靜止在勻強磁場中的
63
Li核俘獲一個運動方向垂直于磁場,速度大小為7.7×104m/s的中子,若發(fā)生核反應(yīng)后只產(chǎn)生了兩個新粒子,其中一個粒子為氦核(
42
He).反應(yīng)前后各粒子在磁場中的運動軌跡如圖所示.
42
He核與另一種未知新粒子在磁場中做勻速圓周運動的半徑之比為40:3.
(1)寫出此核反應(yīng)的方程式.
(2)求產(chǎn)生的未知新粒子的速度.
(3)若
63
Li核的質(zhì)量為m1,中子的質(zhì)量為m2,
42
He核的質(zhì)量為m3,產(chǎn)生的新粒子的質(zhì)量為m4,光在真空中的速度為c,計算上述核反應(yīng)釋放的核能.
(1)核反應(yīng)方程為:
63
Li
+10
n
42
He
+31
H

(2)設(shè)中子,氦核、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,速度大小分別為v1、v2、v3,粒子做勻速圓周運動的半徑為R,
qvB=
mv2
R
得:R=
mv
qB

RHe
RH
=
40
3
,可得:
m2v2
m3v3
=
q2BRHe
q3BRH
=
2×40
3
=
80
3

由動量守恒定律得:m1v1=m2v2+m3v3
由徑跡圖象可知v2與v1同向,v3與v1反向,即:m1v1=
80
3
m3v3-m3v3

解得v3=1×103m/s,方向與中子速度方向相反
(3)質(zhì)量損△m=m1+m2-m3-m4
釋放的核能△E=△mc2=(m1+m2-m3-m4)c2
答:(1)核反應(yīng)方程為:
63
Li
+10
n
42
He
+31
H

(2)產(chǎn)生的未知新粒子的速度v3=1×103m/s,方向與中子速度方向相反
(3)上述核反應(yīng)釋放的核能為(m1+m2-m3-m4)c2
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源:不詳 題型:單選題

電子的質(zhì)量為me,一對正、負電子以一定的速度相碰湮滅后放出一對光子,c為光速,h為普朗克常量,以下說法中正確的是(  )
A.這對光子的總能量等于2mec2
B.這對光子的總能量大于2mec2
C.光子的波長為
D.光子的波長小于

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

核聚變能是一種具有經(jīng)濟性能優(yōu)越、安全可靠、無環(huán)境污染等優(yōu)勢的新能源.近年來,受控核聚變的科學(xué)可行性已得到驗證,目前正在突破關(guān)鍵技術(shù),最終將建成商用核聚變電站.一種常見的核聚變反應(yīng)是由氫的同位素氘(又叫重氫)和氚(又叫超重氫)聚合成氦,并釋放一個中子.若已知氘原子的質(zhì)量為,氚原子的質(zhì)量為,氦原子的質(zhì)量為4.0026u,中子的質(zhì)量為1.0087u.
小題1:寫出氘和氚聚合的反應(yīng)方程.
小題2:試計算這個核反應(yīng)釋放出來的能量.
小題3:若建一座功率為的核聚變電站,假設(shè)聚變所產(chǎn)生的能量有一半變成了電能,每年要消耗多少氘的質(zhì)量?
(一年按計算,光速,結(jié)果取二位有效數(shù)字)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

下列說法正確的是
 
A.衰變方程
B.是核聚變反應(yīng)方程
C.是核裂變反應(yīng)方程
D.是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

x核在能量E的γ射線照射下分解,核反應(yīng)方程為x+γ→y1+y2,已知x、y1、y2的質(zhì)量分別為M、m1、m2,分解后y1、y2的動能Ek相等,則( 。
A.該反應(yīng)一定為放能反應(yīng)B.該反應(yīng)一定為吸能反應(yīng)
C.Ek=
1
2
[(M-m1-m2)C2+E]
D.Ek=
1
2
[(M+m1-m2)C2+E]

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:填空題

靜止的鋰核在俘獲一個中子后,生成一個氘核和一個α粒子,并釋放4.8MeV的能量.則該反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損△m=______kg.(1u=1.66×10-27kg)

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

太陽能是由太陽內(nèi)部高溫高壓下的聚變反應(yīng)而產(chǎn)生的,其反應(yīng)方程是
31
H+
21
H→
42
He+
10
n
,同時放出γ光子,以下關(guān)于這一反應(yīng)過程的說法,正確的是( 。
A.反應(yīng)后兩種粒子的質(zhì)量之和一定小于反應(yīng)前兩種粒子的質(zhì)量之和
B.反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變,因而質(zhì)量不變
C.γ光子的能量為△mc2,△m為反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損,c為真空中的光速
D.反應(yīng)過程中釋放能量,反應(yīng)后兩種粒子的質(zhì)量之和大于反應(yīng)前兩種粒子的質(zhì)量之和

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:多選題

在狹義相對論中,下列說法正確的是( 。
A.所有慣性系中基本規(guī)律都是等價的
B.在真空中,光的速度與光的頻率、光源的運動狀態(tài)無關(guān)
C.在不同慣性系中,光在真空中沿不同方向的傳播速度不相同
D.質(zhì)量、長度、時間的測量結(jié)果不隨物體與觀察者的相對狀態(tài)而改變的

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

鐳(Ra)是歷史上第一個被分離出來的放射性元素,已知能自發(fā)地放出α粒子而變成新核Rn,已知的質(zhì)量為M1=3.7533×10-25kg,新核Rn的質(zhì)量為M2=3.6867×10-25kg,α粒子的質(zhì)量為m=6.6466×10-27kg,現(xiàn)有一個靜止的核發(fā)生α衰變,衰變后α粒子的速度為3.68×105m/s。則:(計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)
①寫出該核反應(yīng)的方程式。
②此反應(yīng)過程中放出的能量是多少?
③反應(yīng)后新核Rn的速度是多大?

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