题文
静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个运动方向垂直于磁场,速度大小为7.7×104m/s的中子,若发生核反应后只产生了两个新粒子,其中一个粒子为氦核(42He).反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示.42He核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40:3.
(1)写出此核反应的方程式.
(2)求产生的未知新粒子的速度.
(3)若63Li核的质量为m1,中子的质量为m2,42He核的质量为m3,产生的新粒子的质量为m4,光在真空中的速度为c,计算上述核反应释放的核能.
题型:未知 难度:其他题型
答案
(1)核反应方程为:63Li+10n→42He+31H
(2)设中子,氦核、氘核的质量分别为m1、m2、m3,速度大小分别为v1、v2、v3,粒子做匀速圆周运动的半径为R,
由qvB=mv2R得:R=mvqB
由RHeRH=403,可得:m2v2m3v3=q2BRHeq3BRH=2×403=803
由动量守恒定律得:m1v1=m2v2+m3v3
由径迹图象可知v2与v1同向,v3与v1反向,即:m1v1=803m3v3-m3v3
解得v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)质量损△m=m1+m2-m3-m4
释放的核能△E=△mc2=(m1+m2-m3-m4)c2
答:(1)核反应方程为:63Li+10n→42He+31H
(2)产生的未知新粒子的速度v3=1×103m/s,方向与中子速度方向相反
(3)上述核反应释放的核能为(m1+m2-m3-m4)c2
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解析
63
考点
据考高分专家说,试题“静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个运动.....”主要考查你对 [核能,爱因斯坦质能方程 ]考点的理解。
核能,爱因斯坦质能方程
爱因斯坦智能方程:
1、核能:核反应中放出的能叫核能。
2、当r<10-15 m时,核子间相互作用力(核力)起作用。原子核是原子凭借核力结合在一起构成的,而把核子分开所需要的能量,就是原子核的结合能。结合能与核子数之比,称做比结合能,也叫平均结合能。比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定。
3、质量亏损:核子结合生成原子核,所生成的原子核的质量比生成它的核子的总质量要小些,这种现象叫做质量亏损。
4、质能方程:爱因斯坦的相对论指出,物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E=mc2,这就是爱因斯坦的质能方程。
质能方程的另一个表达形式是:ΔE=Δmc2。
核反应方程的书写方法:
某种元素的原子核变为另一种元素的原子核的过程叫做核反应,常见的核反应分为衰变、人工转变、裂变、聚变等几种类型,无论写哪种类型的核反应方程,都应注意以下几点: (1)必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律。有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律(例如裂变和聚变方程常含能量项)。
(2)核反应方程的箭头(→)表示核反应进行的方向。不能把箭头写成等号。
(3)写核反应方程必须要有实验依据,绝不能毫无根据地编造。
(4)在写核反应方程时,应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上,然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核 (或未知粒子)的电荷数和质量数,最后根据未知核(或未知粒子)的电荷数确定它们是哪种元素(或哪种粒子),并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。


