【題目】通過測量質(zhì)子在磁場中的運動軌跡和打到探測板上的計數(shù)率(即打到探測板上質(zhì)子數(shù)與衰變產(chǎn)生總質(zhì)子數(shù)N的比值),可研究中子()的衰變。中子衰變后轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子,同時放出質(zhì)量可視為零的反中微子。如圖所示,位于P點的靜止中子經(jīng)衰變可形成一個質(zhì)子源,該質(zhì)子源在紙面內(nèi)各向均勻地發(fā)射N個質(zhì)子。在P點下方放置有長度O為中點的探測板,P點離探測板的垂直距離a。在探測板的上方存在方向垂直紙面向里,磁感應強度大小為B的勻強磁場。

已知電子質(zhì)量,中子質(zhì)量,質(zhì)子質(zhì)量c為光速,不考慮粒子之間的相互作用)。

若質(zhì)子的動量。

1)寫出中子衰變的核反應式,求電子和反中微子的總動能(以為能量單位);

2)當,時,求計數(shù)率;

3)若取不同的值,可通過調(diào)節(jié)的大小獲得與(2)問中同樣的計數(shù)率,求的關(guān)系并給出的范圍。

【答案】(1) (2) (3)

【解析】

1)核反應方程滿足質(zhì)量數(shù)和質(zhì)子數(shù)守恒:

核反應過程中:

根據(jù)動量和動能關(guān)系:

則總動能為:

2)質(zhì)子運動半徑:

如圖甲所示:

打到探測板對應發(fā)射角度:

可得質(zhì)子計數(shù)率為:

3)在確保計數(shù)率為的情況下:

即:

如圖乙所示:

恰能打到探測板左端的條件為:

即:

練習冊系列答案
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【題目】汽車和汽車靜止在水平地面上,某時刻汽車開始倒車,結(jié)果汽車撞到了停在它正后方的汽車,汽車上裝有智能記錄儀,能夠測量并記錄汽車前面的物體相對于汽車自身的速度。在本次碰撞中,如果汽車的智能記錄儀測得碰撞前瞬間汽車的速度大小為,已知汽車的質(zhì)量是汽車質(zhì)量的2倍,碰撞過程可視為彈性碰撞,則碰后瞬間汽車相對于地面的速度大小為  

A.B.C.D.

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【題目】如圖甲所示的滑板U形賽道,可抽象為由兩段四分之一光滑圓弧與粗糙水平面組成,圓弧BC端與水平面相切。兩段圓弧AB、CD的圓心分別為O1O2,半徑均為R,如圖乙所示。當運動員從A點由靜止開始自由下滑,第一次能沿CD圓弧偏轉(zhuǎn)最大角度為,運動員和滑板(可視為質(zhì)點)的總質(zhì)量為m,重力加速度為g。求:

(1)運動員和滑板重力勢能變化的最大值;

(2)第一次經(jīng)粗糙水平面滑到C處的動能;

(3)在粗糙水平面上滑行次數(shù)n的關(guān)系式。

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【題目】質(zhì)量m=200kg的小型電動汽車在平直的公路上由靜止啟動,圖象甲表示汽車運動的速度與時間的關(guān)系,圖象乙表示汽車牽引力的功率與時間的關(guān)系。設汽車在運動過程中阻力不變,在18s末汽車的速度恰好達到最大.則下列說法正確的是( )

A. 汽車受到的阻力200N

B. 汽車的最大牽引力為700N

C. 汽車在做變加速運動過程中的位移大小為90m

D. 8s~18s過程中汽車牽引力做的功為7×104 J

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【題目】1)小明同學用多用電表測量一未知電阻器的阻值。經(jīng)過規(guī)范操作后,所選歐姆擋倍率及指針位置分別如圖甲、乙所示,則此電阻器的阻值為_____Ω

2)在“測繪小燈泡的伏安特性曲線”實驗中:

①如圖丙所示,已經(jīng)連接了一部分電路,請在答題紙上對應位置將電路連接完整_____。

②合上開關(guān)后,測出9、U值,在坐標系中描出各對應點,如圖丁所示。請在答題紙對應位置的圖中畫出此小燈泡的伏安特性曲線_____。

③與圖丁中P點對應的狀態(tài),小燈泡燈絲阻值最接近______。

A.16.7Ω B.12.4Ω C.6.2Ω

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【題目】如圖所示,斜面靜止在粗糙的水平地面上,一個物體恰能沿斜面勻速下滑。若以平行于斜面方向的力向下推此物體,使物體加速下滑,則

A.斜面一定靜止,且與地面之間沒有摩擦力

B.斜面可能靜止,且受到地面向右的靜摩擦力

C.斜面一定運動,且受到地面向右的摩擦力

D.斜面一定靜止,且受到地面向右的靜摩擦力

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【題目】202039日我國成功發(fā)射了北斗系統(tǒng)第54顆導航衛(wèi)星。已知北斗系統(tǒng)衛(wèi)星中,第53、54顆北斗導航衛(wèi)星正常運行的軌道半徑比值為k,二者質(zhì)量的比值為n,地球半徑為R,地面的重力加速度為g,下列說法正確的是( 。

A.53、54顆北斗導航衛(wèi)星正常運行,繞地球運動的動能之比為kn

B.53、54顆北斗導航衛(wèi)星正常運行,繞地球運動的加速度大小之比為k1

C.若北斗導航衛(wèi)星在繞地球運動的軌道上加速,衛(wèi)星飛行高度降低

D.53、54顆北斗導航衛(wèi)星正常運行,繞地球運動的角速度之比為1

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【題目】美國物理學家勞倫斯于1932年發(fā)明的回旋加速器,利用帶電粒子在勻強磁場中做圓周運動的特點,使粒子在較小的空間范圍內(nèi)經(jīng)過電場的多次加速獲得較大的能量.如圖所示為一種改進后的回旋加速器示意圖,其中盒縫間的加速電場的場強大小恒定,且被限制在A、C板間,帶電粒子從P0處由靜止釋放,并沿電場線方向射入加速電場,經(jīng)加速后再進入D形盒中的勻強磁場中做勻速圓周運動.對于這種改進后的回旋加速器,下列說法正確的是

A.帶電粒子每運動一周被加速一次

B.P1P2P2P3

C.粒子能獲得的最大速度與D形盒的尺寸有關(guān)

D.AC板間的加速電場的方向需要做周期性的變化

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A. 若兩車發(fā)生碰撞,開始剎車時兩輛車的間距一定小于87.5 m

B. 若兩車發(fā)生碰撞,開始剎車時兩輛車的間距一定小于112.5 m

C. 若兩車發(fā)生碰撞,則一定是在剎車后20s之內(nèi)的某時刻發(fā)生碰撞

D. 若兩車發(fā)生碰撞,則可能是在剎車后20s以后的某時刻發(fā)生碰撞

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