Question

（选修模块3-5）
（1）．关于黑体辐射的研究，物理学家曾经用热力学和电磁学的知识寻求黑体辐射的理论解释，德国的维恩和英国的瑞利分别提出了辐射强度与波长的理论公式．维恩公式在短波区与实验非常接近，在长波区与实验偏很大，瑞利公式在长波区与实验基本一致，而短波区与实验严重不符，根据以上信息，可推知以上二位物理学家曾经用的物理知识作为理论依据而进行的研究正确的是

 

A．德国的维恩研究的理论根据是热力学   B．英国的瑞利研究的理论根据是热力学
C．德国的维恩研究的理论根据是电磁学   D．英国的瑞利研究理论根据是电磁学
（2）静止在匀强磁场中₃⁶Li俘获一个速度v₀=7.7×10⁴的中子而发生核反应，生成一个₂⁴He和一个未知粒子_x^yX，若已知₂⁴He的速度v₂=2.0×10⁴m/s，其方向与反应前中子的方向相同，试求：
①写出核反应方程式并求X粒子元素符号和x，y
②求出未知粒子_x^yX的速度大小和方向
③生成的₂⁴He和未知粒子_x^yX在磁场中作圆周运动的周期之比．

Answer 1

分析：（1）德国的维恩研究的理论根据是热力学，英国的瑞利研究理论根据是电磁学．
（2）①根据质量数守恒和电荷数守恒，书写核反应方程．
②₃⁶Li俘获中子发生核反应的过程，动量守恒，根据动量守恒定律求解未知粒子_x^yX的速度大小和方向．
③粒子在磁场中受到洛伦兹力而做匀速圆周运动，周期为T=

2πm

qB

，根据质量和电荷量的关系，求出周期之比．

解答：解：（1）A、C德国的维恩研究的理论根据是热力学，故A正确，C错误．
B、D英国的瑞利研究理论根据是电磁学．故B错误，D正确．
故选AD
（2）①核反应方程式为  ₃⁶Li+₀¹n→₁³H+₂⁴He   未知粒子是₁³H．
②设中子、未知核和₂⁴He质量分别为m、3m和4m，未知核的速度为v₂，由动量守恒定律得：
mv₀=4mv₁+3mv₂
解出v₂=-1000m/s，方向与v₀相反      
③生成的₂⁴He和未知粒子_x^yX在磁场中作圆周运动，由洛伦兹力提供向心力，则有
周期为T=

2πm

qB

，
则 两粒子的周期之比为

T1

T2

=

2

3

．
答：（1）AD；
（2）①核反应方程式为 ₃⁶Li+₀¹n→₁³H+₂⁴He 未知粒子是₁³H．
②未知粒子_x^yX的速度大小是1000m/s，方向与v₀相反．
生成的₂⁴He和未知粒子_x^yX在磁场中作圆周运动的周期之比是2：3．

点评：微观粒子的碰撞与宏观物体的碰撞相似，也遵守动量守恒．书写核反应方程是基本功，要熟练掌握．