在一次研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗中，讓1個速度為7.7×104 m/s的中子沿著與磁場垂直的方向射入勻強磁場，擊中1個原來靜止的鋰核（）后產(chǎn)生1個氦核和另一個新核.測得氦核的速度是2.0×104 m/s，方向與反應(yīng)前中子的運動方向相同，設(shè)中子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量相等.

（1）寫出核反應(yīng)方程式.

（2）求出氦核和新核的軌道半徑之比.

（3）當氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了幾圈？

（1）

（2）40∶3  （3）4圈


解析:

（1）方程式為.

（2）設(shè)中子質(zhì)量為m0、速度為v0，則氦核的質(zhì)量為4m0、速度設(shè)為v1，新核質(zhì)量為3m0、速度設(shè)為v2，由動量守恒定律得m0v0=4m0v1+ 3m0v2

v2==-0.1×104 m/s.

（負號表示新核的速度方向與中子的速度方向相反）

有Bqv=,即r=

則氦核軌道半徑r1=

新核軌道半徑r2=

所以.

（3）由Bqv=mω2r=得帶電粒子在磁場中運動的周期T=，

所以氦核的周期T1=，

新核的周期T2=

設(shè)氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)n圈，則有6T1=nT2，即，所以n=4.

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)正處于主序星演化階段，它主要是由電子的
 
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H、
 
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He等原子核組成，維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng)，核反應(yīng)方程是2e+4
 
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H→
 
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He+釋放的核能，這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能，根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論，若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的
 
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H核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%，太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段，為了簡化，假定目前太陽全部由電子和
 
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H核組成．?
（1）為了研究太陽演化進程，需知道目前太陽的質(zhì)量M，已知地球半徑R=6.4×106 m，地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg，月地中心的距離r=1.5×1011 m，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，1年約為3.2×107 s，試估算目前太陽的質(zhì)量M．?
（2）已知質(zhì)量mp=1.6726×10-27 kg，
 
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He質(zhì)量ma=6.6458×10-27 kg，電子質(zhì)量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能．?
（3）又知地球上與太陽光垂直的每平方米截面上，每秒通過的太陽輻射能W=1.35×103 J/m2．試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命．（估算結(jié)果只要求一位有效數(shù)字）?

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科目：高中物理 來源： 題型：

精英家教網(wǎng)（選3-5）
（1）判斷以下說法的正誤，在相應(yīng)的括號內(nèi)打“√”或“×”
A．太陽輻射的能量主要來自太陽內(nèi)部的核聚變反應(yīng)
 

B．光電效應(yīng)現(xiàn)象表明光具有波動性
 

C．貝克勒爾發(fā)現(xiàn)了鈾和含鈾礦物的天然放射現(xiàn)象，從而揭示出原子核具有復雜結(jié)構(gòu)
 

D．利用γ射線的電離作用，可檢查金屬內(nèi)部有無砂眼或裂紋
 

E．普朗克在研究黑體的熱輻射問題時提出了能量子假說
 

F．氫原子的能級圖如圖所示，欲使一處于基態(tài)的氫原子釋放出一個電子而變成氫離子，該氫原子需要吸收的能量至少是13.60eV
 

（2）某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體氡，氡可以發(fā)生α或β衰變，如果人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中，那么，氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部，并大量放出射線，從而危害人體健康．原來靜止的質(zhì)量為M的氡核（
 
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Rn）發(fā)生一次α衰變生成新核釙（Po）．已知衰變后的α粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q、速度為v，并假設(shè)衰變過程中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能．（注：涉及動量問題時，虧損的質(zhì)量可忽略不計）
①寫出衰變方程；
②求出衰變過程中的質(zhì)量虧損．

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科目：高中物理 來源： 題型：

在一次研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗中，讓1個速度為7.7×104 m/s的中子沿著與磁場垂直的方向射入勻強磁場，擊中1個原來靜止的鋰核（）后產(chǎn)生1個氦核和另一個新核.測得氦核的速度是2.0×104 m/s，方向與反應(yīng)前中子的運動方向相同，設(shè)中子質(zhì)量與質(zhì)子質(zhì)量相等.

（1）寫出核反應(yīng)方程式.

（2）求出氦核和新核的軌道半徑之比.

（3）當氦核轉(zhuǎn)6圈時，新核轉(zhuǎn)了幾圈？

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科目：高中物理 來源： 題型：

太陽現(xiàn)在正處于主序星演化階段,它主要是由電子和、等原子核組成.維持太陽輻射的是它內(nèi)部的核聚變反應(yīng),核反應(yīng)方程是+釋放的核能,這些核能最后轉(zhuǎn)化為輻射能.根據(jù)目前關(guān)于恒星演化的理論,若由于聚變反應(yīng)而使太陽中的核數(shù)目從現(xiàn)有數(shù)減少10%,太陽將離開主序星階段而轉(zhuǎn)入紅巨星的演化階段.為了簡化,假定目前太陽全部由電子和核組成.

(1)為了研究太陽的演化進程,需知道太陽的質(zhì)量M.已知地球半徑R=6.4×106 m,地球質(zhì)量m=6.0×1024 kg,日地中心的距離r=1.5×1011 m,地球表面處的重力加速度g取10 m/s2,1年約為3.2×107 s.試估算目前太陽的質(zhì)量M.

(2)已知質(zhì)子質(zhì)量mp=1.672 6×10-27 kg, 質(zhì)量mα=6.645 8×10-27 kg,電子質(zhì)量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每發(fā)生一次題中所述的核聚變反應(yīng)所釋放的核能.

(3)又知在地球上與太陽光垂直的每平方米截面上,每秒通過的太陽輻射能E=1.35×103 W/m2.試估算太陽繼續(xù)保持在主序星階段還有多少年的壽命.(估算結(jié)果只要求保留一位有效數(shù)字)

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