處于靜止?fàn)顟B(tài)的某原子核X,發(fā)生α衰變后變成質(zhì)量為M的原子核Y,被釋放的α粒子垂直射人磁感強度為B的勻強磁場中,測得其圓周與運動的半徑為r,設(shè)α粒子質(zhì)量為m,質(zhì)子的電量為e,試求:
(1)衰變后α粒子的速率υa和動能Eka;
(2)衰變后Y核的速率υy和動能Eky;
(3)衰變前X核的質(zhì)量Mx
分析:(1)發(fā)生α衰變后生產(chǎn)的粒子在磁場中做圓周運動,根據(jù)洛倫茲力作為向心力可以急速那粒子的速度和動能的大;
(2)根據(jù)動量守恒可以計算衰變后Y核的速率υy進而可以計算動能Eky
(3)根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程來計算質(zhì)量的大。
解答:解:(1)α粒子在勻強磁場中做圓周與運動所需的向心力同洛侖茲力提供,
即Bqv=m
v
2
α
r
,α粒子的帶電量為q=2e
所以α粒子的速率:vα=
2Ber
m
,
動能:E=
1
2
mv
 
2
α
=
2B2e2r2
m

(2)由動量守恒mvα-Mvy=0
所以vy=
2Ber
m
,
Eky=
1
2
Mv
 
2
y
=
2B2e2r2
M

(3)由質(zhì)能方程:△E=△mc2
而△E=Ekx+Eky,
所以△m=
2B2e2r2
c2
1
m
+
1
M

衰變前X核的質(zhì)量:Mx=m+M+△m=m+M+
2B2e2r2
c2
1
m
+
1
M
).
答:(1)衰變后α粒子的速率υa
2Ber
m
,動能Eka
2B2e2r2
m
;
(2)衰變后Y核的速率υy為=
2Ber
m
,動能Eky
2B2e2r2
M
;
(3)衰變前X核的質(zhì)量Mx為m+M+
2B2e2r2
c2
1
m
+
1
M
).
點評:本題比較簡單考查了粒子的圓周運動、動量守恒、愛因斯坦的質(zhì)能方程等,題目難度不大,應(yīng)牢牢固掌握基礎(chǔ)知識,靈活應(yīng)用基礎(chǔ)知識是即可正確解題.
練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:

(選修模塊3-5)
(1)關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是
C
C

A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,入射光的強度越大,光電子的最大初動能越大
B.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比
C.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于此波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.對于某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發(fā)生光電效應(yīng)
(2)處于激發(fā)狀態(tài)的原子,在入射光的電磁場的影響下,從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷,兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去,這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時,發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等,都跟入射光子完全一樣,這樣使光得到加強,這就是激光產(chǎn)生的機理.那么,發(fā)生受激輻射時,產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是
B
B

A.Ep增大、Ek減小、En減小
B.Ep減小、Ek增大、En減小
C.Ep增大、Ek增大、En增大
D.Ep減小、Ek增大、En不變
(3)如圖所示,質(zhì)量為m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平面上.質(zhì)量為m的小球A以某一速度向右運動,與彈簧發(fā)生碰撞,當(dāng)A、B兩球距離最近時彈簧的彈性勢能為EP,則碰撞前A球的速度v0大小為多少?

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科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

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(1)①如圖甲所示,一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上,活塞與氣缸壁間的摩擦不計.氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體.現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土,忽略環(huán)境溫度的變化,在此過程中
 

A.氣體的內(nèi)能增大
B.氣缸內(nèi)分子平均動能增大
C.氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D.單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多
②下列說法中正確的是
 

A.布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映
B.氣體分子間距離減小時,分子間斥力增大,引力也增大
C.導(dǎo)熱性能各向同性的固體,一定不是單晶體
D.機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
③地面上放一開口向上的氣缸,用一質(zhì)量為m=0.8kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,不計一切摩擦,外界大氣壓為P0=1.0×105Pa,活塞截面積為S=4cm2,重力加速度g取10m/s2,則活塞靜止時,氣體的壓強為
 
Pa;若用力向下推活塞而壓縮氣體,對氣體做功為6×105J,同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×105J,則氣體內(nèi)能變化為
 
J.
(2)①關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是
 

A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,入射光的強度越大,光電子的最大初動能越大
B.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比
C.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于此波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.對于某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發(fā)生光電效應(yīng)
②處于激發(fā)狀態(tài)的原子,在入射光的電磁場的影響下,從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷,兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去,這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時,發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等,都跟入射光子完全一樣,這樣使光得到加強,這就是激光產(chǎn)生的機理.那么,發(fā)生受激輻射時,產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是
 

A.Ep增大、Ek減小、En減小
B.Ep減小、Ek增大、En減小
C.Ep增大、Ek增大、En增大
D.Ep減小、Ek增大、En不變
③如圖乙所示,質(zhì)量為m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平面上.質(zhì)量為m的小球A以某一速度向右運動,與彈簧發(fā)生碰撞,當(dāng)A、B兩球距離最近時彈簧的彈性勢能為EP,則碰撞前A球的速度v0=
 

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科目:高中物理 來源: 題型:

【物理—選修3—5】

(1)下列說法正確的是(     )

         A.放射性同位素的衰變快慢可以用人工方法控制

         B.同一種物質(zhì)的原子發(fā)光時,只能輻射幾種不同頻率的光

         C.對核能的和平利用不僅能夠利用重核裂變,也能利用輕核的聚變現(xiàn)象

         D.光子射到金屬表面,一定有光電子射出

(2)如圖所示。在光滑的水平面上有一帶有光滑平臺的、質(zhì)量為M=4 Kg(連同平臺)的小車,平臺與小車上表面的高度差為h=0.2m,在平臺上用一質(zhì)量為m=1Kg的小物塊壓縮一輕小的彈簧。開始時整個系統(tǒng)處于靜止?fàn)顟B(tài)。某時刻釋放小物體時彈簧將小車與物塊彈開,最終物塊落到與平臺的右端P點的水平距離為L=0.8m的小車上表面的Q點。試求:

(1)物塊離開平臺右端P點時的對地速度大小。

(2)開始時彈簧貯存的彈性勢能。

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科目:高中物理 來源:連云港模擬 題型:問答題


精英家教網(wǎng)

(1)①如圖甲所示,一導(dǎo)熱性能良好的金屬氣缸靜放在水平面上,活塞與氣缸壁間的摩擦不計.氣缸內(nèi)封閉了一定質(zhì)量的理想氣體.現(xiàn)緩慢地向活塞上倒一定質(zhì)量的沙土,忽略環(huán)境溫度的變化,在此過程中______
A.氣體的內(nèi)能增大
B.氣缸內(nèi)分子平均動能增大
C.氣缸內(nèi)氣體分子密度增大
D.單位時間內(nèi)撞擊氣缸壁單位面積上的分子數(shù)增多
②下列說法中正確的是______
A.布朗運動是分子無規(guī)則運動的反映
B.氣體分子間距離減小時,分子間斥力增大,引力也增大
C.導(dǎo)熱性能各向同性的固體,一定不是單晶體
D.機械能不可能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能
③地面上放一開口向上的氣缸,用一質(zhì)量為m=0.8kg的活塞封閉一定質(zhì)量的氣體,不計一切摩擦,外界大氣壓為P0=1.0×105Pa,活塞截面積為S=4cm2,重力加速度g取10m/s2,則活塞靜止時,氣體的壓強為______Pa;若用力向下推活塞而壓縮氣體,對氣體做功為6×105J,同時氣體通過氣缸向外傳熱4.2×105J,則氣體內(nèi)能變化為______J.
(2)①關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是______
A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,入射光的強度越大,光電子的最大初動能越大
B.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比
C.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于此波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.對于某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發(fā)生光電效應(yīng)
②處于激發(fā)狀態(tài)的原子,在入射光的電磁場的影響下,從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷,兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去,這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時,發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等,都跟入射光子完全一樣,這樣使光得到加強,這就是激光產(chǎn)生的機理.那么,發(fā)生受激輻射時,產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是______
A.Ep增大、Ek減小、En減小
B.Ep減小、Ek增大、En減小
C.Ep增大、Ek增大、En增大
D.Ep減小、Ek增大、En不變
③如圖乙所示,質(zhì)量為m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平面上.質(zhì)量為m的小球A以某一速度向右運動,與彈簧發(fā)生碰撞,當(dāng)A、B兩球距離最近時彈簧的彈性勢能為EP,則碰撞前A球的速度v0=______.

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科目:高中物理 來源:不詳 題型:問答題

(選修模塊3-5)
(1)關(guān)于光電效應(yīng)現(xiàn)象,下列說法中正確的是______
A.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,入射光的強度越大,光電子的最大初動能越大
B.在光電效應(yīng)現(xiàn)象中,光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比
C.對于任何一種金屬都存在一個“最大波長”,入射光的波長必須小于此波長,才能產(chǎn)生光電效應(yīng)
D.對于某種金屬,只要入射光的強度足夠大,就會發(fā)生光電效應(yīng)
(2)處于激發(fā)狀態(tài)的原子,在入射光的電磁場的影響下,從高能態(tài)向低能態(tài)躍遷,兩個狀態(tài)之間的能量差以輻射光子的形式發(fā)射出去,這種輻射叫做受激輻射.原子發(fā)生受激輻射時,發(fā)出的光子頻率、發(fā)射方向等,都跟入射光子完全一樣,這樣使光得到加強,這就是激光產(chǎn)生的機理.那么,發(fā)生受激輻射時,產(chǎn)生激光的原子的總能量En、電勢能Ep、電子動能Ek的變化情況是______
A.Ep增大、Ek減小、En減小
B.Ep減小、Ek增大、En減小
C.Ep增大、Ek增大、En增大
D.Ep減小、Ek增大、En不變
(3)如圖所示,質(zhì)量為m的小球B連接著輕質(zhì)彈簧,靜止在光滑水平面上.質(zhì)量為m的小球A以某一速度向右運動,與彈簧發(fā)生碰撞,當(dāng)A、B兩球距離最近時彈簧的彈性勢能為EP,則碰撞前A球的速度v0大小為多少?

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