11.用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O,當(dāng)質(zhì)子和重水中的氘核發(fā)生碰撞時,系統(tǒng)損失的動能如果達(dá)到核反應(yīng)所需要的能量,將發(fā)生生成${\;}_{2}^{3}$He核的核反應(yīng).
(1)寫出質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程;
(2)當(dāng)質(zhì)子具有最小動能E1=1.4MeV時,用質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O(認(rèn)為氘核是靜止的)可發(fā)生核反應(yīng);若用氘核轟擊普通水的固態(tài)冰(認(rèn)為質(zhì)子是靜止的)時,也能發(fā)生同樣的核反應(yīng),求氘核的最小動能E2.已知氘核質(zhì)量等于質(zhì)子質(zhì)量的2倍.

分析 (1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程.
(2)根據(jù)動量守恒定律和能量守恒定律求出系統(tǒng)損失的動能,抓住用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)相同,故發(fā)生核反應(yīng)所需的能量相同,求出氘核的最小動能.

解答 解:
(1)根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得,11H+12D→23He
(2)設(shè)質(zhì)子、氘核的質(zhì)量分別為m、M,當(dāng)質(zhì)子和氘核發(fā)生完全非彈性碰撞時,系統(tǒng)損失的動能最大.由動量守恒:mv0=(m+M)v
質(zhì)子轟擊氘核損失的動能:△E1=$\frac{1}{2}mv_0^2-\frac{1}{2}(m+M){v^2}$
E1=$\frac{1}{2}$mv02
解得:△E1=$\frac{M}{M+m}{E_1}$
同理可得,氘核轟擊質(zhì)子系統(tǒng)損失的動能:△E2=$\frac{m}{M+m}{E_2}$
由于用質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)相同,故發(fā)生核反應(yīng)所需的能量相同,由題意:△E1=△E2
$\frac{m}{M}=\frac{1}{2}$
聯(lián)立解得:E2=2.8MeV      
答:(1)質(zhì)子流轟擊固態(tài)的重水D2O的核反應(yīng)方程為11H+12D→23He
(2)氘核的最小動能為2.8MeV.

點(diǎn)評 本題考查了動量守恒守恒與原子核的綜合,是選修3-5中經(jīng)?嫉囊环N題型,本題綜合考查了動量守恒定律、能量守恒定律,關(guān)鍵要抓住質(zhì)子轟擊氘核和用氘核轟擊質(zhì)子核反應(yīng)相同,發(fā)生核反應(yīng)所需的能量相同.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.如圖,在水平轉(zhuǎn)臺上疊放A、B兩物體,當(dāng)轉(zhuǎn)臺勻速轉(zhuǎn)動時,兩物體隨轉(zhuǎn)臺一起旋轉(zhuǎn),則放在下面的B物體受到力的個數(shù)為( 。
A.3個B.4個C.5個D.6個

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2.關(guān)于物理學(xué)史及物理學(xué)研究方法,下列敘述正確的是(  )
A.伽利略在研究自由落體運(yùn)動時采用了將微小量放大的方法
B.雖然地球體積較大,但有些情況下依舊可以把它當(dāng)作質(zhì)點(diǎn)
C.探究二力合成的實(shí)驗(yàn)中使用了理想化的方法
D.奧斯特提出了環(huán)形電流假說

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19.牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據(jù),運(yùn)用嚴(yán)密的邏輯推理,建立了萬有引力定律.下列有關(guān)說法正確的是(  )
A.“月-地檢驗(yàn)”表明地面物體、月球所受地球引力都遵從同樣的規(guī)律
B.“月-地檢驗(yàn)”表明物體在地球上受到的引力是在月球上的60倍
C.行星間引力與距離的平方成反比關(guān)系是根據(jù)牛頓第三定律得到的
D.引力常量 G的大小是牛頓利用實(shí)驗(yàn)測出的

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6.如圖所示,邊長為L的菱形由兩個等邊三角形abd和bcd構(gòu)成,在三角形abd內(nèi)存在垂直紙面向外的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場,在三角形bcd內(nèi)存在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度也為B的勻強(qiáng)磁場.一個邊長為L的等邊三角形導(dǎo)線框efg在紙面內(nèi)向右勻速穿過磁場,頂點(diǎn)e始終在直線ab上,底邊gf始終與直線dc重合.規(guī)定逆時針方向?yàn)殡娏鞯恼较,在?dǎo)線框通過磁場的過程中,感應(yīng)電流隨位移變化的圖象是( 。
A.B.C.D.

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16.如圖所示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1:n2=10:1,原線圈接入電壓u=220$\sqrt{2}$sin100πt(V)的交流電源,交流電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計,定值電阻R0=10Ω,可變電阻R的阻值范圍為0~10Ω,則( 。
A.副線圈中交變電流的頻率為100Hz
B.t=0.02s時,電壓表的示數(shù)為0
C.調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值時,電流表示數(shù)的變化范圍為1.1A~2.2A
D.當(dāng)可變電阻阻值為10Ω時,變壓器的輸入電功率為24.2W

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3.如圖所示,ef、gh為兩水平放置相互平行的金屬導(dǎo)軌,ab、cd為擱在導(dǎo)軌上的兩金屬棒,與導(dǎo)軌接觸良好且無摩擦.當(dāng)一條形磁鐵向下靠近導(dǎo)軌時,關(guān)于運(yùn)動情況的描述正確的是( 。
A.如果下端是N極,兩棒向里運(yùn)動
B.如果下端是S極,兩棒向里運(yùn)動
C.不管下端是何極性,兩棒均向外相互遠(yuǎn)離
D.不管下端是何極性,條形磁鐵下落的加速度都小于g

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20.下列說法中正確的是( 。
A.“交流電的有效值”用的是等效替代的方法
B.探究導(dǎo)體的電阻與材料、長度、粗細(xì)的關(guān)系,用的是反證的方法
C.電場強(qiáng)度是用比值法定義的,電場強(qiáng)度與電場力成正比,與試探電荷的電荷量成反比
D.“如果電場線與等勢面不垂直,在等勢面上移動電荷時電場力就要做功.”用的是控制變量的方法

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

1.將一小球以40m/s的初速度豎直向上拋出,在空中運(yùn)動7s,不計空氣阻力.已知重力加速度為10m/s2.可以判斷小球( 。
A.機(jī)械能先減小再增大B.在最高點(diǎn)達(dá)到平衡狀態(tài)
C.位移大小為125米D.平均速度大小為5m/s

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同步練習(xí)冊答案