题目内容

在某次核聚变实验中，氘核被加热至高温，引起动能各为0.3 MeV的两个氘核正碰放出一个快中子和一个新核，释放出3.27 MeV的能量，氘核的质量为2.013 553 u，中子的质量为1.008 665 u，新核的质量为3.015 u，已知1 u的质量相当于931.5 MeV的能量.计算快中子的动能.

0.405 MeV


解析:

设聚变后新核速度为v，中子速度为vn，质量为m，则由能量守恒定律得：

2×0.3+Δmc2=3.27+mvn2+×3mv2

由动量守恒定律得：0=3mv+mvn

m=2×2.013 53 u-3.015 u-1.008 665 u

由以上各式可求得快中子动能：

Ek=mvn2=0.405 MeV.

练习册系列答案
相关题目
A．（选修模块3-3）
二氧化碳是导致全球变暖的主要原因之一，人类在采取节能减排措施的同时，也在研究控制温室气体的新方法，目前专家们正在研究二氧化碳的深海处理技术．
（1）在某次实验中，将一定质量的二氧化碳气体封闭在一可自由压缩的导热容器中，将容器缓慢移到海水某深处，气体体积减为原来的一半，不计温度变化，则此过程中
BD
BD

A．封闭气体对外界做正功            B．封闭气体向外界传递热量
C．封闭气体分子的平均动能增大      D．封闭气体组成的系统的熵减小
（2）实验发现，二氧化碳气体在水深170m处变成液体，它的密度比海水大，靠深海的压力使它永沉海底，以减少排放到大气中的二氧化碳量．容器中的二氧化碳处于汽液平衡状态时的压强随温度的增大而
增大
增大
（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在二氧化碳液体表面，其分子间的引力
大于
大于
（选填“大于”、“等于”或“小于”）斥力．
（3）实验发现，在水深300m处，二氧化碳将变成凝胶状态，当水深超过2500m时，二氧化碳会浓缩成近似固体的硬胶体．设在某状态下二氧化碳气体的密度为ρ，摩尔质量为M，阿伏加德罗常数为N，将二氧化碳分子看作直径为D的球，体积为于
1
6
πD3，则在该状态下体积为V的二氧化碳气体变成固体后体积为多少？
B．（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是
AB
AB

A．相对论认为时间和空间与物质的运动状态有关
B．用激光读取光盘上记录的信息是利用激光平行度好的特点
C．一列波在向前传播，当波源突然停止振动时，其他质点也同时停止振动
D． 单摆的摆长增大后，简谐运动的频率会变大
（2）我国正在大规模建设第三代移动通信系统（3G），它将无线通信与国际互联网等多媒体通信结合起来，能提供无线网络、电话会议、电子商务等信息服务．某移动运营商采用1.8x109HZ的电磁波传递信号，此电磁波在真空中的波长为
0.17
0.17
m；在通话时，手机将声音信号转变成电信号，再经过
调制
调制
（选填“调谐”、“调制”或“解调”）后，把信号发送到基站中转．
（3）在某科技馆内放置了一个高大的半圆柱形透明物体，其俯视图如图所示，0为半圆的圆心．甲、乙两同学为了估测该透明体的折射率，进行了如下实验．他们分别站在A、O处时，相互看着对方，然后两人贴着柱体慢慢向一侧运动，到达B、C处时，甲刚好看不到乙．已知半圆柱体的半径为R，OC=0.6R，BC⊥OC，则半圆柱形透明物体的折射率为多少？
C．（选修模块3-5）
（1）下列物理实验中，能说明粒子具有波动性的是
CD
CD

A．通过研究金属的遏止电压与入射光频率的关系，证明了爱因斯坦方程的正确性
B．通过测试多种物质对X射线的散射，发现散射射线中有波长变大的成分
C．通过电子双缝实验，发现电子的干涉现象
D．利用晶体做电子束衍射实验，证实了电子的波动性
（2）氢原子的能级如图所示．有一群处于n=4能级的氢原子，这群氢原子能发出
6
6
种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应现象，则该金属的逸出功应小于
12.75
12.75
eV．
（3）近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是
 
2
1
H+
 
3
1
H→
 
4
2
He+
 
1
0
n．若
 
2
1
H和
 
3
1
H迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2，
 
2
1
H、
 
3
1
H、
 
4
2
He、
 
1
0
n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后
 
4
2
He的速度大小为v3，方向与
 
2
1
H的运动方向相同，求中子
 
1
0
n的速度
（选取m的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应）．
（2011?无锡一模）选做题
B、（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是：
AC
AC

A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为，相对于任何参考系，光速都是一样的
D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最大位移处时开始计时
（2）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线．则该横波的速度为
1
1
m/s，传播方向为
左
左
．

（3）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为
2
，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为多大？一束与MN平面成450的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．则从MN射出的光束的宽度为多少？
C、（选修模块3-5）
（1）以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：
C
C

A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239（92239U）很不稳定，经过
两
两
次β次衰变后变成钚239（94239Pu），写出该过程的核反应方程式：
92239U→94239Pu+2-10e
92239U→94239Pu+2-10e
．
（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3m．Q与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞．求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？
在某次核聚变实验中，氘核被加热至高温，引起动能各为0.3 MeV的两个氘核正碰放出一个快中子和一个新核，释放出3.27 MeV的能量，氘核的质量为2.013 553 u，中子的质量为1.008 665 u，新核的质量为3.015 u，已知1 u的质量相当于931.5 MeV的能量.计算快中子的动能.

选做题
B、（选修模块3-4）
（1）下列说法中正确的是：______
A、水面上的膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的干涉造成的色散现象
B、根据麦克斯韦的电磁场理论可知，变化的电场周围一定可以产生稳定的磁场
C、相对论认为，相对于任何参考系，光速都是一样的
D、在测定单摆周期时，为减小实验误差，最好在小球经过最大位移处时开始计时
（2）一列简谐横波沿x轴传播，图甲是t=3s时的波形图，图乙是波上x=2m处质点的振动图线．则该横波的速度为______m/s，传播方向为______．

（3）半径为R的半圆柱形玻璃，横截面如图所示，O为圆心，已知玻璃的折射率为，当光由玻璃射向空气时，发生全反射的临界角为多大？一束与MN平面成45的平行光束射到玻璃的半圆柱面上，经玻璃折射后，有部分光能从MN平面上射出．则从MN射出的光束的宽度为多少？
C、（选修模块3-5）
（1）以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：______
A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239（92239U）很不稳定，经过______次β次衰变后变成钚239（94239Pu），写出该过程的核反应方程式：______．
（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3m．Q与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞．求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？

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