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高二物理下学期专题训练8原子结构原子核含解析( 三 )


4．【答案】C
【解析】放在A位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数应最多，说明大多数射线基本不偏折，可知金箔原子内部很空旷，故A错误；放在B位置时，相同时间内观察到屏上的闪光次数较少，说明较少射线发生偏折，可知原子内部带正电的体积小，故B错误；选用不同金属箔片作为α粒子散射的靶，观察到的实验结果基本相似，故C正确；α粒子发生散射的主要原因是α粒子受到金原子库仑力作用，且金原子质量较大，从而出现的反弹，故D错误．
5．【答案】D
【解析】衰变瞬间粒子和原子核Y速度方向相反，根据轨迹图可知，两者在切点处受到的洛伦兹力方向相反，而两者处于同一磁场中，根据左手定则可判断出两者带同种电荷，即X发生的是α衰变，A错误；Y的质子比X的质子数小2，Y的中子数比X的中子数小2，B、C错误；衰变过程遵循动量守恒定律，可得粒子和Y的动量大小相等、方向相反，结合qvB＝m可得电荷量越大，运动半径越小，故轨迹2为Y的运动轨迹，D正确．
6．【答案】B
【解析】氘核聚变反应的质量亏损为Δm＝2×2.013 6 u－(3.015 0 u＋1.008 7 u)＝0.003 5 u，释放的核能为ΔE＝Δmc2＝0.003 5×931 MeV/c2×c2≈3.3 MeV，B正确．
7．【答案】D
【解析】经历a跃迁，氢原子从高能级向低能级跃迁时辐射出的光子的能量为0.66 eV，A错误；经历b跃迁，氢原子吸收能量，轨道半径增大，但核外电子的动能会减小，B错误；经历c跃迁，氢原子辐射出的光子的能量为0.97 eV，则该光子不是可见光光子，C错误；经历d跃迁后，跃迁后的氢原子的电离能为1.51 eV，因此用可见光光子照射可使其电离，D正确．
二、多项选择题
8．【答案】BC
【解析】核反应前后两氘核动量和为零，因而反应后氦核与中子的动量等大反向，故A错误；该核反应前后释放的能量ΔE＝(2m1－m2－m3)c2，故B正确；由能量守恒可得：核反应后的总能量为E＋2Ek，由动能与动量的关系Ek＝，且mHe＝3mn可知，核反应后氦核的动能为，核反应后中子的动能为，故C正确，D错误．
9．【答案】AD
【解析】与核裂变相比轻核聚变更为安全、清洁，A正确；自然界中最容易实现的聚变反应是氢的同位素氘与氚的聚变，不是任意两个原子核都能发生核聚变，B错误；两个轻核发生聚变结合成质量较大的核时，放出巨大的能量，根据E＝mc2可知，聚变反应中存在质量亏损，则总质量较聚变前减少，C错误；两个轻核结合成质量较大的核的过程中要释放能量，核子的平均质量减少，所以核子的比结合能增加，D正确．
10．【答案】ACD
【解析】由核反应的质量数守恒及电荷数守恒得4H→He＋2e，A正确；反应中的质量亏损为Δm＝4mp－mα－2me＝(4×1.007 3－4.001 5－2×0.000 55) u＝0.026 6 u＝4.43×10－29 kg，C正确，B错误；由质能方程得ΔE＝Δmc2＝4.43×10－29×(3×108)2 J≈4×10－12 J，D正确．
11．【答案】AD
【解析】大量的氢原子处于n＝4的激发态，可能发出光的频率的种数n＝C＝6，故A正确；氢原子从n＝3能级跃迁到n＝2能级，释放的光子能量为1.89 eV，小于钾的逸出功2.22 eV，故不能产生光电效应，故B错误；由题图可知，氢原子由n＝2能级跃迁到n＝1能级释放的光子能量不是最小的，光的频率不是最小的，故C错误；氢原子由n＝4能级跃迁到n＝3能级时，放出能量，故氢原子能量减小，同时电子向原子核靠近，库仑引力做正功，故电子动能增加，故D正确．
三、非选择题
12．【答案】CABEF
【解析】一个原子核自发地放出一个α粒子，生成一个新核的过程是α衰变，因此C项是α衰变；一个重核在一个粒子的轰击下，分裂成几个中等质量原子核的过程是重核的裂变，因此E项是重核的裂变；两个较轻的原子核聚合成一个较大的原子核，并放出粒子的过程是轻核的聚变，因此F项是轻核的聚变；另外，A、B项是β衰变，D项是原子核的人工转变．
13．【答案】(1)中子　核裂变　(2)5×1016
【解析】(1)根据核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒，可得X的质量数为1，电荷数为0，所以X是中子．目前人类获得核能的主要方式是核裂变．
(2)光子能量ε＝，光子数目n＝，代入数据得n＝5×1016.
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