题文
(15分)(1)(6分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放巨大的能量,该反应方程为:
,式中x是某种粒子。已知:
、
、
和粒子x的质量分别为2.0141u、3.0161u、4.0026u和1.0087u;1u=931.5MeV/c2,c是真空中的光速。由上述反应方程和数据可知,粒子x是__________,该反应释放出的能量为_________ MeV(结果保留3位有效数字)
(2)(9分)如图,小球a、b用等长细线悬挂于同一固定点O。让球a静止下垂,将球b向右拉起,使细线水平。从静止释放球b,两球碰后粘在一起向左摆动,此后细线与竖直方向之间的最大偏角为60°。忽略空气阻力,求
(i)两球a、b的质量之比;
(ii)两球在碰撞过程中损失的机械能与球b在碰前的最大动能之比。
题型:未知 难度:其他题型
答案
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解析
(1)根据核反应方程遵循的规律可得:
根据爱因斯坦质能方程ΔE=Δmc2可得:
ΔE=(2.0141+3.0161-4.0026-1.0087)×931.5MeV=17.6 MeV
(2)(i)设球b的质量为m2,细线长为L,球b下落至最低点,但未与球a相碰时的速度为v,由机械能守恒定律得
①
式中g是重力加速度的大小。设球a的质量为m1;在两球碰后的瞬间,两球共同速度为v′,以向左为正。有动量守恒定律得
②
设两球共同向左运动到最高处,细线与竖直方向的夹角为θ,由机械能守恒定律得
③
联立①②③式得
代入数据得
(ii)两球在碰撞过程中的机械能损失是
联立①⑥式,Q与碰前球b的最大动能Ek(Ek=
)之比为
⑦
联立⑤⑦式,并代入题给数据得
⑧
考点
据考高分专家说,试题“(15分)(1)(6分)氘核和氚核可发生.....”主要考查你对 [原子的核式结构模型:α粒子散射实验 ]考点的理解。
原子的核式结构模型:α粒子散射实验
α粒子散射实验:
是用α粒子轰击金箔,结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进,但是有少数α粒子发生了较大的偏转。这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。
汤姆孙的原子结构模型:
模型理论原子是一个球体,正电荷均匀分布在整个球内,而电子像枣糕里的枣儿那样镶嵌在原子里,电子的总电荷量和正电荷的电荷量相等模型比例
模型的应用
原子呈现电中性的原因是原子内正电荷与电子的总电荷数值相等;原子能够发光的原因是电子在原子内振动;不同原子发光频率不同的原因是不同原子内电子的振动频率不同等
模型的否定不能解释α粒子散射现象被否定