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18.在勻強磁場中有一個靜止放置的放射性元素的原子核,當它放出一個α粒子后,它們的速度方向都與磁場方向垂直.若測得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44:1,則反沖核的電荷數(shù)是多少?

分析 核衰變過程動量守恒,反沖核與釋放出的粒子的動量大小相等,結(jié)合帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式可得小粒子與反沖核的電荷量之比,從而得到反沖核的電荷數(shù).

解答 解:放射性元素的原子核,放出α粒子的過程動量守恒,由于初始動量為零,所以末態(tài)動量也為零,即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反,即p1=p2=p 
α粒子和反沖核在磁場中均做勻速圓周運動,由洛倫茲力提供向心力,得
   qvB=mv2R
解得 R=mvqB
所以α粒子的半徑:R1=p2eB
設(shè)反沖核的電荷量為Q,則反沖核的半徑:
   R2=pQB
所以:R1R2=Q2e=441,Q=88e.
即反沖核的電荷數(shù)是88.
答:反沖核的電荷數(shù)是88.

點評 原子核的衰變過程類比于爆炸過程,滿足動量守恒,而帶電粒子在勻強磁場中圓周運動的半徑公式R=mvqB中的分子恰好是動量的表達式,要巧妙應(yīng)用.

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:解答題

8.“霾”主要指原因不明的因大量煙、塵等微粒懸浮而形成的渾濁現(xiàn)象.根據(jù)目前的認識,機動車尾氣排放、煤炭燃燒和工業(yè)生產(chǎn)的燃燒過程中排放的二氧化硫和氮氧化物等是產(chǎn)生霾的主要來源.它會對人的呼吸系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)等產(chǎn)生影響.將火車由燃燒汽油、柴油等改為使用電力,是從源頭減少“霾”的重要措施.高鐵列車采用動力分散的電力機車驅(qū)動方式.國家電網(wǎng)將220kV高壓電送至高鐵牽引站,經(jīng)牽引站變壓后送達接觸網(wǎng).鐵路沿線上方懸掛著的金屬線就是接觸網(wǎng).接觸網(wǎng)額定電壓為25kV.車頂伸出的“長辮子”般的受電弓與接觸網(wǎng)滑動接觸獲得電能而牽引列車運行.假設(shè)列車由18節(jié)車廂組成,除第1、18節(jié)兩車廂為無動力車廂外,其余16節(jié)車廂均裝備動力系統(tǒng),各動力車廂產(chǎn)生的動力相同,每節(jié)車廂(含乘客行李等)的平均質(zhì)量均為10噸.假設(shè)運動時每節(jié)車廂所受的阻力恒為車重的136倍,該列車勻加速啟動時,能在800s內(nèi)將速度提升到360公里每小時,此后列車保持恒定功率,列車達到最大速度后勻速運動.(g取10m/s2.)求:
(1)列車以最大速度勻速運動時,列車的實際功率是多少.
(2)求列車的最大速度及此時接觸網(wǎng)中的平均電流至少為多大?
(3)列車在啟動過程中,第8節(jié)車廂對第9節(jié)車廂的作用力.
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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

9.如圖甲所示,平行于斜面的輕彈簧,勁度系數(shù)為k,一端固定在傾角為θ的斜面底端,另一端與Q物塊連接,P、Q質(zhì)量均為m,斜面光滑且固定在水平面上,初始時物塊均靜止.現(xiàn)用平行于斜面向上的力F拉物塊P,使P做加速度為a的勻加速運動,兩個物塊在開始一段時間內(nèi)的v-t圖象如圖乙所示(重力加速度為g),則(  )
A.施加拉力前,Q給P的力大小為mgsinθ
B.施加拉力前,彈簧的形變量為2mgsinθk
C.到t1時刻,彈簧釋放的彈性勢能為12mv12
D.t2時刻彈簧恢復(fù)到原長,物塊Q達到速度最大值

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

6.我們知道:小燈泡的電阻隨通電電流的增加而非線性地增大.現(xiàn)要測定當一個小燈泡的電阻等于已知電阻R0時,通過它的電流強度.選用的實驗器材有:
A.待測小燈泡RL:標稱值“2.5V、0.3A”
B.直流電源E:電動勢約6V
C.滑動變阻器R′:標稱值“50Ω、1.5A”
D.微安表:量程0~200μA,內(nèi)阻500Ω
E.已知定值電阻:R0=6Ω
F.供選用的電阻:R1=160Ω、R2=3kΩ、R3=100kΩ
G.一個單刀單擲開關(guān)S1、一個單刀雙擲開關(guān)S2、導(dǎo)線若干
①利用一個或幾個“供選用的電阻”將微安表改裝成一個量程略大于2.5V的伏特表,將改裝的電路圖畫在圖甲的方框內(nèi),此伏特表的量程是2.6V(本問結(jié)果取兩位有效數(shù)字);
②現(xiàn)利用改裝好的伏特表和選用的器材設(shè)計如圖乙所示的電路,來測量通過小燈泡的電流強度,請在圖丙的實物圖上連線
③將滑動變阻器R′的觸頭置于最右端,S2先接a,閉合S1.測得定值電阻R0兩端的電壓U0,再改接b,測得小燈泡RL兩端的電壓UL.若UL≠U0,則需反復(fù)調(diào)節(jié)R′,直到S2接a和接b時,定值電阻R0兩端電壓U0′和燈泡RL兩端電壓UL′相等,即U0′=UL′.若測得此時伏特表的示數(shù)為1.5V,則通過小燈泡的電流強度為0.25A
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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

13.質(zhì)量為M的均勻木塊靜止在光滑水平面上,木塊左右兩側(cè)各有一位拿著完全相同步槍和子彈的射擊手.首先左側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d1,然后右側(cè)射手開槍,子彈水平射入木塊的最大深度為d2,如圖設(shè)子彈均未射穿木塊,子彈質(zhì)量為m(M=2m)且兩顆子彈與木塊之間的作用力大小均相同.,求:當兩顆子彈均相對木塊靜止時d1與 d2的比值.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

3.如圖所示,河水的流速為v=8m/s,一條船要從河的南岸A點沿與河岸成37°角的直線航行判北岸下游某處,則船的開行速度(相對于承的速度)最小為(sin37°=0.6,cos37°=0.8)(  )
A.4m/sB.4.8m/sC.6mn/sD.8m/s

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科目:高中物理 來源: 題型:計算題

10.光滑活塞封閉氣缸內(nèi)一定體積的氣體,氣缸靜止在水平面上.已知活塞的質(zhì)量為m、橫截面積為s,氣缸的質(zhì)量為M,被封閉氣體的高度為h1.然后用力(大小未知)緩慢向上提拉活塞,氣缸剛離開地面時氣體的高度為h2.已知重力加速度為g,不考慮被封閉氣體的質(zhì)量,求當?shù)氐拇髿鈮簭姡?/div>

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

7.在描繪一個小燈泡的伏安特性曲線實驗中.
(1)由于燈泡電阻未知,先用多用電表的電阻檔×1檔粗測量,操作步驟正確,表盤示數(shù)如圖甲所示,該小燈泡的阻值大約是9Ω
有下列器材供選擇:
A.電壓表(0-3V,內(nèi)阻約為10KΩ);
B.電壓表(0-15V,內(nèi)阻約為20KΩ);
C.電流表(0-0.6A,內(nèi)阻約為1Ω);
D.電流表(0-3A,內(nèi)阻約為0.4Ω);
E.滑動變阻器(10Ω,2A)
F.兩節(jié)干電池(電壓3V),還有電建,導(dǎo)線若干
(2)實驗中所用電壓表應(yīng)選用A,電流表應(yīng)選用C(選擇器材前面的字母)
(3)實驗時要求盡量減小實驗誤差,測量電壓從零開始多取幾組數(shù)據(jù),請在圖乙中以筆畫線代替導(dǎo)線將實物連接成滿足實驗要求的測量電路.
(4)根據(jù)如圖3所示圖象可知小燈泡的電阻隨電流的增大而增大(選擇“增大”、“減小”或“不變”)
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

18.甲、乙兩球質(zhì)量不同,M>M,它們從同一高度同時自由下落(不考慮空氣阻力),則下列說法正確的是 (  )
A.甲比乙先落地B.乙比甲先落地
C.甲、乙同時落地D.無法判斷誰先落地

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同步練習(xí)冊答案
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