分析 根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中洛倫茲力提供向心力,求得α粒子的速度,再結(jié)合動(dòng)量守恒定律求出新核的速度,再根據(jù)洛倫茲力提供向心力求解新核半徑,結(jié)合質(zhì)能方程即可求得衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損.
解答 解:(1)衰變放出的α粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有:
$4m\frac{{{v}_{1}}^{2}}{R}=B•2e{v}_{1}$
解得:${v}_{1}=\frac{BeR}{2m}$
衰變過(guò)程動(dòng)量守恒,設(shè)新核速度為v2,以α粒子的速度方向?yàn)檎瑒t有:
0=4mv1-(M-4m)v2
解得:v2=$\frac{2BeR}{M-4m}$,
新核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則有:
$(M-4m)\frac{{{v}_{2}}^{2}}{r}=B•(q-2e){v}_{2}$
解得:r=$\frac{2BeR}{B(q-2e)}$
(2)衰變過(guò)程α粒子、新核的動(dòng)能來(lái)自核能,所以衰變釋放的核能為:
△E=$\frac{1}{2}$(M-4m)v22+$\frac{1}{2}$×4mv12
又△E=△mc2
解得:△m=$\frac{2{B}^{2}{e}^{2}{R}^{2}}{(M-4m){c}^{2}}+$$\frac{{B}^{2}{e}^{2}{R}^{2}}{2m{c}^{2}}$
答:(1)新核的軌道半徑為$\frac{2BeR}{B(q-2e)}$;
(2)在衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損為$\frac{2{B}^{2}{e}^{2}{R}^{2}}{(M-4m){c}^{2}}+\frac{{B}^{2}{e}^{2}{R}^{2}}{2m{c}^{2}}$.
點(diǎn)評(píng) 該題將帶電粒子在磁場(chǎng)中的圓周運(yùn)動(dòng)與動(dòng)量守恒定律和質(zhì)能方程結(jié)合在一起,要理清它們之間的關(guān)系,確定要使用的公式,難度較大.
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | 風(fēng)吹過(guò)麥田時(shí)形成的滾滾麥浪 | |
B. | 船駛過(guò)平靜的湖面,湖面上形成的水浪 | |
C. | 團(tuán)體操中演員們此起彼伏形成的人浪 | |
D. | 在船搖晃時(shí),船上的乘客都一起左右搖晃 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 物塊離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度大小為1.5m/s | |
B. | 彈簧在B點(diǎn)時(shí)具有的彈性勢(shì)能為10.25J | |
C. | 改變彈簧的彈性勢(shì)能,物塊做平拋運(yùn)動(dòng),可能垂直落到擋板上 | |
D. | 改變彈簧的彈性勢(shì)能,擊中擋板時(shí)物塊的最小動(dòng)能為10$\sqrt{3}$J |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題
A. | 電流將改變方向 | B. | 磁場(chǎng)方向和線圈平面平行 | ||
C. | 線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 | D. | 穿過(guò)線圈的磁通量最大 |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題
A. | B. | C. | D. |
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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題
彈簧壓縮量x/cm | 1.00 | 1.50 | 2.00 | 2.50 | 3.00 | 3.50 |
小球飛行水平距離s/cm | 20.10 | 30.00 | 40.10 | 49.90 | 69.90 |
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