海水中含有丰富的氘,完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为:+→+n,其中氘核的质量为2.013u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u.(1u=931.5Mev).求小题

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

海水中含有丰富的氘,完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为:++n,其中氘核的质量为2.013u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u.(1u=931.5Mev).
求小题1:核反应中释放的核能;
小题2:在两个氘核以相等的动能0.35MeV进行对心碰撞,并且核能全部转化为机械能的情况下,求反应中产生的中子和氦核的动能。

◎ 答案


小题1:2.14MeV
小题2:2.13MeV

◎ 解析

(1)由△E=△mc2可知释放的核能  E=(2mH-mHe-mn)c2=2.14MeV
(2)把两个氘核作为一个系统,碰撞过程系统的动量守恒,由于碰撞前两氘核的动能相等,
其动量等大反向,因此反应前后系统的总动量为零,即      mHevHe+ mnvn=0
反应前后系统的总能量守恒,即      
又因为mHe:mn=3:1,所以vHe:vn=1:3
由以上各式代入已知数据得:EKhe=0.71MeV,EKn=2.13MeV.

◎ 知识点

    专家分析,试题“海水中含有丰富的氘,完全可充当未来的主要能源。两个氘核的核反应为:+→+n,其中氘核的质量为2.013u,氦核的质量为3.0150u,中子的质量为1.0087u.(1u=931.5Mev).求小题…”主要考查了你对  【动量守恒定律】  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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