Question

（1）氦原子被电离一个核外电子，形成类氢结构的氦离子．已知基态的氦离子能量为E1=-54.4eV，氦离子能级的示意图如图

Answer 1

解题思路：（1）光子要想被基态离子吸收，要么光子能量能使该离子电离，要么光子能量等于其它能级和基态之间的能级．

（2）书写核反应方程时注意满足电荷数和质量数守恒，同时在释放粒子过程中满足动量守恒条件．

（3）根据碰撞过程动量守恒可解得结果．

（1）60.3eV、54.4eV 的能量均可以使该离子电离，可以被吸收；51.0eV能量满足第四能级和基态的能级差，可以使离子吸收后跃迁到第4能级，可以被吸收；由能级图可知各能级之间的能量差没有等于43.2eV 的，故该光子不能被吸收，故ABD错误，C正确．

故选C．

（2）根据电荷数和质量数守恒可知该核反应方程为：₈₈²²⁶Ra→₈₆²²²Rn+₂⁴He；

反应前后动量守恒，设新核速度为V，设α质量为4m，则新核质量为222m，由动量守恒得：4mv=222mV，解得V=4×10⁵m/s；

亏损的质量转化为能量以光子的形式放出，所以有：△E=mC²=hv，带入数据得△m=2.21×10^-31kg．

故答案为：₈₈²²⁶Ra→₈₆²²²Rn+₂⁴He，4×10⁵m/s，2.21×10^-31kg．

（3）两次碰撞过程都满足动量守恒条件，所以有：

一次碰撞时，选择向右为正方向，有：m1v1+m2v2＝m1

v/1+m2

v/2 ①

第二次碰撞后都停止所以有：m1

v/1 −m2

v/2＝0 ②

联立①②可得：

v12＝

m1v1+m2v2

2m1＝1.5m/s

故两球第一次碰后m₂球的速度大小为1.5m/s．

点评：

本题考点： 动量守恒定律；氢原子的能级公式和跃迁；重核的裂变．

考点点评： 本题涉及知识广泛，跨越大，比较全面考查了学生利用所学物理知识解题能力，注意动量守恒定律在宏观和微观世界都成立的定律．