题目列表(包括答案和解析)
1.核反应类型
⑴衰变: α衰变:(核内
)
β衰变:(核内
)
+β衰变:(核内
)
γ衰变:原子核处于较高能级,辐射光子后跃迁到低能级。
⑵人工转变:(发现质子的核反应)
(发现中子的核反应)
(人工制造放射性同位素)
⑶重核的裂变: 在一定条件下(超过临界体积),裂变反应会连续不断地进行下去,这就是链式反应。
⑷轻核的聚变:(需要几百万度高温,所以又叫热核反应)
所有核反应的反应前后都遵守:质量数守恒、电荷数守恒。(注意:质量并不守恒。)
2.各种放射线的性质比较
种 类 |
本 质 |
质 量(u) |
电 荷(e) |
速 度(c) |
电 离 性 |
贯 穿 性 |
α射线 |
氦核 |
4 |
+2 |
0.1 |
最强 |
最弱,纸能挡住 |
β射线 |
电子 |
1/1840 |
-1 |
0.99 |
较强 |
较强,穿几mm铝板 |
γ射线 |
光子 |
0 |
0 |
1 |
最弱 |
最强,穿几cm铅版 |
三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较:
如⑴、⑵图所示,在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大,γ不偏转;区别是:在磁场中偏转轨迹是圆弧,在电场中偏转轨迹是抛物线。⑶图中γ肯定打在O点;如果α也打在O点,则β必打在O点下方;如果β也打在O点,则α必打在O点下方。
例2. 如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有
A.打在图中a、b、c三点的依次是α射线、γ射线和β射线
B.α射线和β射线的轨迹是抛物线
C.α射线和β射线的轨迹是圆弧
D.如果在铅盒和荧光屏间再加一个竖直向下的场强适当的匀强电场,可能使屏上的亮斑只剩下b
解:由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上,β粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧。由于α粒子速度约是光速的1/10,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动(如果一个打在b,则另一个必然打在b点下方。)本题选AC。
1.天然放射现象(原子序数大于83的天然元素都具有放射性)
天然放射现象的发现,使人们认识到原子核也有复杂结构。
α衰变:原子核放出α粒子;
例:
β衰变: 原子核放出β粒子;
例
α衰变、β衰变都遵从质量数守恒,核电荷数守恒等一系列守恒定律。
γ衰变: α衰变、β衰变的同时释放出γ光子。
⑴玻尔的三条假设(量子化)
①定态假设:原子只能处于一系列的不连续的能量状态中,在这 些状态中原子是稳定的,电子虽然绕核运动,但并不向外辐射能量,这些状态叫定态。
②跃迁假设:原子从一定态跃迁到另一种定态,它要辐射(或吸收)一定频率的光子,光子的能量由这两种定态的能量差值决定:即:hν=Em-En
③量子化假设:原子的不同能量状态跟电子沿不同的圆形轨道绕核运动相对应,原子的定态是不连续的,因此电子所处的可能轨道的分布也是不连续的。
轨道量子化 rn=n2r1 r1=0.53×10-10m
能量量子化 E1=-13.6eV
(所谓量子化就是不连续性,整数n叫量子数。)
⑵
包括原子的动能、势能之和:(以氢原子为例)
电子从无穷远移近原子核,电场力做正功,电势能减少为负值;
氢原子各轨道所对应的能量为负值。
⑶玻尔理论的局限性。由于引进了量子理论(轨道量子化和能量量子化),玻尔理论成功地解释了氢光谱的规律。但由于它保留了过多的经典物理理论(牛顿第二定律、向心力、库仑力等),所以在解释其他原子的光谱上都遇到很大的困难。
例1. 用光子能量为E的单色光照射容器中处于基态的氢原子。停止照射后,发现该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,它们的频率由低到高依次为ν1、ν2、ν3,由此可知,开始用来照射容器的单色光的光子能量可以表示为:①hν1;②hν3;③h (ν1+ν2);④h (ν1+ν2+ν3)以上表示式中
A.只有①③正确 B.只有②正确 C.只有②③正确 D.只有④正确
解:该容器内的氢能够释放出三种不同频率的光子,说明这时氢原子处于第三能级。根据玻尔理论应该有hν3=E3- E1,hν1=E3- E2,hν2=E2- E1,可见hν3= hν1+ hν2= h(ν1+ν2),所以照射光子能量可以表示为②或③,答案选C。
2.卢瑟福的核式结构模型(行星式模型)
(1) α粒子散射实验: 用α粒子轰击金箔
(2) 现象:①绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进;(原子内大部分是空的)
②有少数α粒子发生了较大的偏转。(存在正电荷,且处在一个很小的地方)
③极少数α粒子甚至发生反弹;(核的质量很大)
卢瑟福由α粒子散射实验提出:在原子的中心有一个很小的核,叫原子核,原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里,带负电的电子在核外空间运动。
由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。
1.汤姆生模型(枣糕模型)
汤姆生发现了电子,使人们认识到原子有复杂结构。
6.相对参照系(简单介绍)
例11:火车以速率向前行驶,司机突然发现在前方同一轨道上距车为
处有另一火车,它正沿着相同的方向以较小的速率
作匀速运动,于是司机立即使车作匀减速运动,加速度大小为
,要使两车不致相撞,求出
应满足的关系式.
例12:一列队伍长为,在作匀速直线运动,通讯员从排尾走到排头之间匀速率往返一次,在这段时间里队伍行进
,则在这段时间内通讯员运动的路程和位移分别是多少?
5.演绎法:从某个具有普遍意义的一般性原理出发,推论出某一个别的物理现象或特殊的物理过程。
例10:一弹性小球自高处自由下落,当它与水平桌面每碰撞一次后,速度减小到碰撞前的
,试计算小球从开始下落到停止运动所用的时间。
4.归纳法:从个别到一般,从特殊到普遍的逻辑推理方式叫归纳法。
例9:A、B相距为S,将S平分为n等份,今让一物体(可视为质点)从A点由静止开始向B运动,物体在每一等分段都匀加速运动,且第一段加速度为,但每过一个等份点加速度都增加
,试求该物体到达B点的速度。
3. 逆向思维法:
例7:竖直上抛的物体的物体上升到最高点的前1秒内,求
?
例8:汽车刹车作匀减速运动,3秒停止,刹车后1秒内,2秒内,3秒内的距离比?
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