题目内容

【物理3-5】在用α粒子轰击静止的氮核的实验中,假设某次碰撞恰好发生在同一条直线上。已知α粒子轰击前的速度为v0,质量为m0,产生的氧核速度为v1,质量为m1,同向飞出的质子的质量为m2,设光速为c,问:

(1)质子飞出的速度为多大?

(2)已知生成物氧核和质子的总动能比入射的α粒子动能少了ΔEk,若该反应引起的质量亏损中,伴随着飞出一个光子,则该光子的能量E为多大?

解:(1)由动量守恒定律m0v0=m1v1+m2v2

解出质子飞出的速度  v2=

(2)由质能方程,因质量亏损放出的能量

ΔE=[m0-(m1+m2)]c2  

由能量守恒定律

E=ΔE+ΔEk

联立解得:E=(m0-m1-m2)c2+ΔEk

考查动量守恒定律,质能方程,能量守恒定律。

练习册系列答案
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【选做部分】

考生必须从中选择2道题作答。

1.【物理—物理3-3】

一定质量的理想气体由状态A经状态B变为状态C,其中A→B过程为等压变化,B→C过程为等容变化。已知VA=0.3 m3,TA=TC=300 K,TB=400 K。

(1)求气体在状态B时的体积。

(2)说明B→C过程压强变化的微观原因。

(3)设A→B过程气体吸收热量为Q1,B→C过程气体放出热量为Q2,比较Q1、Q2的大小说明原因。

2.【物理—物理3-4】

(1)图1为一简谐波在t=0时刻的波形图,介质中的质点P做简谐运动的表达式为y=Asin5πt,求该波的波速,并画出t=0.3 s时的波形图(至少画出一个波长)。

图1

(2)一束单色光由左侧射入盛有清水的薄壁圆柱形玻璃杯,图2为过轴线的截面图,调整入射角α,使光线恰好在水和空气的界面上发生全反射。已知水的折射率为,求sinα的值。

图2

3.【物理—物理3-5】

(1)历史上第一次利用加速器实现的核反应,是用加速后动能为0.5MeV的质子轰击静止的,生成两个动能均为8.9MeV的(1MeV=1.6×10-13/J)

①上述核反应方程式为_____________________________。

②质量亏损为_____________ kg。

(2)如图所示,光滑水平直轨道上有三个滑块A、B、C,质量分别为mA=mC=2m,mB=m,A、B用细绳连接,中间有一压缩的轻弹簧(弹簧与滑块不栓接)。开始时A、B以共同速度v0运动,C静止,某时刻细绳突然断开,A、B被弹开,然后B又与C发生碰撞并粘在一起,最终三滑块速度恰好相同。求B与C碰撞前B的速度。

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