- 对心碰撞和非对心碰撞、散射
- 共327题
(1)下列说法正确的是______________。
A.黑体辐射,随着温度的升高,一方面各种波长的辐射强度都有增加,加一方面辐射强度的极大值向波长较短的方向移动
B.原子核越大,它的结合能越高,原子核中核子结合得越牢固
C.在康普顿效应中,当入射光子与晶体中的电子碰撞时,把一部分动量转移给电子,因此光子散射后波长变长
D.4个放射性元素的原子核经过一个半衰期后一定还剩下2个没有发生衰变
(2)一群氢原子处于量子数的能级状态,氢原子的能级示意图如图,那么:
①该群氢原子可能发射______________种频率的光子;
②氢原子由的能级直接跃迁到
的能级时,辐射出的光子照射到逸出功为
的金属钾时能发生光电效应,由此产生的光电子的最大的初动能是______________
。
(3)如图所示,在水平光滑直导轨上,静止着三个质量均为的相同小球A、B、C,现让A球以
的速度向B球运动,A、B两球碰撞后粘合在一起,两球继续向右运动并跟C球碰撞,碰后C球的速度
。求:
①A、B两球碰撞后瞬间的共同速度;
②两次碰撞过程中损失的总动能。
正确答案
(1)AC
(2)①6,②0.3
(3)①A、B相碰满足动量守恒
得两球跟C球相碰前的速度
②两球与C球相碰同样满足动量守恒
得两球碰后的速度
两次碰撞损失的动能
人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程,请按要求回答下列问题。
(1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡献,请选择其中的两位,指出他们的主要成绩。
①__________________________________;
②___________________________________。
在贝可勒尔发现天然放射现象后,人们对放射线的性质进行了深入研究,如图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹,请从三种射线中任选一种,写出它的名称和一种用途。
(2)在可控核反应堆中需要给快中子减速,轻水、重水和石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与H核碰撞减速,在石墨中与
核碰撞减速,上述碰撞可简化为弹性碰撞模型。某反应堆中快中子与静止的靶核发生对心正碰,通过计算说明,仅从一次碰撞考虑,用重水和石墨作减速剂,哪种减速效果更好?
正确答案
解:(1)卢瑟福提出了原子的核式结构模型(或其他成就);玻尔把量子理论引入原子模型,并成功解释了氢光谱(或其他成就);查德威克发现了中子(或其他成就)
如2是γ射线,可用来检查金属内部有无砂眼和裂纹
(2)设中子质量为Mn,靶核质量为M,由动量守恒定律:Mnv0=Mnv1+Mv2
由能量守恒:
解得
在重水中靶核质量:MH=2Mn
在石墨中靶核质量:MC=12Mn
与重水靶核碰后中子速度较小,故重水减速效果更好
用中子轰击锂核()发生核反应,生成氚核(
)和α粒子,同时释放出
的核能(
)。
(1)写出上述核反应方程。
(2)计算核反应过程中的质量亏损(以千克为单位,计算结果保留两位有效数字)。
(3)若反应前中子以的动能和锂核发生正碰,且碰撞前中子和锂核具有等大反向的动量,核反应过程中释放出的核能全部转化为动能,则反应后生成的氚核和α粒子的动能各为多大?
正确答案
解:(1)
(2)根据△E=△Mc2,得△M=8.5×10-30 kg
(3)由,得
由
代入数据得
两个动能均为1MeV的氘核发生正面碰撞,引起如下反应:试求:
(1)此核反应中放出的能量△E为多少?
(2)若放出的能量全部变为新生核的动能,则新生的氢核具有的动能是多少?(的质量为2.0136u,
的质量为3.0156u.
的质量为1.0073u.1 u=931.5MeV)
正确答案
解:(1) 此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为
△m=(2×2.0136-3.0156-1.0073)u=0.0043u,
△E=△mc2=0. 004 \3×931.5 MeV=4.005 MeV.
(2) 因碰前两氘核动能相同,相向正碰,故碰前的总动量为零.
因核反应中的动量守恒,故碰后质子和氚核的总动量也为零.
设其动量分别为P1 和P2 必有P1=-P2 .
设碰后质子和氚核的动能分别为Ek1 和Ek2 ,质量分别为m1和m2 .
则
故新生的氢核的动能为
两个动能均为0.35MeV的氘核对心正碰,聚变后生成氦核同时放出一个中子,已知氘核的质量为3. 3426 ×10-27kg ,氦核的质量为5.0049 ×10-27kg ,中子的质量为1. 6745 ×10-27kg. 设聚变中放出的能量都转变成了氦核和中子的动能,求氦核的动能.
正确答案
解:两个氘核发生聚变的质量亏损与放出的能量分别为
△m=2mH-mHe-mn = (2×3.3426×10-27-5. 0049×10-27-1. 6745×10-27) kg=5.8×10-3 kg
△E=△mc2=5.8×10-30×(3×108)2J=5. 22×10-13 J=3. 26MeV
两个氘核对心正碰发生聚变的过程中动量守恒
由此有mHvH-mHvH=mHevHe-mnvn
两个氘核发生聚变的过程,由能量守恒有
联立以上三式解得氦核的动能为
扫码查看完整答案与解析