(I)已知金属铯的逸出功为1.9eV,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV,入射光的波长应为______m.(h=6.7х10-34Js)(II)已知氘核质量为2.0136u,中

首页 > 考试 > 物理 > 高中物理 > 动量守恒定律/2022-11-16 / 加入收藏 / 阅读 [打印]

◎ 题目

(I)已知金属铯的逸出功为1.9eV,在光电效应实验中,要使铯表面发出的光电子的最大动能为1.0eV,入射光的波长应为______m.(h=6.7х10-34Js)
(II)已知氘核质量为2.0136u,中子质量为1.0087u,
3
2
He核的质量为3.0150u.
(1)写出两个氘核聚变成
3
2
He的核反应方程;
(2)计算上述核反应中释放的核能;
(3)若两氘核以相等的动能0.35MeV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 
3
2
He核和中子的动能各是多少?

◎ 答案

(I)根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hγ-W和c=λγ得,
       Ek=h
c
λ
-W
代入解得,λ=4.3×10-9 m
(II)(1)由质量数守恒和核电荷数守恒,写出核反应方程为:
2
1
H+
2
1
H→
3
2
He+
1
0
n
(2)由题给条件得核反应中质量亏损为:
△m=2.0136u×2-(3.0150+1.0087)u=0.0035u
所以释放的核能为
△E=△mc2=931.5×0.0035MeV=3.26 MeV.
因为该反应中释放的核能全部转化为机械能--即转化为He核和中子的动能.
3
2
He核和中子的质量分别为m1、m2,速度分别为υ1、υ2
则由动量守恒及能的转化和守恒定律,得
   m1υ1-m2υ2=0
   Ek1+Ek2=2Ek0+△E
解方程组,可得:
Ek1=
1
4
(2Ek0+△E)=
1
4
×(2×0.35+3.26)MeV=0.99 MeV,
Ek2=
3
4
(2Ek0+△E)=
3
4
×(2×0.35+3.26)MeV=2.97 MeV.
故答案为:
(I)4.3×10-9
(II)(1)核反应方程为:
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两个质量分别为M1和M2的劈A和