《核反应中动量和能量守恒综合习题分类解析》由会员分享，可在线阅读，更多相关《核反应中动量和能量守恒综合习题分类解析（2页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、中 学 生 数 理 T 匕 高 考 版 江 苏 动量 守 恒 和 能 量 守 恒 是 自然 界 遵 循 的 普 遍 规 律 在 原 子 物 理 中 ， 原 子 核 的衰 变 、 人 工 转 变 、 核 裂 变 、 核聚变等核反应都对应有一定 的核 能和其他形 式能量的转化 ， 运 用能的转化 和守恒定律并结合动 量 守恒定 律 可 以非 常方 便地 处理 核 反应 中涉及 的 动 量和能量等综合性问题 一 ，原 子核的 衰变 过程 侧 ， 在匀强磁场中的A点 ， 有 一个 静 止 的 原 子 核 ， 当 它 发 生 衰 变 时 ， 射 m的粒 子及 新 核 做 圆周 运动 的 轨道半径 r 和
2、 之 比为 4 5： 1 ， 如图 1所示 ， 这 个 放 射 性元 素原 子 核 的原 子序 数是多 少 ? 解析 ： 由左 手 定 则 知 ， 静 止 的原 核在 磁 场 中发生 衰变 时 ， 当射 出的粒 和新 核 的两个 圆轨道 相外切 时 ， 两粒 带 同种 电荷 ， 绕 行 方 向相 同 ， 发 生 的 衰 变 ； 当 两 个 圆轨 道 相 内 切 时 ( 如 图 图 2 ) ， 两 粒子 带 异 种 电荷 ， 绕 行 方 向 相 反 ， 发 生 的 是 J3 衰变 所 以 ， 题 中的核反 应是 a衰变 由动量 守恒定 律知 ， a衰变放 出的 a粒子 和 生成 的新核的动量大小
3、相等、 方向相反 它们在磁场中做 圆周 运动 的 向心 力来 源 于洛 伦 兹 力 ， 由牛 顿 第 二 定 律 知 B一” ， 即 r qmBv oc 1由题 意知 q2 一 由于 粒 子 带 电荷 量 为 + 2 e ， 所 以 q 一2 e 。 则 q 一9 0 e ， 因此衰变前陔放射性元素原子核的原子序数 是 9 2 王远虎 二 原 子核 的人 工转 变过程 侧 2 已知 H( 氘核) 质量为 2 0 1 3 6 u ， j n ( 中 子 ) 质量 为 1 0 0 8 7 u ， He ( 氦 3 ) 的质 量 为3 0 1 5 0 u ， 两个 H结合成 He 的核反应方程为：
4、H+ H i He + n 若两 个 H 以相 等 的动能 0 3 5 Me V做 对心碰 撞 即可 发生 上 述 核 反 应 ， 且 释 放 的核 能 全 部 转 化 为 机 械 能 ， 则 反应 中生成 的j He和 n的动能 各是 多少 ? 解 析 ： 设 上述 核 反 应 中的 质 量 亏 损 为 A m， 释放 的核能 为 A E， 由题设 条件 知 A m一 2 0 1 3 6 U 2 一 ( 3 0 1 5 0 U + 1 0 0 8 7 u ) - 二 0 0 0 3 5 k 1 AE Amc 一 0 0 0 3 5 9 31 5 M e V一 3 26 M e V 设 He和
5、j n的 质量 分 别 为 m 、 ， 速 度 分 别 为 、 ，由动 量守 恒定 律及 能 的转 化 和守 恒 定律 ， 得 0 1 1 一 1 l 一 2 2 ， E k 1 一 l ， E k 2 一寺 2 ； 又 E k 1 + 厶 厶 E k 。 一2 Ek 。 十A E 代人数值 ， 由以上 几式解 得 E k 一 0 9 9 M e V ， Ek 2 2 9 7 M e V 点 评 ： 在 上述 核反 应 中不 考 虑光 子 的辐射 ， 运 用 能量 守 恒 定 律 列 式应 为 两个 H 碰 撞 前 的 动 能与 反 应 中释放 的核能 之和全 部转 化为 He 和 13 的动
6、 能 三 、核裂 变 侧 在用铀 2 3 5作燃料 的反应堆 中， 铀 2 3 5核 吸收一 个动 能 约 为 0 0 2 5 e V 的慢 巾子 后 ， 可 发 生裂变 反应 ， 放 出 能 量 和 2 3个 快 巾子 ， 而 快 中 子 不利 于铀 2 3 5的 裂 变 为 r能 使 裂 变 反应 继 续 下 去 ， 需要 将快 中子 减 速 ， 有 一 种 减速 的方 法是 用 石 墨 ( 碳 1 2 ) 作 减速 剂 ， 设 I 十 I 子 与碳 核 的碰 撞 是 对 心 弹性 碰撞 ， 没有 机械能 损失 求 ： 不戚戚 于贫贱 ， 不汲汲于富贵 陶渊 明 一 一 x x x 子 子
7、子是 ( 2 ) 一 个动 能 E 。 = = = 2 5 Me V 的快 中子 需 要 与静 有 m 一 +M ， ， i 一 。 + 由以上 两 式解 得 一 。 将 M 1 2 m 代 人 上式 得 一 一两1 1 所以 一 1 1 量 为 E ， 则 E 一 1 z ，由 ( 1 ) 知 E l 一 () 。 E 。 ， 同 理 ( ) E 【 ， ， 经n 次 碰 撞 后 快 中 子 的 能 量E ， 一 ( 一 一 B 巡 D 一 ( n2 -I I “ l n- l TIq) C z-E一 三 一 二 所 以选项 c正确 侧 如图 3 所示， 在一次粒子碰 撞实 验 中 ， 观察 到 一个 速度 几 乎 为零 的 中 学 生 数 理 丫 巴 高 考 版 如烟往事俱忘却 ， 心底 无私天地宽 陶 铸
