2.放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为+xα+xβ,其中( 　　　)

A.x=1,y=3

B.x=2,y=3

C.x=3,y=1

D.x=3,y=2

解析:

由质量数和电荷数守恒可得：

4x+220=232

2x-y+86=90

解得：x=3,y=2.

答案:D

1.三个原子核X、Y、Z、X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(He)，则下面说法正确的是(　　 )

A.X核比Z核多一个质子

B.X核与Z核少一个中子

C.X核的质量数比Z核质量数大3

D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍

16.(14分)静止在匀强磁场中的核俘获一个速度为v₀=7.7×10⁴ m/s的中子而发生核反应：.若已知的速度为v₂=2.0×10⁴m/s，其方向跟中子反应前的速度方向相同，如图所示.试求：

(1)的速度大小和方向；

(2)画出两粒子的运动轨迹及运动方向，并计算出轨迹半径之比.

(3)当旋转3周时，粒子旋转几周？

解析：(1)核俘获的过程，系统动量守恒，则m_nv₀=m_Hv₁+m_Hev₂，即v₁=，代入数据m_n=1 u,m_He=4 u，m_H=3 u,得v₁=-1.0×10³m/s,负号表示跟v₀的方向相反.

(2)如下图所示，和在磁场中半径之比为

14.(10分)太阳内部进行着剧烈的氢核聚变反应.氦核是由4个质子生成，同时有正电子放电，正电子又会和负电子湮灭成为一对光子，在这一系列核反应过程中放出4.5×10^-12J能量.已知现在太阳每秒辐射5.0×10²⁶ J能量.

(1)写出上述两个核反应方程.

(2)计算出太阳每秒产生的氦核数目及每年减少的质量(保留2位有效数字).

解析：(1) .　

(2)太阳内每形成一个氦核就要放出4.5×10^-12J的能量，而太阳每秒发射5.0×10²⁶J能量，所以每秒形成的氦核数目为：

n==1.1×10³⁸个.

一年太阳释放的总能量为:

E=5×10²⁶×365×24×3 600 J=1.58×10³⁴ J

太阳每年减少的质量为：

Δm= 1.7×10¹⁷ kg.

根据轨道半径公式r=可知，在同一磁场中r∝，所以r_x：r_α=②

又由于在衰变过程中遵循动量守恒定律，即

m_xv_x=m_αv_α③

解②和③式，得q_x：q_α=r_α：r_x

∴q_x=(r_α：r_x)·q_α=88e

代入①式得：q=90e,即Z=90.

(2)由于轨道半径与粒子带电量(在本题中)成反比，所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是残核的径迹.两者电性相同，运动方向相反.

答案：(1)90(2)圆轨道1

11.(6分)假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u,中子的质量是1.008 7 u，氦核的同位素的质量是3.015 0 u，则聚变的核反应方程式是______,在聚变反应中释放的能量是________ MeV.(保留两位有效数字)

解析：核反应方程式为

核反应过程中的质量亏损

Δm=2m_H-(m_He+m_n)=2×2.0136u-(3.0150u+1.0087u)=3.5×10^-3u

所以氘核释放的核能

ΔE=3.5×10_-3×931.5 MeV=3.26 MeV.

解析：(1)该电场是由氢原子核产生的，由点电荷场强公式：E==5.13×10¹¹N/C.

(2)由库仑力提供向心力k=，得

v==1.1×10⁶ m/s,T= =1.21×10^-15s.

(3)E_k2=12m_ev²=5.45×10^-19 J

p₂=m_ev=1.0×10^-24 kg·m/s.

答案：(1) 　(2)见解析

10.原子核自发地放出电子的现象称为β衰变.开始时科学家曾认为β衰变中只放出电子，即β粒子，后来发现这个过程中，除了放出电子以外，还放出一种叫“反中微子”的粒子，反中微子不带电，与其他物质的相互作用极弱.下列关于β衰变的说法中正确的是( 　)

A.原子核发生β衰变说明原子核内含有电子

B.发生β衰变的原子核的核子数不变但电荷数增加

C.原子核发生β衰变时放出的能量大于β粒子与衰变后的核的动能之和

D.静止的原子核发生β衰变时，β粒子与衰变后的核的动能方向一定相反

解析：β衰变并不是因原子核中含有电子，而是原子核中的一个中子转化为质子而产生的电子，A错误，B正确；β衰变放出电子，还有反中微子，所以C正确，D错误.

答案：BC

8.根据α粒子散射实验，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，右图中虚线表示原子核所形成的电场的等势线，实线表示一个α粒子的运动轨迹，在α粒子从a运动到b，再运动到c的过程中，下列说法中正确的是()

A.动能先增大，后减小

B.电势能先减小，后增大

C.电场力先做负功，后做正功，总功等于零

D.加速度先变小，后变大

解析：α粒子从a点经b点到达等势点c的过程中电场力先做负功，后做正功，α粒子的电势能先增加，后减小，回到同一等势线上时，电场力做的总功为零.故C项正确.

答案：C

答案：BD

7.可见光光子的能量在1.61 eV-3.10 eV范围内.若氢原子从高能级跃迁到量子数为n的低能级的谱线中有可见光，根据氢原子能级图(下图)，可判断n为()

A.1　　　　 B.2　　　 C.3　　 D.4

解析：由能级公式可得释放的光子能量ΔE=E_m-E_n,而ΔE₂₁=E₂-E₁=10.2 eV，远大于可见光光子的能量，要使1.61 eV≤ΔE≤3.10 eV,电子只能从较高能级跃迁到第2能级，即n=2,B正确.

答案：D

5.利用氢气光谱管可以产生氢的原子光谱，这些谱线的产生是由于()

A.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而吸收不同频率的光子

B.大量氢原子从较高激发态向较低激发态或基态跃迁，从而辐射不同频率的光子

C.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而辐射不同频率的光子

D.大量氢原子从基态或较低激发态向较高激发态跃迁，从而吸收不同频率的光子

解析：光谱管产生氢的原子光谱时是向外辐射光子，所以是由激发态向基态跃迁.

答案：B

4.俘获中子后变成放射性同位素，放射β射线变成镍同位素，这种新形成的镍的同位素处于激发态，它要过渡到稳定态将要发生下列哪种射线()

A.α射线　　　　　 B.β射线

C.γ射线　　　　　 D.β+射线

解析：原子由激发态向稳定态过渡时放出γ射线.

答案：C