分析 (1)根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程.
(2)根据爱因斯坦质能方程求出反应中释放的核能.
(3)结合动量守恒定律和能量守恒定律求出反应后生成的氦核(23H)和中子(01n)的速度大小之比.
解答 解:(1)由质量数守恒和核电荷数守恒,核反应方程为:${2}_{1}^{2}H$→${\;}_{2}^{3}He{+}_{0}^{1}n$;
(2)反应过程中质量减少了:
△m=2×2.0136u-1.0087u-3.0150u=0.0035u
反应过程中释放的核能△E=0.0035×931.5MeV=3.26MeV.
(3)因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能.
设氦3和中子的质量分别为m1、m2,速度分别为υ1、υ2,
则由动量守恒及能的转化和守恒定律,得:
m1υ1-m2υ2=0
Ek1+Ek2=2Ek0+△E
解方程组,可得:$\frac{{E}_{k1}}{{E}_{k2}}=\frac{1}{3}$,
因为氦3和中子的质量比为3:1,则$\frac{{v}_{1}}{{v}_{2}}=\frac{1}{3}$.
答:(1)核反应方程为:${2}_{1}^{2}H$→${\;}_{2}^{3}He{+}_{0}^{1}n$;
(2)上述反应中释放的核能为3.26MeV;
(3)反应后生成的氦核(23H)和中子(01n)的速度大小之比是1:3.
点评 本题考查了原子核和动量守恒定律的综合运用,掌握爱因斯坦质能方程,知道两个氘核对心碰撞过程中,动量守恒、能量守恒.
科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:填空题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 原子核的结合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量 | |
B. | 钚核${\;}_{94}^{239}$Pu的衰变方程为:${\;}_{94}^{239}$Pu-→${\;}_{92}^{235}$U+${\;}_{2}^{4}$He,衰变产物α粒子和铀核的结合能之和一定大于钚核的结合能 | |
C. | 比结合能越大,原子核越不稳定 | |
D. | 自由核子组成原子核时,其质量亏损所对应的能量大于该原子核的结合能 |
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科目:高中物理 来源: 题型:计算题
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科目:高中物理 来源: 题型:多选题
A. | 原线圈的输入电压有效值为100 V | |
B. | 矩形线圈的匝数为N=20 | |
C. | 在滑动变阻器的滑片P缓慢地向上滑动的过程中,电流表的读数逐渐减小 | |
D. | 如果仅将矩形线圈转动的角速度变为原来的2倍,则变压器的输出功率变为原来的2倍 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | U=Ed关系式适用于任何电场 | |
B. | 在匀强电场中,两点间的电势差正比于两点间的距离 | |
C. | U=Ed公式中的d是指两点间的距离 | |
D. | $\frac{V}{m}$和$\frac{N}{C}$两单位相等 |
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科目:高中物理 来源: 题型:选择题
A. | 16N | B. | 12N | C. | 8N | D. | 4N |
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科目:高中物理 来源: 题型:实验题
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