题文
两个分别具有动能E1=1MeV的氘核正面相碰,结果出现生成氦核(32He)的核反应,粒子和核的名称及它们的质量分别为:n:1.0087u,11H:1.0078u,21H:2.0141u,32He:3.0160u求出粒子的动能.
题型:未知 难度:其他题型
答案
核反应方程为:21H+21H→32He+10n,
设21H,32He,10n的质量分别为ml、m2、m3,反应后的总动能为E.
由能量守恒得2El+2mlc2=(m2+m3)c2+E则:
E=2El+(2m1+m2一m3)c2=2×1+(2×2.0141+3.0160-1.0087)×931=5.25MeV
在碰撞的过程中,动量守恒,可得
m2υ2=m3υ3,又E2En=12m2υ2212m3υ33=m2(m3m2υ3)2m3υ23=m3m2
上式中只有En,E2都未知,而En+E2=E,则合分比定理将上式变为
E2+EnEn=m2m2+m3
故放出粒子的动能En=m2m2+m3(E2+En)=m2m2+m3E=3.01603.0160.1.0087×5.25=3.9MeV.
答:粒子的动能为3.9MeV.
解析
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考点
据考高分专家说,试题“两个分别具有动能E1=1MeV的氘核正面.....”主要考查你对 [动量守恒定律 ]考点的理解。
动量守恒定律
动量守恒定律:
1、内容:一个系统不受外力或者所受外力之和为零,这个系统的总动量保持不变。
2、表达式:m1v1+m2v2=m1v1'+m2v2'。
3、动量守恒定律成立的条件:
①系统不受外力或系统所受外力的合力为零;
②系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多,如碰撞问题中的摩擦力,爆炸过程中的重力等外力比起相互作用的内力来小得多,可以忽略不计;
③系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变。
4、动量守恒的速度具有“四性”:
①矢量性;②瞬时性;③相对性;④普适性。
动量守恒定律与机械能守恒定律的比较:
系统动量守恒的判断方法:
方法一:南动量守恒的条件判断动量守恒的步骤如下:
(1)明确系统由哪几部分组成。
(2)对系统中各物体进行受力分析,分清哪些是内力,哪些是外力。
(3)看所有外力的合力是否为零,或内力是否远大于外力,从而判断系统的动量是否守恒。
方法二:南系统动量变化情况判断动量守恒方法如下:
(1)明确初始状态系统的总动量是多少。
(2)对系统内的物体进行受力分析、运动分析,确定每一个物体的动量变化情况。
(3)确定系统动量变化情况,进而判定系统的动量是否守恒。





