Question

（1）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是

AB

A．图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B．图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C．图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子      
D．图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
（2）一个静止的铀核

232 92

U（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

228 90

Tn（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；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？

Answer 1

分析：（1）要求理解和记忆一些典型物理学史料及图示；（2）核衰变时满足动量守恒定律和能量守恒定律．

解答：解：（1）A：图甲说明普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确．
B：图乙是根据玻尔理论画出的氢原子能级图，指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的，B正确．
C：图丙是卢瑟福的α粒子散射实验，通过分析提出了原子的核式结构理论，C错误．
D：图丁是电子束通过铝箔后的衍射图样，衍射是波的特性，从而说明电子具有波动性，D错误．
故选AB．
（2）①、核衰变反应方程为：

232 92 U

→

238 90 T

h

+

4 2 H

e

  
 ②、根据质能方程△E=△m

c

2

，质量亏损△m=232.0372u-228.0287u-4.0026u=0.0059u，所以释放出的核能△E=0.0059×931.5MeV=5.496MeV．
故核衰变反应中释放出的核能为5.496MeV．
 ③、系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即

P

Th

+（-

P

α

）=0，可得

P

Th

=

P

α

       ①
再由

E   k

=

1

2

m

v

2

及P=mv可得出

E

k

=

P 2

2m

，所以

E

kTh

=

P   Th

2m   Th

，

E

kα

=

P   α

2m   α

，②
又

E

kTh

+

E

kα

=△E                                  ③
将①②③联立可得 

E

kTh

=

m   α

m   α +m   Th

×△E=

4

4+228

×△E=0.09MeV
故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0.09MeV．

点评：遇到有关核反应问题，要灵活运用质能方程、动量守恒定律以及能量守恒定律．