题目内容

在一次研究原子核内部结构的实验中，让1个速度为7.7×104 m/s的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中1个原来静止的锂核（）后产生1个氦核和另一个新核.测得氦核的速度是2.0×104 m/s，方向与反应前中子的运动方向相同，设中子质量与质子质量相等.

（1）写出核反应方程式.

（2）求出氦核和新核的轨道半径之比.

（3）当氦核转6圈时，新核转了几圈？

解析：（1）方程式为.

（2）设中子质量为m0、速度为v0，则氦核的质量为4m0、速度设为v1，新核质量为3m0、速度设为v2，由动量守恒定律得m0v0=4m0v1+ 3m0v2

v2==-0.1×104 m/s.

（负号表示新核的速度方向与中子的速度方向相反）

有Bqv=,即r=

则氦核轨道半径r1=

新核轨道半径r2=

所以.

（3）由Bqv=mω2r=得带电粒子在磁场中运动的周期T=，

所以氦核的周期T1=，

新核的周期T2=

设氦核转6圈时，新核转n圈，则有6T1=nT2，即，所以n=4.

答案：（1）

（2）40∶3  （3）4圈

练习册系列答案
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太阳现正处于主序星演化阶段，它主要是由电子的
 
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H、
 
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He等原子核组成，维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应，核反应方程是2e+4
 
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H→
 
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He+释放的核能，这些核能最后转化为辐射能，根据目前关于恒星演化的理论，若由于聚变反应而使太阳中的
 
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H核数目从现有数减少10%，太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段，为了简化，假定目前太阳全部由电子和
 
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H核组成．?
（1）为了研究太阳演化进程，需知道目前太阳的质量M，已知地球半径R=6.4×106 m，地球质量m=6.0×1024 kg，月地中心的距离r=1.5×1011 m，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，1年约为3.2×107 s，试估算目前太阳的质量M．?
（2）已知质量mp=1.6726×10-27 kg，
 
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He质量ma=6.6458×10-27 kg，电子质量me=0.9×10-30 kg，光速c=3×108 m/s．求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能．?
（3）又知地球上与太阳光垂直的每平方米截面上，每秒通过的太阳辐射能W=1.35×103 J/m2．试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命．（估算结果只要求一位有效数字）?
精英家教网（选3-5）
（1）判断以下说法的正误，在相应的括号内打“√”或“×”
A．太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核聚变反应
 

B．光电效应现象表明光具有波动性
 

C．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象，从而揭示出原子核具有复杂结构
 

D．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹
 

E．普朗克在研究黑体的热辐射问题时提出了能量子假说
 

F．氢原子的能级图如图所示，欲使一处于基态的氢原子释放出一个电子而变成氢离子，该氢原子需要吸收的能量至少是13.60eV
 

（2）某些建筑材料可产生放射性气体氡，氡可以发生α或β衰变，如果人长期生活在氡浓度过高的环境中，那么，氡经过人的呼吸道沉积在肺部，并大量放出射线，从而危害人体健康．原来静止的质量为M的氡核（
 
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Rn）发生一次α衰变生成新核钋（Po）．已知衰变后的α粒子的质量为m、电荷量为q、速度为v，并假设衰变过程中释放的核能全部转化为α粒子和新核的动能．（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）
①写出衰变方程；
②求出衰变过程中的质量亏损．
太阳现在正处于主序星演化阶段,它主要是由电子和、等原子核组成.维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是+释放的核能,这些核能最后转化为辐射能.根据目前关于恒星演化的理论,若由于聚变反应而使太阳中的核数目从现有数减少10%,太阳将离开主序星阶段而转入红巨星的演化阶段.为了简化,假定目前太阳全部由电子和核组成.

(1)为了研究太阳的演化进程,需知道太阳的质量M.已知地球半径R=6.4×106 m,地球质量m=6.0×1024 kg,日地中心的距离r=1.5×1011 m,地球表面处的重力加速度g取10 m/s2,1年约为3.2×107 s.试估算目前太阳的质量M.

(2)已知质子质量mp=1.672 6×10-27 kg, 质量mα=6.645 8×10-27 kg,电子质量me=0.9×10-30 kg,光速c=3×108 m/s.求每发生一次题中所述的核聚变反应所释放的核能.

(3)又知在地球上与太阳光垂直的每平方米截面上,每秒通过的太阳辐射能E=1.35×103 W/m2.试估算太阳继续保持在主序星阶段还有多少年的寿命.(估算结果只要求保留一位有效数字)

在一次研究原子核内部结构的实验中，让1个速度为7.7×104 m/s的中子沿着与磁场垂直的方向射入匀强磁场，击中1个原来静止的锂核（）后产生1个氦核和另一个新核.测得氦核的速度是2.0×104 m/s，方向与反应前中子的运动方向相同，设中子质量与质子质量相等.

（1）写出核反应方程式.

（2）求出氦核和新核的轨道半径之比.

（3）当氦核转6圈时，新核转了几圈？

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