《原子和原子核》PPT課件

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1、 原子是質(zhì)量均勻分布的球體 一 、 原 子 模 型 粒 子 的 散 射 實(shí) 驗(yàn) 1.實(shí) 驗(yàn) 裝 置 2.實(shí) 驗(yàn) 原 理 ： 用 粒 子 轟 擊 金 箔 ， 通 過(guò) 觀 察 金 原 子 對(duì) 粒 子 產(chǎn) 生 的 作 用 效 果 來(lái) 推 測(cè) 原 子 內(nèi) 部 的 結(jié) 構(gòu) 。 3.實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 . a.絕 大 多 數(shù) 粒 子 基 本 上 未 發(fā) 生 偏 轉(zhuǎn) 說(shuō) 明 原 子內(nèi) 部 很 空 虛 b.少 數(shù) 粒 子 發(fā) 生 較 大 偏 轉(zhuǎn) 說(shuō) 明 這 些 粒 子 遇 到了 較 大 的 靜 電 力 和 質(zhì) 量 較 集 中 的 區(qū) 域 。 c.極 少 數(shù) 粒 子 甚 至 被 反 彈 說(shuō) 明 原 子 內(nèi) 部 的

2、正電 荷 集 中 在 一 個(gè) 很 小 的 區(qū) 域 。 4.盧 瑟 福 的 核 式 結(jié) 構(gòu) 模 型 （ 行 星 式 模 型 ）粒 子 散 射 實(shí) 驗(yàn) 是 用 粒 子 轟 擊 金 箔 ， 結(jié) 果 是 絕 大 多 數(shù) 粒 子 穿 過(guò) 金 箔 后 基 本 上 仍 沿 原 來(lái) 的 方 向 前 進(jìn) ， 但 是 有少 數(shù) 粒 子 發(fā) 生 了 較 大 的 偏 轉(zhuǎn) 。 這 說(shuō) 明 原 子 的 正 電 荷 和質(zhì) 量 一 定 集 中 在 一 個(gè) 很 小 的 核 上 。盧 瑟 福 由 粒 子 散 射 實(shí) 驗(yàn) 提 出 ： 在 原 子 的 中 心 有 一 個(gè) 很小 的 核 ， 叫 原 子 核 ， 原 子 的 全 部 正

3、電 荷 和 幾 乎 全 部 質(zhì) 量都 集 中 在 原 子 核 里 ， 帶 負(fù) 電 的 電 子 在 核 外 空 間 運(yùn) 動(dòng) 。由 粒 子 散 射 實(shí) 驗(yàn) 的 實(shí) 驗(yàn) 數(shù) 據(jù) 還 可 以 估 算 出 原 子 核 大 小的 數(shù) 量 級(jí) 是 10-15m。原 子 核 的 大 小 ： 原 子 半 徑 數(shù) 量 級(jí) 為 10 -10 m, 原 子 核 大 小 數(shù) 量 級(jí) 為 10-14 m 二 、 天 然 放 射 現(xiàn) 象 1、 天 然 放 射 現(xiàn) 象 ： 某 些 元 素 能 自 發(fā) 地 放 出 射 線 的 現(xiàn) 象叫 做 天 然 放 射 現(xiàn) 象 。 這 些 元 素 稱 為 放 射 性 元 素 。天 然 放 射

4、 現(xiàn) 象 的 發(fā) 現(xiàn) ,使 人 們 認(rèn) 識(shí) 到 原 子 核 也 有 復(fù) 雜 結(jié) 構(gòu)2、 種 類 和 性 質(zhì) 射 線 高 速 的 粒 子 流 ， 粒 子 是 氦 原 子 核 ， 速 度 約 為 光 速 1/10， 貫 穿 能 力 最 弱 ， 電 離 能 力 最 強(qiáng) 。 射 線 高 速 的 電 子 流 ， 粒 子 是 速 度 接 近 光 速 的 負(fù) 電 子 ， 貫 穿 能 力 稍 強(qiáng) ， 電 離 能 力 稍 弱 。 射 線 能 量 很 高 的 電 磁 波 ， 粒 子 是 波 長(zhǎng) 極 短 的 光 子 , 貫 穿 能 力 最 強(qiáng) ,電 離 能 力 最 弱 。 3.三 種 射 線 的 來(lái) 源 ： 粒 子

5、 是 核 內(nèi) 兩 個(gè) 質(zhì) 子 和 兩 個(gè) 中 子 抱 成 團(tuán) 一 起 射 出 。 粒 子 是 原 子 核 內(nèi) 的 中 子 轉(zhuǎn) 化 成 質(zhì) 子 時(shí) 放 出 的 。 射 線 經(jīng) 常 是 伴 隨 射 線 和 射 線 產(chǎn) 生 的 。 4. 三 種 射 線 在 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 、 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 、 正 交 電 場(chǎng) 和 磁 場(chǎng)中 的 偏 轉(zhuǎn) 情 況 比 較 ： O 如 、 圖 所 示 ， 在 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 和 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 中 都 是 比 的 偏 轉(zhuǎn) 大 ， 不 偏 轉(zhuǎn) ； 區(qū) 別 是 ： 在 磁 場(chǎng) 中 偏 轉(zhuǎn) 軌 跡 是 圓 弧 ， 在 電 場(chǎng) 中 偏 轉(zhuǎn) 軌 跡 是 拋 物 線 。 圖 中 肯

6、 定 打 在 O點(diǎn) ； 如 果 也 打 在 O點(diǎn) ， 則 必 打 在 O點(diǎn) 下 方 ； 如 果 也 打 在 O點(diǎn) ， 則 必 打 在 O點(diǎn) 下 方 。 5. 三 種 射 線 的 性 質(zhì) 和 實(shí) 質(zhì)帶電量 質(zhì)量數(shù) 符 號(hào) 電 離性 穿 透 性 實(shí) 質(zhì) 來(lái) 源射線 +2e 4 很 強(qiáng) 很 小 （ 一張 普 通 紙 ） 高 速 的氦 核 流(v 0.1c) 兩 個(gè) 中 子 和 兩個(gè) 質(zhì) 子 結(jié) 合 成團(tuán) 從 原 子 核 中放 出射線 -e 0 弱 很 強(qiáng) （ 幾毫 米 鋁 板 ） 高 速 的電 子 流(vc) 原 子 核 中 的 中子 轉(zhuǎn) 換 成 質(zhì) 子時(shí) 從 原 子 核 中 放 出射線 0 0 很

7、 小 更 強(qiáng) （ 幾厘 米 鉛 板 ） 波 長(zhǎng) 極短 的 電磁 波 原 子 核 受 激發(fā) 產(chǎn) 生 的e01He42 三 、 天 然 衰 變 中 核 的 變 化 規(guī) 律1、 衰 變 規(guī) 律在 核 的 天 然 衰 變 中 ， 核 變 化 的 最 基 本 的 規(guī) 律 是 質(zhì) 量 數(shù)守 恒 和 電 荷 數(shù) 守 恒 。（ 1） 衰 變 ： 隨 著 衰 變 ， 新 核 在 元 素 周 期 表 中 位 置向 前 移 2位 ， 即 質(zhì) 量 數(shù) -4,電 荷 數(shù) -2H eYX MZMZ 4242 （ 2） 衰 變 ： 隨 著 衰 變 ， 新 核 在 元 素 周 期 表 中 位 置向 后 移 1位 ， 即 質(zhì)

8、量 數(shù) 不 變 ,電 荷 數(shù) +1eYX MZMZ 011 （ 3） 衰 變 ： 隨 著 衰 變 ， 變 化 的 不 是 核 的 種 類 ,而 是核 的 能 量 狀 態(tài) 。 但 一 般 情 況 下 ， 衰 變 總 是 伴 隨 衰 變 或 衰 變 進(jìn) 行 的 。 2、 關(guān) 于 半 衰 期 的 幾 個(gè) 問(wèn) 題（ 1） 定 義 ： 放 射 性 元 素 的 原 子 核 有 半 數(shù) 發(fā) 生 衰 變 所 需 要 的 時(shí) 間 。 TtNN 210（ 2） 意 義 ： 反 映 了 核 衰 變 過(guò) 程 的 統(tǒng) 計(jì) 快 慢 程 度 。 半 衰 期短 的 元 素 衰 變 得 快 ， 放 射 性 較 強(qiáng)（ 3） 特

9、征 ： 半 衰 期 只 與 元 素 本 身 有 關(guān) ,與 所 處 的 物 理 、化 學(xué) 狀 態(tài) 及 周 圍 環(huán) 境 、 溫 度 等 都 無(wú) 關(guān) 。（ 4） 兩 種 錯(cuò) 誤 認(rèn) 識(shí) ：a. N0（ 大 量 ） 個(gè) 放 射 性 元 素 的 核 ， 經(jīng) 過(guò) 一 個(gè) 半 衰 期 T，衰 變 了 一 半 ， 再 經(jīng) 過(guò) 一 個(gè) 半 衰 期 T， 全 部 衰 變 完 。b. 若 有 4個(gè) 放 射 性 元 素 的 核 ,經(jīng) 一 個(gè) 半 衰 期 , 將 衰 變 2個(gè) 。事 實(shí) 上 ， N 0（ 大 量 ） 個(gè) 某 種 放 射 性 元 素 的 核 ， 經(jīng) 過(guò) 時(shí)間 t后 剩 下 的 這 種 核 的 個(gè) 數(shù) 為

10、TtNN 210而 對(duì) 于 少 量 的 核 （ 如 4個(gè) ） ， 是 無(wú) 法 確 定 其 衰 變 所 需 要的 時(shí) 間 的 。 這 實(shí) 質(zhì) 上 就 是 “ 半 衰 期 反 映 了 核 衰 變 過(guò) 程 的統(tǒng) 計(jì) 快 慢 程 度 ” 的 含 義 。 四 、 原 子 核 的 人 工 轉(zhuǎn) 變 和 原 子 核 的 組 成用 高 速 運(yùn) 動(dòng) 的 粒 子 去 轟 擊 原 子 核 ， 是 揭 開(kāi) 原 子 核 內(nèi) 部奧 秘 的 要 本 方 法 。 轟 擊 結(jié) 果 產(chǎn) 生 了 另 一 種 新 核 ， 其 核反 應(yīng) 方 程 的 一 般 形 式 為 ,yYxX AZAZ X AZYAZ其 中 是 靶 核 的 符 號(hào)

11、，x為 入 射 粒 子 的 符 號(hào) ， 是 新 生 核 的 符 號(hào) ，y是 放 射 出 的 粒 子 的 符 號(hào) 。 1. 發(fā) 現(xiàn) 質(zhì) 子 :1919年 盧 瑟 福 首 先 做 了 用 a粒 子 轟 擊 氮 原 子 核 的 實(shí) 驗(yàn) 。核 反 應(yīng) 方 程 式 HOH eN 11178142147 這 是 人 類 第 一 次 發(fā) 現(xiàn) 質(zhì) 子 的 核 反 應(yīng) 方 程 。2.發(fā) 現(xiàn) 中 子 ：1930年 查 德 威 克 發(fā) 現(xiàn) 中 子 ，核 反 應(yīng) 方 程 式 nCH eBe 101264294 值 得 指 出 的 是 ， 查 德 威 克 在 對(duì) 不 可 見(jiàn) 粒 子 的 判 斷 中 ，運(yùn) 用 了 能 量

12、 和 動(dòng) 量 守 恒 定 律 ,科 學(xué) 地 分 析 了 實(shí) 驗(yàn) 結(jié) 果 ,排 除 了 射 線 的 可 能 性 ,確 定 了 是 一 種 粒 子 中 子 . 3、 原 子 核 的 組 成 ：質(zhì) 子 + 中 子 （ 質(zhì) 子 和 中 子 統(tǒng) 稱 為 核 子 ）質(zhì) 子 的 質(zhì) 量 mp=1.672 623 1 10-27 kg=1.007227u中 子 的 質(zhì) 量 mn=1.674 928 6 10-27 kg=1.008665u 四 、 核 反 應(yīng) 所 有 核 反 應(yīng) 的 反 應(yīng) 前 后 都 遵 守 ： 質(zhì) 量 數(shù) 守 恒 、 電 荷 數(shù) 守 恒 。 （ 注 意 ： 質(zhì) 量 并 不 守 恒 。 ）1

13、.核 反 應(yīng) 類 型 衰 變 ：衰 變 ： eHThU 422349023892 （ 核 內(nèi) ） H enH 421011 22 衰 變 ： ePaTh 012349123490 eHn 011110 （ 核 內(nèi) ）+衰 變 ： eSiP 0130143015 enH 011011 （ 核 內(nèi) ）衰 變 ： 原 子 核 處 于 較 高 能 級(jí) ,輻 射 光 子 后 躍 遷 到 低 能 級(jí) . 人 工 轉(zhuǎn) 變 ： HOH eN 1117842147 （ 發(fā) 現(xiàn) 質(zhì) 子 的 核 反 應(yīng) ）nCH eBe 101264294 （ 發(fā) 現(xiàn) 中 子 的 核 反 應(yīng) ）nPH eAl 1030154227

14、13 eSiP 0 130143015 （ 人 工 制 造 放 射 性 同 位 素 ） 重 核 的 裂 變 ： MeV6200.n3KrBanU 109236141561023592 在 一 定 條 件 下 （ 超 過(guò) 臨 界 體 積 ） ， 裂 變 反 應(yīng) 會(huì) 連 續(xù)不 斷 地 進(jìn) 行 下 去 ， 這 就 是 鏈 式 反 應(yīng) 。 輕 核 的 聚 變 ： MeV617.nH eHH 1 0423121 （ 需 要 幾 百 萬(wàn) 度 高 溫 ， 所 以 又 叫 熱 核 反 應(yīng) ） 2.放 射 性 同 位 素 的 應(yīng) 用 利 用 其 射 線 ： 射 線 電 離 性 強(qiáng) ， 用 于 使 空 氣 電 離

15、 ，將 靜 電 泄 出 ， 從 而 消 除 有 害 靜 電 。 射 線 貫 穿 性 強(qiáng) ，可 用 于 金 屬 探 傷 ， 也 可 用 于 治 療 惡 性 腫 瘤 。 各 種 射 線均 可 使 DNA發(fā) 生 突 變 ， 可 用 于 生 物 工 程 ， 基 因 工 程。 作 為 示 蹤 原 子 。 用 于 研 究 農(nóng) 作 物 化 肥 需 求 情 況 ， 診斷 甲 狀 腺 疾 病 的 類 型 ， 研 究 生 物 大 分 子 結(jié) 構(gòu) 及 其 功 能 進(jìn) 行 考 古 研 究 。 利 用 放 射 性 同 位 素 碳 14， 判 定 出 土 木質(zhì) 文 物 的 產(chǎn) 生 年 代 。一 般 都 使 用 人 工 制

16、 造 的 放 射 性 同 位 素 （ 種 類 齊 全 ， 各 種元 素 都 有 人 工 制 造 的 放 射 性 同 位 。 半 衰 期 短 ， 廢 料 容 易處 理 。 可 制 成 各 種 形 狀 ， 強(qiáng) 度 容 易 控 制 ） 五 、 核 能1.核 能 : 核 反 應(yīng) 中 放 出 的 能 叫 核 能 。2.質(zhì) 量 虧 損核 子 結(jié) 合 生 成 原 子 核 ， 所 生 成 的 原 子 核 的 質(zhì) 量 比 生 成它 的 核 子 的 總 質(zhì) 量 要 小 些 ， 這 種 現(xiàn) 象 叫 做 質(zhì) 量 虧 損 。3.質(zhì) 能 方 程（ 1） 愛(ài) 因 斯 坦 的 相 對(duì) 論 指 出 ： 物 體 的 能 量 和

17、質(zhì) 量 之間 存 在 著 密 切 的 聯(lián) 系 ， 它 們 的 關(guān) 系 是 ：E = mc2， 這 就 是 愛(ài) 因 斯 坦 的 質(zhì) 能 方 程 。（ 2） 質(zhì) 能 方 程 的 另 一 個(gè) 表 達(dá) 形 式 是 ： E=mc2。以 上 兩 式 中 的 各 個(gè) 物 理 量 都 必 須 采 用 國(guó) 際 單 位 。在 非 國(guó) 際 單 位 里 ， 可 以 用 1u=931.5MeV。 它 表 示 1原子 質(zhì) 量 單 位 的 質(zhì) 量 跟 931.5MeV的 能 量 相 對(duì) 應(yīng) 。 對(duì) 質(zhì) 能 方 程 的 理 解（ 3）一 定 的 質(zhì) 量 m總 是 跟 一 定 的 能 量 mc2對(duì) 應(yīng) 。 核 子 在結(jié) 合 成

18、 原 子 核 時(shí) 的 總 質(zhì) 量 減 少 了 ,相 應(yīng) 的 總 能 量 也要 減 少 ,根 據(jù) 能 量 守 恒 定 律 ， 減 少 的 這 部 分 能 量 不會(huì) 憑 空 消 失 ， 它 要 在 核 子 結(jié) 合 過(guò) 程 中 釋 放 出 去 。反 過(guò) 來(lái) ,把 原 子 核 分 裂 成 核 子 ,總 質(zhì) 量 要 增 加 ， 總 能量 也 要 增 加 ,增 加 的 這 部 分 能 量 也 不 會(huì) 憑 空 產(chǎn) 生 ,要由 外 部 來(lái) 供 給 。 能 量 總 是 守 恒 的 ,在 原 子 核 反 應(yīng) 伴隨 有 巨 大 的 放 能 和 吸 能 現(xiàn) 象 。物 體 的 質(zhì) 量 減 少 了 ， 它 的 能 量 也

19、 減 少 ； 物 體 的 質(zhì) 量增 加 了 ， 它 的 能 量 也 增 加 ； 不 能 錯(cuò) 誤 地 認(rèn) 為 質(zhì) 量 和能 量 發(fā) 生 了 相 互 轉(zhuǎn) 化 。 4.釋 放 核 能 的 途 徑凡 是 釋 放 核 能 的 核 反 應(yīng) 都 有 質(zhì) 量 虧 損 。核 子 組 成 不 同 的 原 子 核 時(shí) ， 平 均 每 個(gè) 核 子 的 質(zhì) 量 虧 損是 不 同 的 ， 所 以 各 種 原 子 核 中 核 子 的 平 均 質(zhì) 量 不 同 。核 子 平 均 質(zhì) 量 小 的 ， 每 個(gè) 核 子 平 均 放 的 能 多 。鐵 原 子 核 中 核 子 的 平 均 質(zhì) 量 最 小 ,所 以 鐵 原 子 核 最 穩(wěn)

20、 定 .凡 是 由 平 均 質(zhì) 量 大 的 核 ， 生 成 平 均 質(zhì) 量 小 的 核 的 核反 應(yīng) 都 是 釋 放 核 能 的 。 5.核 反 應(yīng) 堆目 前 的 所 有 正 式 運(yùn) 行 的 核 電 站 都 是 應(yīng) 用 裂 變 發(fā) 電 的 。核 反 應(yīng) 堆 的 主 要 組 成 是 ： 反 應(yīng) 堆 示 意 圖 核 燃 料 。 用 濃 縮 鈾 (能 吸 收 慢 中 子 的 鈾 235占 3%4%) 減 速 劑 。 用 石 墨 或 重 水 （ 使 裂 變 中 產(chǎn) 生 的 中 子 減 速 ,以 便 被 鈾 235吸 收 ） 。 控 制 棒 。 用 鎘 做 成 （ 鎘 吸 收 中 子 的 能 力 很 強(qiáng)

21、 ） 。 冷 卻 劑 。 用 水 或 液 態(tài) 鈉 （ 把 反 應(yīng) 堆 內(nèi) 的 熱 量 傳 輸 出去 用 于 發(fā) 電 ， 同 時(shí) 使 反 應(yīng) 堆 冷 卻 ， 保 證 安 全 ） 。 水 泥 防 護(hù) 層 。 用 來(lái) 屏 蔽 裂 變 產(chǎn) 物 放 出 的 各 種 射 線 。 例 題 一 近 幾 年 ， 我 國(guó) 北 京 、 上 海 、 山 東 、 廣 州 等 地 引 進(jìn)了 十 多 臺(tái) 刀 ， 治 療 患 者 5000余 例 ， 效 果 極 好 ， 成為 治 療 腦 腫 瘤 的 最 佳 儀 器 。 令 人 感 嘆 的 是 ， 用 刀治 療 時(shí) 不 用 麻 醉 ， 病 人 清 醒 ， 時(shí) 間 短 ， 半 小

22、 時(shí) 可完 成 手 術(shù) ， 無(wú) 需 住 院 ， 因 而 刀 被 譽(yù) 為 “ 神 刀 ” 。據(jù) 報(bào) 道 ， 我 國(guó) 自 己 研 制 的 旋 式 刀 性 能 更 好 ， 即 將進(jìn) 入 各 大 醫(yī) 院 為 患 者 服 務(wù) 。 問(wèn) ： 刀 治 療 腦 腫 瘤 主要 是 利 用 （ ） A 射 線 具 有 很 強(qiáng) 的 貫 穿 本 領(lǐng) B 射 線 具 有 很 強(qiáng) 的 電 離 作 用 C 射 線 具 有 很 高 的 能 量 D 射 線 很 容 易 繞 過(guò) 障 礙 物 射 線 在 電 磁 波 譜 中 的 頻 頻 率 最 高 光 子 能 量 最 大 。 穿 透 能 力 最 強(qiáng)AC 例 題 二 如 圖 所 示 ，

23、 兩 個(gè) 相 切 的 圓 表 示 一 個(gè) 靜 止 的 原 子 核發(fā) 生 某 種 核 變 化 后 ， 產(chǎn) 生 的 兩 種 運(yùn) 動(dòng) 粒 子 在 勻 強(qiáng)磁 場(chǎng) 中 的 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 ， 可 能 是 （ ） A 原 子 核 發(fā) 生 了 衰 變 B 原 子 核 發(fā) 生 了 衰 變 C 原 子 核 放 出 了 一 個(gè) 正 電 子 D 原 子 核 放 出 了 一 個(gè) 中 子 衰 變 過(guò) 程 動(dòng) 量 守 恒 m 1V1m2V2由 圖 可 知 ， 兩 粒 子 均 帶 正 電 。AC 例 題 四 處 于 靜 止 狀 態(tài) 的 原 子 核 X， 經(jīng) 歷 了 一 次 衰 變后 變 成 質(zhì) 量 為 M的 Y原 子 核

24、， 放 出 的 粒 子 垂直 射 入 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B的 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 。 測(cè) 得 其 做圓 周 運(yùn) 動(dòng) 的 半 徑 為 r， 已 知 粒 子 的 質(zhì) 量 為 m，電 量 為 q， 求 此 衰 變 過(guò) 程 虧 損 的 質(zhì) 量 。 例 題 分 析 與 解 答 mV2=MV1 r=mV2/qB mC2 = ,MmmV MVmV 121 2121 22 2122 2 222 MCmVmMm 例 題 五 氫 原 子 核 外 電 子 在 第 一 軌 道 上 運(yùn) 動(dòng) 時(shí) ， 能 量E1= 13.6eV， 軌 道 半 徑 r1=0.53 10 10m。這 時(shí) 電 子 運(yùn) 動(dòng) 的 動(dòng) 能 是 多

25、少 eV？ 電 勢(shì) 能 是 多少 eV？ 12121 2 rVmrKe eV.613105302 1061109221 1019912211 . e.rKemVEK EK 1+EP1=E1=-13.6eV， EP1=-27.2eV. 1、 下 列 說(shuō) 法 正 確 的 是 （ ） A 22688Ra衰 變 為 22286Rn要 經(jīng) 過(guò) 1次 衰 變 和 1次衰 變B 23892U衰 變 為 23491Pa要 經(jīng) 過(guò) 1次 哀 變 和 1次 衰 變C 23290Th衰 變 為 20882Pb要 經(jīng) 過(guò) 6次 衰 變 和 4次衰 變D 23892U衰 變 為 22286Rn要 經(jīng) 過(guò) 4次 衰 變

26、和 4次 衰 變 應(yīng) 該 先 根 據(jù) 質(zhì) 量 數(shù) 算 哀 變 的 次 數(shù) 。 知 道 為 什 么 嗎 ？再 根 據(jù) 電 荷 數(shù) 計(jì) 算 衰 變 的 次 數(shù) B C 3、 若 元 素 A的 半 衰 期 為 4天 ,元 素 B的 半 衰 期 為 5天 ,則 相同 質(zhì) 量 的 A和 B,經(jīng) 過(guò) 20天 后 ,剩 下 的 質(zhì) 量 之 比 mA:mB（ ）A 30:31 B 31:30 C 1:2 D 2:15420 2121 mmmA 4520 2121 mmmB C 4、 關(guān) 于 、 、 三 種 射 線 ， 下 列 說(shuō) 法 中 正 確 的 是 （ ）A 射 線 是 原 子 核 自 發(fā) 放 射 出 的

27、 氦 核 ， 它 的 穿 透 能 力 最 強(qiáng) 。B 射 線 是 原 子 核 外 電 子 電 離 形 成 的 電 子 流 ， 它 具 有 中 等 的穿 透 能 力 。C 射 線 一 般 伴 隨 著 或 射 線 產(chǎn) 生 ， 它 的 穿 透 能 力 最 強(qiáng) 。D 射 線 是 電 磁 波 ， 它 的 穿 透 能 力 最 弱 。 三 種 射 線 中 ， 射 線 的 穿 透 能 力 最 強(qiáng) 。三 種 射 線 中 ， 射 線 的 電 離 能 力 最 強(qiáng) 。 C 5、 圖 中 P為 放 在 勻 強(qiáng) 電 場(chǎng) 中 的 天 然 放 射 源 ， 其 放出 的 射 線 在 電 場(chǎng) 的 作 用 下 分 成 a、 b、 c

28、三 束 ，以 下 判 斷 正 確 的 是 （ ）A 為 射 線 、 b為 射 線B 為 射 線 、 b為 射 線C 為 射 線 、 C為 射 線D 為 射 線 、 C為 射 線 B C 6、 目 前 普 遍 認(rèn) 為 ， 質(zhì) 子 和 中 子 都 是 由 被 稱 為 u夸 克 和 d夸 克 的 兩 類 夸 克 組 成 。u夸 克 帶 電 量 為 2e/3， d夸 克 帶 電 量 -e/3， e為 基 元 電 荷 。 下 列 論 斷 可 能 正 確的 是 （ ）A 質(zhì) 子 由 1個(gè) u夸 克 和 1個(gè) d夸 克 組 成 ， 中 子 由 1個(gè) u夸 克 和 2個(gè) d夸 克 組 成B 質(zhì) 子 由 2個(gè)

29、u夸 克 和 1個(gè) d夸 克 組 成 ， 中 子 由 1個(gè) u夸 克 和 2個(gè) d夸 克 組 成C 質(zhì) 子 由 1個(gè) u夸 克 和 2個(gè) d夸 克 組 成 ， 中 子 由 2個(gè) u夸 克 和 1個(gè) d夸 克 組 成D 質(zhì) 子 由 2個(gè) u夸 克 和 1個(gè) d夸 克 組 成 ， 中 子 由 1個(gè) u夸 克 和 1個(gè) d夸 克 組 成 B質(zhì) 子 帶 電 量 為 e， 中 子 不 帶 電 。 7、 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(guò) 程 中 （ ）A 原 子 要 吸 收 光 子 ， 電 子 的 動(dòng) 能 增 大 ， 原 子 的

30、電 勢(shì) 能 增 大B 原 子 要 放 出 光 子 ， 電 子 的 動(dòng) 能 減 小 ， 原 子 的 電 勢(shì) 能 減 小C 原 子 要 吸 收 光 子 ， 電 子 的 動(dòng) 能 增 大 ， 原 子 的 電 勢(shì) 能 減 小D 原 子 要 吸 收 光 子 ， 電 子 的 動(dòng) 能 減 小 ， 原 子 的 電 勢(shì) 能 增 大 rVmreK 222 reKmVEk 221 22 r增 大 則 動(dòng) 能 減 小克 服 電 場(chǎng) 力 做 功 則 電 勢(shì) 能 增 加D 8、 一 個(gè) 電 子 和 一 個(gè) 正 電 子 對(duì) 撞 發(fā) 生 湮 滅 而 轉(zhuǎn) 化為 一 對(duì) 光 子 。 設(shè) 正 、 負(fù) 電 子 對(duì) 撞 前 的 質(zhì) 量

31、均 為m,動(dòng) 能 均 為 Ek， 光 速 為 c， 普 朗 克 恒 量 為 h， 則對(duì) 撞 過(guò) 程 中 的 質(zhì) 量 虧 損 為 ， 轉(zhuǎn) 化 成 的 光子 在 真 空 中 的 波 長(zhǎng) 。 2mChmCE k 222 2 2mCE hC k 為 什 么 一 定 是 生 成 兩 個(gè) 光 子 ？ 9、 云 室 處 在 磁 感 應(yīng) 強(qiáng) 度 為 B的 勻 強(qiáng) 磁 場(chǎng) 中 ， 一 靜止 質(zhì) 量 為 M的 原 子 核 在 云 室 中 發(fā) 生 一 次 衰 變 ， 粒 子 的 質(zhì) 量 為 m， 電 量 為 q， 其 運(yùn) 動(dòng) 軌 跡 在 磁場(chǎng) 垂 直 的 平 面 內(nèi) 。 現(xiàn) 測(cè) 得 粒 子 運(yùn) 動(dòng) 的 軌 道 半

32、徑為 R， 試 求 在 衰 變 過(guò) 程 中 的 質(zhì) 量 虧 損 （ 注 ： 涉 及物 理 過(guò) 程 時(shí) ， 虧 損 的 質(zhì) 量 可 忽 略 不 計(jì) ）qBmVR 1 VmMmV 1 2212 2121 VmMmVmCE 22222 CmMm qBMRm 10、 氘 核 在 能 量 足 夠 大 的 光 子 的 照 射 下 ， 會(huì) 分 裂 為 中子 和 質(zhì) 子 。 已 知 氘 核 的 質(zhì) 量 m1=3.3435 10-27kg， 質(zhì)子 的 質(zhì) 量 為 m2=1.6721 10-27kg， 中 子 的 質(zhì) 量 為m3=1.6744 10-27kg。 今 用 波 長(zhǎng) =4.8 10-13m的 光 子照

33、射 靜 止 的 氘 核 ，（ 1） 寫 出 核 反 應(yīng) 方 程 ；（ 2） 反 應(yīng) 后 生 成 物 的 總 動(dòng) 能 是 多 少 ？ nHH 101121 (1) （ 2） 分 裂 一 個(gè) 氘 核 需 要 能 量 E1= (m3+m2-m1)C2=2.7 10-13J入 射 光 子 的 能 量 E=hC/ =4.14 10-13J生 成 物 動(dòng) 能 Ek=E-E1=1.44 10-13 J 11、 某 一 個(gè) 用 鈾 做 核 燃 料 的 原 子 能 電 站 ， 設(shè) 計(jì) 功 率 為300萬(wàn) 千 瓦 ， 所 用 濃 縮 鈾 含 U23592的 比 例 為 7 ， U235核裂 變 時(shí) 每 個(gè) 核 子

34、 釋 放 的 能 量 為 0.5MeV ， 求 該 廠 一 年 所 需 濃 縮 鈾 的 質(zhì) 量 。 核 電 站 一 年 需 要 核 能 E=3 109 365 24 3600=9.5 1016 J一 個(gè) U235裂 變 釋 放 多 少 能 量 ？一 個(gè) U235裂 變 釋 放 的 能 量 E 1=0.5 106 1.6 10-19 235= 1.88 10-11 J一 年 中 需 要 裂 變 U235的 個(gè) 數(shù) N= 個(gè)271 10055 .EE這 些 U235的 摩 爾 數(shù) n=8.42 103mol 純 U235的 質(zhì) 量 M1=1980K g一 年 需 要 鈾 礦 質(zhì) 量 M= .Kg.M 31 10328070