Question

（1）下列說法正確的是

 

A、物體輻射電磁波的強度分布只與物體溫度和輻射波的波長有關
B、對于同一種金屬來說，其截止頻率恒定，與入射光的頻率及光的強度均無關
C、極少數(shù)α粒子的偏轉角超過了90⁰，表明原子中帶正電的物質體積很小
D、玻爾的能級原子模型雖然使用了定態(tài)、躍遷、量子等概念但保留“軌道”是其缺陷
E、光衍射現(xiàn)象中，產(chǎn)生暗條紋的地方光子出現(xiàn)的概率低，這是波粒二象性的觀點
F、做示蹤原子的物質盡可能選用半衰期長一些的放射性元素
G、核力具有飽和性和短程性，原子核為了穩(wěn)定，故重核在形成時其中子數(shù)多于質子數(shù)
H、比結合能小的原子核結合成或分解成比結合能大的原子核時一定釋放核能
（2）如圖所示，一個有界的勻強磁場，磁感應強度B=0.50T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界．在距磁場左邊界MN的1.0m處有一個放射源A，內(nèi)裝放射物質²²⁶₈₈Ra （鐳），²²⁶₈₈Ra發(fā)生α衰變生成新核Rn （氡）．放在MN左側的粒子接收器接收到垂直于邊界．MN方向射出的質量較小的粒子，此時接收器位置距直線OA的距離為1.0m．
（1）試寫出R_a的衰變方程；
（2）求衰變后α粒子的速率；
（3）求一個靜止鐳核衰變釋放的能量．
（設核能全部轉化為動能，取1u=1.6×10^-27kg，電子電量e=1.6×10^-19C）

Answer 1

分析：（1）通過黑體輻射的規(guī)律判斷電磁波強度與什么因素有關；截止頻率由金屬本身決定；通過α粒子散射實驗，得出了原子的核式結構模型；玻爾的能級原子模型雖然使用了定態(tài)、躍遷、量子等概念但保留“軌道”，這正是玻爾模型的缺陷，所以玻爾模型具有局限性．產(chǎn)生明條紋處光子出現(xiàn)的頻率高，暗條紋處出現(xiàn)的頻率低；作為示蹤原子的原子核半衰期要長一些，否則不能長時間作為示蹤原子；通過核力的特點進行判斷；當有質量虧損時，虧損的質量以能量的形式釋放．
（2）①根據(jù)電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒寫出衰變方程．
②根據(jù)帶電粒子在勻強磁場中的半徑公式以及動量守恒定律求出衰變后Rn（氡）的速率．
③根據(jù)核能全部轉化為動能，則由兩者的動能大小，可求出釋放的能量．

解答：解：（1）
A、物體輻射電磁波的強度分布只與物體溫度和輻射波的波長有關．故A正確．
B、截止頻率由金屬本身因素決定，與入射光的頻率和強度無關．故B正確．
C、極少數(shù)α粒子的偏轉角超過了90°，表面原子的中央集中了全部的正電荷和幾乎全部的質量．故C錯誤．
D、玻爾的能級原子模型雖然使用了定態(tài)、躍遷、量子等概念但保留“軌道”是其缺陷．故D正確．
E、光衍射現(xiàn)象中，產(chǎn)生明條紋的地方光子出現(xiàn)的概率高．故E錯誤．
F、做示蹤原子的物質盡可能選用半衰期長一些的放射性元素．故F正確．
G、核力具有飽和性和短程性，重核在形成時其中子數(shù)多于質子數(shù)．故G正確．
H、比結合能小的原子核結合成或分解成比結合能大的原子核時有質量虧損，釋放核能．故H正確．
故選ABDFGH
（2）衰變方程為：

226   88

Ra→

222   86

Rn+

4   2

He．
對α粒子，qv_αB=m

v 2 α

r

則v_α=

qBR

m

．
代入數(shù)據(jù)，解得：v_α=2.5×10⁷m/s
（3）
由動量守恒得，0=mv_α-Mv
v=

m

M

v_α=

qBR

M

=

2×1.6×10-19×1×0.5

222×1.6×10-27

m/s=4.5×10⁵m/s．
則核衰變釋放的能量E=

1

2

Mv2+

1

2

m

v

2 α

代入數(shù)據(jù)，解得：E=12.7×10^-13J
答：（1）衰變方程為：

226   88

Ra→

222   86

Rn+

4   2

He．
（2）衰變后α粒子的速率為2.5×10⁷m/s．
（3）核衰變釋放的能量為12.7×10^-13J．

點評：（1）本題考查選修3-5中內(nèi)容，考得比較散，關鍵熟悉教材，牢記這些知識點，即可輕松解決．
（2）解決本題的關鍵知道在衰變方程中電荷數(shù)守恒、質量數(shù)守恒，以及知道靜止的

226   88

Ra發(fā)生α衰變，生成的新核動量大小相等，反向相反．