原子物理练习题

原子物理练习题1.(2014盐城三模式)基态的氢被光照射，来到这里发出6个不同频率的光子，氢原子的能级为图中所示的普朗克常数为h=6.6310-34js(结果保持两个有效数字)2.(2014江苏伊莫德尔)人类首次制造的放射性同位素，半衰期为2.5分钟，衰变可以和未知粒子在一起。写崩溃方程。容器原来已知纯质量为m，请求出5min后面容器中剩下的质量。3.如果静止原子核发生衰变，就会产生粒子和新的原子核，粒子的速度是真空中光速的0.1倍。粒子的质量为m，电荷为q。新原子核的质量是粒子质量的n倍。真空中光速大小为c。寻找：(1)衰变期间新原子核受到冲击的大小；(2)衰变前核的质量。4.太阳向空间发射太阳光的功率约为3.81026W，太阳的质量为2.01030千克。在太阳内部，四个质子融合成氦核的反应不断，这个原子核释放的巨大能量就是太阳能。(MP=1.0073 u，m =4.0292u，me=0.00055u，1u=931 mev)。尝试：(1)写出这个核反应的核反应方程。(2)这个核反应释放出多少能量？(？(3)太阳每秒的减少质量是多少？(？5.(10分钟)静态的氡核发射出粒子，然后衰变到钆核，同时发射出能量为e=0.09 mev的光子伽马。已知m radon=222.086 63u，m =4.0026 u，m钋=218.076 u，1 u等于931.5 MeV的能量。(1)写出上述核反应方程。(2)寻找上述核反应释放的能量。卢瑟福用粒子轰击氮核，发现了质子。发现质子的核反应是：已知的氮核质量为mN=14.00753u，氧核质量为mO=17.00454u，氦核质量为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)拯救：(1)这个核反应是吸收能量，还是释放能量？相应的能量变化是多少？(2)氦核以v0=3107m/s的速度向两个原子核的中心连接方向轰击静止氮核。反应产生的氧核与质子在同一方向运动，速度大小的比率为1333650。寻找氧核的速度大小。7.质子和两个中子聚集成一个三重氢原子核，质子的质量为1.0073u，中子的质量为1.0087u，三重氢原子核质量为3.0180u，被称为，(1)写核反应方程式。(2)拯救反应发出的原子能。8.本标题6分钟)镭的原子序数是88，原子核的质量是226:(1)镭的核有多少个质子？(？几个中子？(2)镭核的电荷是多少？(3)中性镭原子，原子核外有多少个电子？(？9.假设静止的铀核产生衰变为钍核(Th)，释放的粒子的质量为m，速度为v0，铀核衰变时释放的能量都转换为粒子和钍核的动能。努力写铀核衰变的核反应方程。铀核衰变时使用质量损失。(已知光在真空中的速度为c，不考虑相对论效应)10.(8分钟)中子、质子、原子核的质量分别是Mn、MP、mD。活性光子能量为e的r射线发射静止中核分解。用上述核反应方程作为核符号，分解后中子和质子的动能相等的话，中子的动能是多少？11.室内装饰污染四大有害气体是苯系物、甲醛、氨、氡。氡存在于建筑用水泥、矿渣砖、装饰石材及土壤中。我看不到氡，所以，如果我释放出粒子x，我就用钆核，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对，对。以下选项之一：写出上述衰变的核反应方程。寻找粒子x动能。(保留两个有效数字)12.铀238()在一次衰变变成Th核的过程中发射光子(频率)，粒子的质量为m。写崩溃方程。衰变后粒子的速度是v，Th核的运动方向正好与粒子的速度方向相反，如果不考虑光子的动量，Th核的速度是多少呢？如果核反应中释放的能量都转换为动能和光子的能量，那么在这种衰变中发生的质量损失m是多少呢？13.利用核反应堆工作时释放的热量，为汽轮发电机的发展汽化水。这几乎没有核电站消耗的“燃料”，但功率很大。目前核能发电技术成熟，中国具备核电发展的基本条件。已知铀核的质量为235.0439 u，中子的质量为1.0087 u，锶(Sr)核的质量为89.9077 u，氙(Xe)核的质量为135.9072 u.1 u=1.6610-27公斤，浓缩铀(1)核反应堆的“燃料”是u，完成下一个核反应方程式：u nSr xe 10n；(2)铀核分裂释放的能量是多少？(？(3)一台百万千瓦的核电站每年释放的热量为3.21016 J .每年需要多少吨浓缩铀？14.人类最初制造的放射性同位素，半衰期为2.5分钟，衰变像未知粒子。写崩溃方程。容器原来已知纯质量为m，请求出5min后面容器中剩下的质量。15.根据玻尔理论，围绕氢原子核的电子运动可以看作是均匀的圆周运动，其电荷量为e，质量为m，电子为1轨道运动半径为R1，静电常数为k。(1)电子以氢原子核为中心进行圆周运动时，与环电流相等，计算电子以氢原子核为中心进行圆周运动的周期和相应电流的大小；(2)氢原子相当于电子在不同能量状态下在不同轨道上绕核匀速圆周运动，电子圆周运动的轨道半径满足rn=n2r1。其中n是量子数，即轨道序号，rn是电子在第n轨道时的轨道半径。在电子在n次轨道上运动的同时，氢原子的能量En是电子动能和称为“电子-核”的系统电能之和。理论上证明了系统的电能Ep和电子与以氢原子核为中心进行圆周运动的半径r的关系。Ep=-k(无限势能零点)。根据上述条件，完成以下问题：证明，当电子在n号轨道上运动时，氢原子的能量En和电子在1号轨道上运动时，氢原子的能量E1满足关系假设氢原子a核的外周运动的电子从第二轨道转移到第一轨道的过程中释放的能量正好被质子数n=4的氢原子b吸收和电离。也就是说，核的外侧第四轨道是圆周运动的电子偏离氢核作用的范围。不考虑电离前后原子核的动能变化，求氢原子b电离后电子的动能。16.(9分钟)科学发现，太阳光线不断发生，从氢核到氦核的核聚变反应，即太阳内部四个氢核转换成氦核和两个正电子，并释放能量。质子的质量已知：MP=1.0073 u，粒子的质量：m =4.0015 u，电子的质量：me=0.0005 u.1u，质量等于931.5 mev的能量。写热核反应方程。氢核反应平均释放多少mev的能量？(结果保持4位有效数字。）17.均匀强磁场中静止的放射性核的x衰变后带电粒子的运动速度和磁感线是垂直的，两个轨道圆半径的比率，带电粒子在轨道圆上运动周期的比率。据悉，衰变过程中释放的核能都转换成射线粒子和反动核的动能，衰变过程前后核的质量损失为m。(1)崩溃是崩溃。(“”或“”)(2)建立核反应方程式(反冲核的元素符号可以用y表示):(3)计算射线粒子和反冲核的动能。18.“人工太阳”不是像太阳一样挂在天上，而是建立在地球上的受控热核聚变反应堆或核聚变发电站，像太阳一样通过核聚变反应释放能量，产生电力。合肥科学图中，我国最新一代核聚变实验装置“东”首次电流200 kA。超过的高温等离子体放电成功了。人工太阳能由四个质子(氢核)聚集成一个a粒子，发出两个正电子和两个没有静止质量的中微子，“人工太阳”的总功率为p，质子，氢核，正电的质量分别为真空的光速为c。(1)写核反应方程式。(2)核反应释放的能量E(3)寻求在时间内参与上述热核反应的质子数。19.(1)氢原子能级的能量是。其中是基态能量=1，2，。1如果氢原子释放能量的光子处于高于基态能量的激发状态，那么氢原子在发射光子前后会分别处于第几个能量水平呢？(2)与速度为1的高速粒子()方向相同的霓虹灯内核()，当弹性正接触时，粒子立即停止。找出碰撞前后氖核的速度(与相对论修正无关)。20.(1)研究结果表明，两个原子核(h)可以熔合为He，已知的原子核的质量为2.013 6 u，中子的质量为1.008 7 u， He核质量为3.015 0 u。质量损失1 u的核能为931.5 MeV，那么两个中核聚集到He核的核反应方程是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)如图所示，平滑水平面上的三个块a、b、c、a和b之间有压缩和锁定的轻弹簧，所有三个块都处于静止状态。现在弹簧已解除锁定，b离开弹簧后速度v0和c接触。最终的b以与a相同的速度移动。mA=6 kg，mB=1 kg，MC=14kg，b与c碰撞后查找c的速度大小。21.(1)我们的科学家们首先建设了世界上第一个全超导托克马克测试装置，并成功调试。这个装置被称为“人工太阳”，能经受数亿摄氏度的高温，控制等离子核聚变，稳定地向人类发射像太阳一样无限的清洁能源。此装置内发生的核反应方程式为h h he x，其中粒子x的符号为_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)平滑地在水平面上静静地放置矩形板b。b的质量为m=2kg，b的右端在垂直壁上6 m。现有小对象a的质量为m=1kg，v 0=6 m/s，将b从b的左端水平推进。如图所示。a和b之间的动态摩擦系数=0.4，b和墙之间的碰撞时间很短，碰撞时没有能量损失。要使a最终不偏离b，b的最短长度是多少？22.(1)中国2011年宣布了将核反应原料利用率提高到60%以上的快中子增殖反应堆技术突破。第一代核反应堆使用铀235作为裂变燃料，如果不能利用天然铀中占99%的铀238，为了解决这个问题，科学家们研究了快中子增殖反应堆，使铀238成为高效核燃料。快中子增殖反应堆使用的核燃料是钚239，裂变时释放快中子，周围铀238(U)吸收快中子，然后变成铀239(U)，铀239非常不稳定，_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _(2)如图所示，长l=2m的树a的质量为m=2kg，a固定在足够长的平滑水平面上，小块b(可视为粒子)固定在a的左端，b的质量为m1=1 kg，曲面与水平面上的m点相切。现在，另一小片c(可以视为粒子)在平滑表面水平高度h=3.6m米处停止滑动，c与a碰撞后与a粘在一起，c的质量为m2=1千克，a与c碰撞后通过一段23.光子由原子核的外部电子转移到n=4到n=1时发出。普朗克常数h=6.6310-34Js。光子的能量是多少？频率是多少Hz？光子的动量大小是多少？E/eV0-0.54-0.85-13.612345n-3.40-1.5124.钚的放射性同位素在停止时分解为铀核激发状态和粒子，铀核激发状态立即分解为铀核，释放能量为0.097MeV的光子。可以忽略衰变发出的光子的动量。已知：和粒子的质量分别为=239.0521u、=235.0439u和=4.0026u，1u等于931.5MeV苦涩的崩溃方程寻找铀核与粒子生成动能大小的比率寻找粒子的动能(计算结果保持3个有效数值)25.(9分钟)一些建筑材料会产生放射性气体氡，氡会产生或衰变，如果长时间生活在氡浓度过高的环境中，氡会通过人的呼吸系统堆积到肺部，释放大量光线，危害人体健康。原来的氡核子体(Rn)会发生alpha崩溃，产生新核钆(Po)，发射能量为E0=0.09 mev的光子。发射的粒子的动能称为e =5.55 mev。忽略发射光子的动量，但考虑到能量。1 u=931.5 MeV/C2。写衰变核反应方程。崩溃过程中总质量损失是多少？(保留3位有效数字)。26.在特定恒星中，三个alpha粒子可以合并成一个核，已知核的质量为1.9950210-26公斤，粒子的质量为6.6467210-27公斤，真空中光速c=3108m/s，计算了此反应中释放的核能(结果保持一个有效数值)。27.停止铀核(原子质量为232.0372u)释放粒子(原子质量为4.0026u)，就成为钍核(原子质量为228.0287u)。(已知：原子质量单位1u=1.6710-27公斤，1u等于931MeV)。(1)写核衰变反应方程，计算其核衰变反应释放的核能；(2)假设反应中释放的核能都转换成钍核和粒子的动能，那么钍核获得的动能是多少？28.静止氮核在速度为v0的中子中获得，产生碳核和另一个原子核。已知甲核的速度方向和碰撞前中子的速度方向一致，碰撞后碳核和甲核的动量比为l: 1。写核反应方程式。每个原子核的速度是多少？29.如