Question

（1）下列四幅圖涉及到不同的物理知識，其中說法正確的是

AB

A．圖甲：普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一
B．圖乙：玻爾理論指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的
C．圖丙：盧瑟福通過分析α粒子散射實(shí)驗(yàn)結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子和中子      
D．圖�。焊鶕�(jù)電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，可以說明電子具有粒子性
（2）一個靜止的鈾核

232 92

U（原子質(zhì)量為232.0372u）放出一個α粒子（原子質(zhì)量為4.0026u）后衰變成釷核

228 90

Tn（原子質(zhì)量為228.0287u）．（已知：原子質(zhì)量單位1u=1.67×10^-27kg，1u相當(dāng)于931MeV）①寫出核衰變反應(yīng)方程；②算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能；③假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有多大？

Answer 1

分析：（1）要求理解和記憶一些典型物理學(xué)史料及圖示；（2）核衰變時滿足動量守恒定律和能量守恒定律．

解答：解：（1）A：圖甲說明普朗克通過研究黑體輻射提出能量子的概念，成為量子力學(xué)的奠基人之一，A正確．
B：圖乙是根據(jù)玻爾理論畫出的氫原子能級圖，指出氫原子能級是分立的，所以原子發(fā)射光子的頻率也是不連續(xù)的，B正確．
C：圖丙是盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)，通過分析提出了原子的核式結(jié)構(gòu)理論，C錯誤．
D：圖丁是電子束通過鋁箔后的衍射圖樣，衍射是波的特性，從而說明電子具有波動性，D錯誤．
故選AB．
（2）①、核衰變反應(yīng)方程為：

232 92 U

→

238 90 T

h

+

4 2 H

e

  
 ②、根據(jù)質(zhì)能方程△E=△m

c

2

，質(zhì)量虧損△m=232.0372u-228.0287u-4.0026u=0.0059u，所以釋放出的核能△E=0.0059×931.5MeV=5.496MeV．
故核衰變反應(yīng)中釋放出的核能為5.496MeV．
 ③、系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，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
將①②③聯(lián)立可得 

E

kTh

=

m   α

m   α +m   Th

×△E=

4

4+228

×△E=0.09MeV
故假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動能，則釷核獲得的動能有0.09MeV．

點(diǎn)評：遇到有關(guān)核反應(yīng)問題，要靈活運(yùn)用質(zhì)能方程、動量守恒定律以及能量守恒定律．