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为确定爱因斯坦质能联系方程ΔE=Δmc2的正确性,设计了如下实验:用动能为E1="0.9 " MeV的质子去轰击静止的锂核Li,生成两个α粒子,测得这两个α粒子的动能之和为E="19.9" MeV.
(1)写出该核反应方程;
(2)计算核反应过程中释放出的能量ΔE;
(3)通过计算说明ΔE=Δmc2的正确性.(计算中质子、α粒子和锂核Li的质量分别取:mp="1.007" 3  u,mα="4.001" 5  u,mi="7.016" 0  u)
(1)H+Li→2He
(2)18.9 MeV  (3)略
(1)H+Li→2He.
(2)Δm="(1.007" 3+7.016 0-2×4.001 5)u="0.020" 3u
ΔE="0.020" 3×931.5 MeV="18.9" MeV.
(3)反应前后系统总动能的增加为
E-E1="19.9" MeV-0.9 MeV="19.0" MeV
这与核反应释放的核能在误差允许范围内近似相等,说明ΔE=Δmc2是正确的.
练习册系列答案
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

关于铀核的裂变,下列说法不正确的是(      )
A.铀核裂变的产物是多种多样的
B.铀核裂变时能同时释放2~10个中子
C.铀块的体积对产生链式反应无影响
D.速度太快的中子不能使铀核发生裂变,只有速度与热运动相当的中子最适于引发裂变。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(12分)从静止的镭核中射出的粒子垂直进入正交的匀强电场E和匀强磁场B,在电磁场中做直线运动,已知E=3.72×104N/C,B=2.0×10-3T。
(1)写出核反应式。
(2)放出粒子后,反冲核速度多大?
(3)若静止的镭核放出粒子是在匀强磁场中进行的,而且衰变后它们的速度均垂直于匀强磁场B,求粒子与反冲核做圆周运动的半径之比,并定性地画出粒子和反冲核运动的完整轨迹。

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

要使氘核聚变,必须使它们之间的距离接近到r0(m),也就是接近到核力能够发生作用的范围.物质温度很高时,氘原子将变为等离子体,等离子体的分子平均动能为Ek=,k1为玻尔兹曼常数,T为热力学温度.两个氘核之间的电势能Ep=,k为静电力常量,r为电荷之间的距离.则氘核聚变的温度至少为(    )
A.B.C.D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

原子在不停地做热运动,为了能高精度地研究孤立原子的性质,必须使它们几乎静止下来并能在一个很小的空间区域停留一段时间,例如纳米技术中需要移动或修补分子.科学家已发明了一种称为“激光制冷”的技术,原理如下:
在一个真空室内,一束非常准直的Na-23原子束(通过样品在1 000 K高温下蒸发而获得,原子做热运动的速率近似为v0="1" 000 m/s),受一束激光的正面照射,如图15-2-3所示.设原子处在基态,运动方向与激光光子的运动方向相反,选好激光频率使光子能量E等于钠原子第一激发态与基态间能量差,原子就能吸收它而发生跃迁,跃迁后原子的速度为v1,随后该原子发射光子并回到基态.设所发射光子的运动方向与速度v0的方向总是相同的,此时原子的速度为v2,接着重复上述过程,直到原子的速度减小到零.

图15-2-3
(1)吸收与发射光子的总次数为多少?
(2)原子停留在激发态上的时间称为原子在这种状态下的寿命,大小约为10-8 s.忽略每次吸收与发射光子的时间,按上述方式,原子初速度v0减小到零,共需多长时间?该时间内原子共走过的路程为多少?(E=3.36×10-19 J,钠原子的质量m=3.84×10-26 kg,NA=6.0×1023 mol-1,c=3.0×108 m/s)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

一个氘核质量为m1,一个氚核质量为m2,它们结合成一个质量为m3的氦核.核反应方程如下:在这一核反应过程中释放的能量为ΔE.已知光速为c,则以下判断正确的是(   )
A.X是质子B.X是正电子
C.X的质量为m1+m2-m3D.X的质量为m1+m2-m3-

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

2006年3月23日央视报道,中科院离子物理所经过八年的艰苦奋斗努力,终于率先建成了世界上第一个全超导的托克马克试验装置并调试成功;这种装置被称为“人造太阳”(如图1所示),它能够承受上亿摄氏度高温且能够控制等离子态的核子发生聚变并稳定持续的输出能量,就像太阳一样为人类提供无限清洁的能源。在下列核反应方程中有可能是该装置内部所进行的核反应的是(   )
A.
B.
C.
D.

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科目:高中物理 来源:不详 题型:问答题

2008年北京奥运会场馆周围80%~90%的路灯将利用太阳能发电技术来供电,奥运会90%的洗浴热水将采用全玻真空太阳能集热技术.科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应,即在太阳内部4个氢核(
11
H)转化成一个氦核(
24
He)和两个正电子(
10
e)并放出能量.(已知质子质量mP=1.0073u,α粒子的质量mα=4.0015u,电子的质量me=0.0005u.1u的质量相当于931.MeV的能量.)
(1)写出该热核反应方程;
(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少MeV的能量?(结果保留四位有效数字)

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科目:高中物理 来源:不详 题型:填空题

研究表明,原子核的质量虽然随着原子序数Z的增大而增大,但两者不成正比.其核子的平均质量M平与原子序数Z有如图示的关系.由此,可知核变过程中的能量变化是(   

A.核子结合成原子核放出核能
B.轻核聚变释放出核能
C.重核裂变释放出核能
D.中等质量核分解轻核放出核能

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