Question

（选修模块3-5）
（1）下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是

ABC

A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．天然放射性元素在衰变过程中核电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是γ射线
C．由图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能
D．由图可知，原子D和E聚变成原子核F要吸收能量
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快中子后变成铀239，铀239（

239 92

U）很不稳定，经过

2

次β次衰变后变成钚239（

239 94

Pu），写出该过程的核反应方程式：

239 92

U→

239 94

U+2

0 -1

e

．
（3）两磁铁各固定放在一辆小车上，小车能在水平面上无摩擦地沿同一直线运动．已知甲车和磁铁的总质量为0.5kg，乙车和磁铁的总质量为1.0kg．两磁铁的N极相对．推动一下，使两车相向运动．某时刻甲的速率为2m/s，乙的速率为3m/s，方向与甲相反．两车运动过程中始终未相碰，则两车最近时，乙的速度为多大？

Answer 1

分析：（1）卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型；衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒；重核裂变、轻核聚变都有质量亏损，都释放能量．
（2）β衰变，电荷数增加1，质量数不变，根据电荷数、质量数的变化求出β衰变次数，根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程．
（3）两车组成的系统动量守恒，当两车相距最近时，速度相同，根据动量守恒定律求出相距最近时的速度．

解答：解：（1）A、卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型．故A正确．
B、在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，γ射线不带电，在磁场中不发生偏转．故B正确．
C、原子核A裂变成原子核B和C，有质量亏损，将释放能量．故C正确．
D、原子D和E聚变成原子核F，有质量亏损，将释放能量．故D错误．
故选ABC．
（2）β衰变，电荷数增加1，质量数不变，铀239（

239 92

U）衰变后变成钚239（

239 94

Pu），电荷数增2，质量数不变，知发生了2次β衰变．
核反应方程为：

239 92

U→

239 94

U+2

0 -1

e．
（3）两车最近时，速度相同，规定乙初始速度方向为正方向，根据动量守恒定律得，
-m_甲v_甲+m_乙v_乙=（m_甲+m_乙）v
解得：v=

-0.5×2+1×3

1.5

m/s=1.33m/s
方向与乙开始速度方向相同．
故答案为：（1）ABC （2）2，

239 92

U→

239 94

U+2

0 -1

e，（3）1.33m/s，方向和乙开始速度方向相同

点评：本题综合考查了原子结构、衰变、动量守恒定律等知识点，难度不大，关键掌握这些知识点的基本概念和基本规律．