题目列表(包括答案和解析)
(19分)在组成原子的核外电子、质量、中子之间存在强核力、电磁力、弱核力的作用,当受到外界的影响,原子(或原子核)会发生变化,这种变化过程可用下列力学物理模型来模拟:在足够长的光滑水平轨道上有三个小木块A、B、C,质量分别为mA=mB=1kg,mC=2kg。其中B与C用一个轻弹簧固定连接,开始时整个装置处于静止状态;A和B之间有少许塑胶炸药,A的左边有一个弹性挡板(小木块与弹性挡板碰撞过程没有能量损失)。现在引爆塑胶炸药(不计爆炸时间),若炸药爆炸产生的能量有E0=9J转化为A和B沿轨道方向的动能,A和B分开后,A恰好在B、C之间的弹簧第一次恢复到原长时追上B,并且与B发生碰撞后立即粘在一起。求:
(1)在A追上B之前弹簧性势能的最大值?
(2)A与B相碰以后弹簧弹性势能的最大值?
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关于“原子核组成“的研究,经历了一些重要阶段,其中:
(1)1919年,卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子,其核反应方程为________________。
(2)1932年,查德威克用一种中性粒子流轰击氢原子和氮原子,打出了一些氢核(质子)和氮核,测量处被打出的氮核和氢核的速度,并由此推算处这种粒子的质量而发现了中子。
理查威克认为:原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计;被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的,其中速率最大的应该是弹性正碰的结果。实验中测得被碰氢核的最大速度为vH=3.30×107 m/s,被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s;已知mN=14 mH。
请你根据理查威克的实验数据,推导中性粒子(中子)的质量m与氢核的质量mH的关系?(保留三位有效数字)
〔物理——选修3-5〕
(1)某原子核反应堆由铀棒、镉棒、慢化剂、冷却剂和水泥防护层等组成,关于它们的作用,下列说法中正确的是 (填入正确选项前的字母)。
A.铀棒是核反应堆的燃料
B.镉棒是吸收中子的材料
C.慢化剂(如石墨、重水等)起减慢核反应的作用
D.冷却剂把反应堆的热量传递出去,同时使反应堆冷却
(2)如图所示,光滑水平面上放置前后连接着的甲、乙两辆小车,小车的质量均为M=4kg、车长相同为L=2.5m,甲车上表面水平且光滑,乙车上表面水平但粗糙。一根通过细线拴着且被压缩的轻质弹簧固定在甲车的左端,质量为m=2kg的滑块P(可视为质点)与弹簧的右端接触但不相连,此时弹簧的弹性势能E0=20J。弹簧的长度远小于车的长度,整个系统处于静止状态。两车之间有一感应机关,在它的作用下,当滑块滑过两车连接处时,两车将自动分离。现剪断细线,滑块先后在甲、乙小车上滑行,最终滑块恰好滑到乙车的另一端而未滑出乙车。取g=10m/s2,求:
①滑块P滑上乙车前瞬间的速度;
②滑块P与乙车之间的动摩擦因数。
太阳现在正处于主序星演化阶段。它主要是由电子和、
等原子核组成。维持太阳辐射的是它内部的核聚变反应,核反应方程是:
+释放核能,这些核能最后转化为辐射能。
①已知质子质量mp,氦核的质量mα,电子质量me,光速c。试求每发生一次上述核反应所释放的核能;
②用上述辐射中产生的波长为400nm某一单色光去照射逸出功为3.0×10-19J金属材料铯时,能否产生光电效应?若能,试求出产生的光电子的最大初动能。(保留三位有效数字,普朗克常量h=6.63×10-34J·s)
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