在一原子反應(yīng)堆中,用石墨(碳)作減速劑使快中子減速.已知碳核的質(zhì)量是中子的12倍.假設(shè)把中子與碳核的每次碰撞都看作是彈性正碰,而且認(rèn)為碰撞前碳核都是靜止的.

(1)設(shè)碰撞前中子的動(dòng)能是E0,問經(jīng)過一次碰撞中子損失的能量是多少?

(2)至少經(jīng)過多少次碰撞,中子的動(dòng)能才能小于10-6E0?(lg13=1.114,lg11=1.041)

解析:(1)設(shè)中子和碳核的質(zhì)量分別為m和M,碰撞前中子的速度為v0,碰撞后中子和碳核的速度分別為v和V.根據(jù)動(dòng)量守恒定律,可得:mv0=mv+MV                 ①

根據(jù)彈性碰撞中動(dòng)能守恒,可得:

mv02=mv2+MV2                                             ②

由①②可解出:v0+v=V

將上式代入①中,得:                               ③

已知M=12m,代入③中可得:                          ④

在碰撞過程中中子損失的能量為:

ΔE=mv02-mv2=.

(2)設(shè)E1,E2,…,En分別表示中子第1次、第2次……第n次碰撞后的動(dòng)能.

由④可得:E1=()2E0

同理可得:E2=()2E1=()4E0

……

En=()2nE0

已知En=10-6E0,代入上式可得:

10-6E0=()2nE0

即10-6=()2n

取對(duì)數(shù)可得:2n(lg13-lg11)=6

將lg13=1.114,lg11=1.041代入上式,即得:n==41.1

因此,至少需經(jīng)過42次碰撞,中子的動(dòng)能才能小于10-6E0.

答案:(1)  (2)42次

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科目:高中物理 來源: 題型:

在一原子反應(yīng)堆中,用石墨碳做減速劑使快中子減速,已知碳的質(zhì)量是中子的12倍,假設(shè)把中子和碳核的每次碰撞看作是彈性碰撞,而且認(rèn)為碰撞前碳核都是靜止的.
(1)設(shè)碰撞前中子的動(dòng)能為E,問經(jīng)過一次碰撞,中子損失的能量是多少?
(2)至少經(jīng)過多少次碰撞,中子的動(dòng)能才能小于10-6E0(已知lg13=1.114,lg11=1.041)

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科目:高中物理 來源: 題型:

在原子反應(yīng)堆中,用石墨(碳)作減速劑使快中子變成慢中子,已知碳核的質(zhì)量是中子質(zhì)量的12倍.假設(shè)中子與碳核的碰撞是彈性的(即碰撞中不損失動(dòng)能),而且碰撞前碳核是靜止的,試求:

(1)設(shè)碰撞前中子的動(dòng)能為E0,經(jīng)過一次碰撞后,中子的動(dòng)能損失;

(2)至少經(jīng)過多少次碰撞,中子的動(dòng)能才能小于10-6E0(lg13=1.114,lg11=1.041)?

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科目:高中物理 來源: 題型:

在原子反應(yīng)堆中,用石墨作減速劑使快中子變?yōu)槁凶?已知碳核的質(zhì)量是中子質(zhì)量的12倍,而且碰撞前碳核是靜止的,碰前中子的動(dòng)能為Ek0,試求經(jīng)過一次碰撞后,中子的動(dòng)能損失多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:

在一原子反應(yīng)堆中,用石墨(碳)作減速劑使快中子減速.已知碳核的質(zhì)量是中子的12倍.假設(shè)把中子與碳核的每次碰撞都看作是彈性正碰,而且認(rèn)為碰撞前碳核都是靜止的.

(1)設(shè)碰撞前中子的動(dòng)能是E0,問經(jīng)過一次碰撞中子損失的能量是多少?

(2)至少經(jīng)過多少次碰撞,中子的動(dòng)能才能小于10-6E0?(lg13=1.114,lg11=1.041)

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