(1)科学家初步估计月球土壤中至少有100万吨“氦3”(即32He),它是热核聚变的重要原料如果月球开发成功,将为地球带来取之不尽的能源.已知氨3核与氘核发生聚变反应有质子流产生

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

(1)科学家初步估计月球土壤中至少有100万吨“氦3”(即
 32
He),它是热核聚变的重要原料如果月球开发成功,将为地球带来取之不尽的能源.已知氨3核与氘核发生聚变反应有质子流产生
①写出核反应方程,
②若该反应中质量亏损为9.0×l0-30kg,且释放的能量全部转化为生成物的总动能.试计算生成物的总动能(聚变前粒子的动能可忽略不计).
(2)“嫦娥一号”卫星在奔月过程中要经过几次变轨,已知卫星某次到达距离地球的最近点时其质量为M,速度为v0,此时卫星接到加速指令后再次加速变轨,发动机瞬间向后喷出质量为m的气体,气体向后喷出的速度大小为kv0,求加速后卫星的速度大小.(已知M=pm)

◎ 答案

(1)①根据题意设生成的新核
 AZ
X,则由于在核反应过程中遵循质量数守恒故有3+2=1+A
解得A=4
根据核反应过程中核电荷数守恒可得2+1=1+Z
解得Z=2,
故新核为
 42
He
所以核反应方程式为:
 32
H+
 21
H→
 11
H+
 42
He
②核反应过程中质量亏损为△m,根据爱因斯坦质能方程△E=△mC2
可得释放的能量△E=9.0×10-30×(3×1082=8.1×10-13J
由于释放的能量全部转化为动能,故生成物的动能为8.1×10-13J.
(2)对卫星进行受力分析,在轨道的切线方向上合外力为零,动量守恒.选卫星经过地球近地点时的速度方向为正方向,加速后的卫星的速度为v,有:
Mv0=-kmv0+(M-m)v
将M=pm代入上式,得:
v=
p+k
p-1
v0
答:(1)①
 32
H+
 21
H→
 11
H+
 42
He
②生成物的总动能是8.1×10-13J.
(2)加速后卫星的速度大小是
p+k
p-1
v0

◎ 解析

“略”

◎ 知识点

    专家分析,试题“(1)科学家初步估计月球土壤中至少有100万吨“氦3”(即32He),它是热核聚变的重要原料如果月球开发成功,将为地球带来取之不尽的能源.已知氨3核与氘核发生聚变反应有质子流产生…”主要考查了你对  【动量守恒定律】,【核能,爱因斯坦质能方程】  等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”,你可以点击相应的链接进行查看和学习。

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