.0150u．若质量亏损1u对应的核能为931.5MeV，则两个氘核聚变成He核的核反应方程为________________；上述反应中释放的核能为________．(2)如图所示，光滑水平面上三个物块A、B、C，A、B间有压缩且被锁定的轻弹簧，三物块均处于静止状态．现解除对弹簧的锁定，B离开弹簧后，以速度v0与C相碰，最终B与A运动的速度相同，已知mA＝6kg，mB＝1kg，mC＝14kg，求B与C相碰后C的速度大小．21．(1)我国科学家经过艰苦努力，率先建成了世界上第一个全超导托克马克试验装置并调试成功．这种装置被称为“人造太阳”，它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续地输出能量，就像太阳一样为人类提供无限清洁能源．在该装置内发生的核反应方程是H＋H―→He＋X，其中粒子X的符号是________．已知H的质量是m1，H的质量是m2，He的质量是m3，X的质量是m4，光速是c，则发生一次上述聚变反应所释放的核能表达式为___________________________________________．(2)光滑水平面上静止放置一长方形木板B，B的质量为M＝2kg，B的右端离竖直墙6m．现有一小物体A，其质量m＝1kg，以v0＝6m/s的速度从B的左端水平滑上B，如图所示．A和B之间的动摩擦因数μ＝0.4，B与墙碰撞时间极短，且碰撞时无能量损失．要使A最终不脱离B，B的最短长度是多少？22．(1)2011年中国宣布突破快中子增殖反应堆技术，使核反应原料利用率提升到百分之六十以上．第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在快中子增殖反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238(U)吸收快中子后变成铀239(U)，铀239很不稳定，经过________次β衰变后变成钚239(Pu)，从而实现核燃料的增殖．铀238转变为钚239的全过程的核反应方程式为____________________________________________.(2)如图所示，长为L＝2m的木板A质量为M＝2kg，A静止于足够长的光滑水平面上，小物块B(可视为质点)静止于A的左端，B的质量为m1＝1kg，曲面与水平面相切于M点．现让另一小物块C(可视为质点)从光滑曲面上离水平面高h＝3.6m处由静止滑下，C与A相碰后与A粘在一起，C的质量为m2＝1kg，A与C相碰后，经一段时间B可刚好离开A，g＝10m/s2.求A、B之间的动摩擦因数μ.23．某个光子是氢原子核外电子从n=4跃迁到n=1时所发出的，已知普朗克常量h=6.63×10-34J·s，求：①该光子的能量为多少eV？频率为多少Hz?②该光子的动量大小为多少？E/eV0-0.54-0.85-13.612345∞n-3.40-1.5124．钚的放射性同位素静止时衰变为铀核激发态和粒子，而铀核激发态立即衰变为铀核，并放出能量为0.097MeV的光子。衰变放出的光子的动量可忽略.已知：、和粒子的质量分别为=239.0521u、=235.0439u和=4.0026u，1u相当于931.5MeV①写出的衰变方程②求铀核和粒子刚产生时动能大小之比③求粒子的动能(计算结果保留三位有效数字)25．(9分)某些建筑可产生放射性气体——氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并放出大量的射线，从而危害人体健康。原来静止的氡核(Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po)，并放出一个能量为E0＝0.09MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα＝5.55MeV；忽略放出光子的动量，但考虑其能量；1u＝931.5MeV/c2。①写出衰变的核反应方程；②衰变过程中总的质量亏损为多少？(保留三位有效数字)。26．在某些恒星内，3个α粒子可以结合成一个核，已知核的质量为1.99502×10-26kg,α粒子的质量为6.64672×10-27kg，真空中的光速c=3×108m/s，计算这个反应中所释放的核能（结果保留一位有效数字）。27．一个静止的铀核（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（原子质量为228.0287u）。（已知：原子质量单位1u=1.67×10—27kg，1u相当于931MeV）。（1）写出核衰变反应方程并算出该核衰变反应中释放出的核能；（2）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？28．静止的氮核被速度为v0的中子击中生成碳核和另一种原子核甲，已知与甲核的速度方向和碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核与甲核的动量之比为l：1．①写出核反应方程式．②求与甲核的速度各是多大?29．一静止的铀核U(原子质量为232.0372u)放出一个带电粒子(原子质量为4.0026u)后衰变成钍核Th(原子质量为228.0287u)。①该过程的衰变方程为；②求该衰变过程中放出的核能(1u相当于931MeV，结果保留2位有效数字)。30．（12分）静止在匀强磁场中的原子核，俘获一个速度为7.7×104m/s的中子而发生核反应放出α粒子后变成一个新原子核，已知中子速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子速度为：2×104m/s，方向与中子速度方向相同，求：（1）生成的新核是什么？写出核反应方程式。（2）生成的新核的速度大小和方向。（3）若α粒子与新核间相互作用不计，则二者在磁场中运动轨道半径之比及周期之比各为多少？