7.云室是核物理學(xué)中用來(lái)研究帶電粒子徑跡的裝置.現(xiàn)把云室置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中.一靜止的質(zhì)量為M、電量為Q的原子核X在云室中發(fā)生一次α衰變,產(chǎn)生新的原子核Y.α粒子的質(zhì)量為m,電量為q,其運(yùn)動(dòng)軌跡在與磁場(chǎng)垂直的平面內(nèi).現(xiàn)測(cè)得α粒子運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R.(涉及動(dòng)量問(wèn)題時(shí),質(zhì)量虧損可忽略不計(jì).產(chǎn)生的核能以動(dòng)能形式釋放)求:
(1)衰變后新生核Y的速度大;
(2)在衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損.

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)量守恒定律和質(zhì)能方程即可求得衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損

解答 解:(1)設(shè)v表示α粒子的速度,由洛論茲力和牛頓定律可得:
qvB=$\frac{m{v}^{2}}{R}$…①
令v'表示衰變后Y核的速度,在考慮衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒時(shí),因?yàn)樘潛p質(zhì)量很小,可不予考慮,由動(dòng)量守恒可知:
(M-m)v'=mv…②
聯(lián)立解得:v′=$\frac{qBR}{M-m}$
在衰變過(guò)程中,α粒子和剩余核的動(dòng)能來(lái)自于虧損質(zhì)量.即:
△m•c2=$\frac{1}{2}$(M-m)v'2+$\frac{1}{2}$mv2…③
解得:△m=$\frac{M(qBR)^{2}}{2{c}^{2}(M-m)}$…④
答:(1)衰變后新生核Y的速度大小$\frac{qBR}{M-m}$;
(2)在衰變過(guò)程中的質(zhì)量虧損$\frac{M{(qBR)}^{2}}{2{c}^{2}(M-m)}$

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

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

17.下列說(shuō)法正確的是( 。
A.開(kāi)普勒提出了行星運(yùn)動(dòng)規(guī)律,為人們解決行星運(yùn)動(dòng)學(xué)問(wèn)題提供了依據(jù)
B.相對(duì)論與量子力學(xué)的出現(xiàn),表示經(jīng)典力學(xué)已失去意義
C.對(duì)于宏觀物體的高速運(yùn)動(dòng)問(wèn)題,經(jīng)典力學(xué)仍能適用
D.狹義相對(duì)論認(rèn)為質(zhì)量與速度無(wú)關(guān)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

18.質(zhì)量為2kg的物體做自由落體運(yùn)動(dòng),經(jīng)過(guò)2s落地.取g=10m/s2.下列說(shuō)法正確的是(  )
A.下落過(guò)程中重力做功400J
B.下落過(guò)程中重力的平均功率是200 W
C.落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是400 W
D.落地前的瞬間重力的瞬時(shí)功率是200 W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.質(zhì)量相等的A、B兩球在光滑的水平面上沿同一條直線向同一方向運(yùn)動(dòng),A球的動(dòng)量是7kg•m/s,B球向動(dòng)量是5kg•m/s,當(dāng)A球追上B球發(fā)生碰撞,則碰撞后A、B兩球的動(dòng)量可能是( 。
A.PA=-2 kg•m/s,PB=14 kg•m/sB.PA=3 kg•m/s,PB=9 kg•m/s
C.PA=6 kg•m/s,PB=6 kg•m/sD.PA=-5 kg•m/s,PB=15 kg•m/s

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

2.宇航員站在一星球表面上的某高處,以初速度v0沿水平方向拋出一個(gè)小球,經(jīng)過(guò)時(shí)間t,球落到星球表面,小球落地時(shí)的速度大小為$\sqrt{2}$v0.已知該星球的半徑為R,引力常量為G,求:
(1)該星球的質(zhì)量M;
(2)該星球的第一宇宙速度.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

12.下面說(shuō)法中正確的是( 。
A.自由電荷的運(yùn)動(dòng)必定形成電流B.有自由電荷必定形成電流
C.形成電流必須要有電勢(shì)差D.有電勢(shì)差必定形成電流

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.不計(jì)空氣阻力,下面各個(gè)實(shí)例中的球,在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中機(jī)械能不守恒的是( 。
A.豎直平面內(nèi)細(xì)線吊著擺球在最低點(diǎn)左右擺動(dòng)
B.在豎直方向上彈簧吊著一個(gè)銅球上下運(yùn)動(dòng)
C.運(yùn)動(dòng)員拋出的鉛球從拋出到落地前的運(yùn)動(dòng)
D.一個(gè)鋁球沿著光滑的曲面加速下滑的運(yùn)動(dòng)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

16.有A、B兩容器,A容器中貯有幾個(gè)大氣壓的氣體,在27℃的溫度下與真空容器B相連通,B容器的容積為A容器的$\frac{1}{5}$,連通后,再把兩容器隔斷,現(xiàn)要把A容器內(nèi)的氣體壓強(qiáng)再恢復(fù)為原來(lái)大小,問(wèn):需將A容器加熱到多高溫度?

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

4.如圖所示,質(zhì)量為m的小球固定在長(zhǎng)為L(zhǎng)的輕直桿的一端,并以輕桿的另一端為圓心在豎直面內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng).在小球轉(zhuǎn)速逐漸增大的過(guò)程中,小球的最高點(diǎn)時(shí)( 。
A.小球的最小速度是$\sqrt{Lg}$
B.輕桿對(duì)小球的作用力逐漸增大
C.輕桿對(duì)小球的作用力逐漸減小
D.輕桿對(duì)小球的作用力可能先減小后增大

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同步練習(xí)冊(cè)答案