热门试卷

如图所示为EAST部分装置的简化模型：垂直纸面的有环形边界的匀强磁场b区域，围着磁感应强度为零的圆形a区域,a区域内的离子向各个方向运动。离子的速度只要不超过某值，就不能穿过环形磁场的外边界而逃逸，从而被约束．设离子质量为m，电荷量为q，环形磁场的内半径为 ，外半径 ．

(1)将下列核反应方程补充完整，指出哪个属于核聚变方程．并求出聚变过程中释放的核能  ．已知  的质量为， 的质量为。粒子的质量为

的质量为 质子质量为 ，电子质量为，光速为c

(2)若要使从a区域沿任何方向，速率为v 的离子射入磁场时都不能越出磁场的

外边界，则b区域磁场的磁感应强度至少为多大?

(3)若b区域内磁场的磁感应强度为B．离子从a区域中心o点沿半径OM方向

以某一速度射入b区域，恰好不越出磁场的外边界．请画出在该情况下离子在

a b区域内运动一个周期的轨迹，并求出周期．

1996年清华大学和香港大学的学生合作研制出太阳能汽车，该车是利用太阳能电池将所接受的太阳光转化为电能提供给电动机驱动汽车的．已知车上太阳能电池正对太阳时，电池加在电动机上的电压为U，通过的电流为I，电动机的直流电阻为R，太阳辐射能量的总功率为P，太阳光垂直照射到该太阳能电池的面板（接受太阳光能的装置）时，单位面积的辐射功率为．问：

　　（1）此时电动机的效率＝________________．

（2）假若太阳光在穿过太空及地球表面大气层到达地面时，沿途的能量损耗忽略不计，求太阳到地球的距离r

（3）太阳辐射的能量实际上由质子参与的一系列反应产生，而这一系列的反应的总效果相当于下述核反应：．若质子，氦核．正电的质量分别为，，，试求在1秒内参与上述热核反应的质子数目．

为验证爱因斯坦质能方程△E=△mc2的正确性，设计了如下实验：用动能为E1=0.6 MeV的质子轰击静止的锂核Li，生成两个α粒子，测量两个α粒子的动能之和为E2=19.9 MeV。

(1)写出该核反应方程；

(2)通过计算说明△E=△mc2正确。（已知质子、α粒子、锂核的质量分别为mp=1.007 3 u，mα=4. 001 5 u，mLi=7.016 0 u）

在衰变中常伴有一种称为“中微子”的例子放出。中微子的性质十分特别，因此在实验中很难探测。1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用中微子与水中的核反应，间接地证实了中微子的存在。

（1）中微子与水中的发生核反应，产生中子（）和正电子（），即中微子+→+可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是____________。（填写选项前的字母）

A、0和0

B、0和1

C、1和0

D、1和1

（2）上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，与电子形成几乎静止的整体后，可以转变为两个光子（），即+2已知正电子和电子的质量都为9.1×10-31kg，反应中产生的每个光子的能量约为____________J，正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，原因是____________。

（3）试通过分析比较，具有相同动能的中子和电子的物质波波长的大小。

同位素原子在许多方面有着广泛应用，1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走α放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期。

（1）写出α粒子轰击铝箔（）产生中子的核反应方程式。

（2）上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素，写出其产生正电子核反应方程式。

（3）简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子。

一个静止的氡核Rn，放出一个α粒子后衰变为钋核Po，同时放出能量为E＝0.26 MeV的光子．假设放出的核能完全转变为钋核与α粒子的动能，不计光子的动量．已知M氡＝222.08663 u、mα＝4.0026 u、M钋＝218.0766 u，1 u相当于931.5 MeV的能量．

(1)写出上述核反应方程；

(2)求出发生上述核反应放出的能量；

(3)确定钋核与α粒子的动能．