高中物理 第十九章 原子核章末質(zhì)量評(píng)估 新人教版選修35

6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 第十九章第十九章 原子核原子核 章末質(zhì)量評(píng)估(四) (時(shí)間：90 分鐘 滿分：100 分) 一、單項(xiàng)選擇題(本大題共 10 小題，每小題 3 分，共 30 分每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一個(gè)選項(xiàng)正確) 1.下列關(guān)于放射線的說法中不正確的是（ ） A.放射線可以用來進(jìn)行工業(yè)探傷 B.放射線可以使細(xì)胞發(fā)生變異 C.放射同位素可以用來做示蹤原子 D.放射線對(duì)人體無害 解析： 射線具有比較強(qiáng)的穿透性，可以用來進(jìn)行工業(yè)探傷.所以 A 選項(xiàng)是正確的；射線具有比較高的能量，可以使細(xì)胞發(fā)生變異，對(duì)人體有害，所以 B 選項(xiàng)是正確的，D 錯(cuò)誤；放射性同位素可以利用它的放射性的特點(diǎn)，用來做示蹤原子.所以 C 選項(xiàng)是正確的，本題選擇不正確的，所以本題答案是 D. 答案：D 2.下列所述不正確的是（ ） A.強(qiáng)子是參與強(qiáng)相互作用的粒子 B.輕子是不參與強(qiáng)相互作用的粒子 C.目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有 8 種 D.夸克有 6 種，它們帶的電荷量分別為元電荷的23或13 解析：根據(jù)作用力的不同，粒子分為強(qiáng)子、輕子和傳播子三大類.強(qiáng)子就是所有參與強(qiáng)力作用的粒子的總稱.輕子就是只參與弱力、電磁力和引力作用，而不參與強(qiáng)相互作用的粒子的總稱.目前發(fā)現(xiàn)的輕子只有 6 種，分別是電子、電子中微子、子、子中微子、子和子中微子，C 是錯(cuò)誤的.因選不正確的，故選 C. 答案：C 3.原子核234 90Th 表示（ ） A.核外有 90 個(gè)電子 B.核內(nèi)有 234 個(gè)質(zhì)子 C.核內(nèi)有 144 個(gè)中子 D.核內(nèi)有 90 個(gè)核子 解析：原子核234 90Th 其中 234 是質(zhì)量數(shù)，90 是電荷數(shù)，所以 Th 內(nèi)有 90 個(gè)質(zhì)子，中子數(shù) 23490144 個(gè)，質(zhì)子和中子統(tǒng)稱為核子，所以核內(nèi)有 234 個(gè)核子，故 C 正確；A、B、D錯(cuò)誤. 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 答案：C 4科學(xué)家發(fā)現(xiàn)在月球上含有豐富的32He(氦 3)，它是一種高效、清潔、安全的核聚變?nèi)剂?，其參與的一種核聚變反應(yīng)的方程式為：32He32He211H42He.關(guān)于32He 聚變下列表述正確的是( ) A聚變反應(yīng)不會(huì)釋放能量 B聚變反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核 C聚應(yīng)反應(yīng)沒有質(zhì)量虧損 D目前核電站都采用32He 聚變反應(yīng)發(fā)電 解析：由于核聚變過程中存在質(zhì)量虧損，故 C 錯(cuò)誤；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程Emc2可以判斷核聚變會(huì)釋放能量，故 A 錯(cuò)誤；由于該核反應(yīng)的生成物有42He 和11H，故該反應(yīng)產(chǎn)生了新的原子核，故 B 正確；目前的核電站都采用了 U235 的核裂變，而核聚變?nèi)蕴幱趯?shí)驗(yàn)階段，故 D 錯(cuò)誤故選 B. 答案：B 5下列說法中正確的是( ) A核反應(yīng)堆是人工控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的裝置 B.235 92U10n140 54Xe9438Srd10n，式中d3 C 衰變中產(chǎn)生的 射線是原子核外電子掙脫原子核束縛后形成的 D4 個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后一定還剩下 2 個(gè)沒有發(fā)生衰變 解析：核電站的核心是核反應(yīng)堆，核反應(yīng)堆中核的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)可以在人工控制下進(jìn)行，A項(xiàng)正確；根據(jù)核反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒規(guī)律，B 選項(xiàng)中的d2，B 項(xiàng)不正確； 衰變是原子核內(nèi)釋放出電子的核反應(yīng)，不是核外電子的逃逸，C 項(xiàng)不正確；4 個(gè)放射性元素的原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期后，衰變的結(jié)果有多種情況，半衰期是對(duì)大量原子核的行為的統(tǒng)計(jì)預(yù)測(cè)，對(duì)幾個(gè)核的衰變無法預(yù)測(cè)，D 項(xiàng)不正確 答案：A 6.某核反應(yīng)方程為21H31H42HeX.已知（1 u931 Mev） ，21H 的質(zhì)量為 2.0136 u，31H 的質(zhì)量為 3.018 0 u，42H 的質(zhì)量為 4.002 6 u，X 的質(zhì)量為 1.008 7 u，則下列說法中正確的是（ ） A.X 是中子，該反應(yīng)釋放能量，放出 18.271016J 能量 B.X 是中子，該反應(yīng)釋放能量，放出 18.90 MeV 能量 C.X 是質(zhì)子，該反應(yīng)吸收能量，吸收 18.90 MeV 能量 D.X 是中子，該反應(yīng)吸收能量，吸收 18.271016J 能量 解析：某核反應(yīng)方程為21H31H32HeX.根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒得：X 的質(zhì)量數(shù)為 1，核電荷數(shù)為 0.所以 X 是中子.反應(yīng)前質(zhì)量為 2.013 6 u3.018 u5.031 6 u.反應(yīng)后質(zhì)量為 4.002 6 u1.008 7 u5.0113 u.所以該反應(yīng)釋放能量，放出的能量為E6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 mc2（5.031 65.011 3）931 MeV18.90 MeV，B 正確. 答案：B 7下面列出的是一些核反應(yīng)方程：3015P3014SiX，94Be21H10 5BY，42He42He73LiZ，其中( ) AX 是質(zhì)子，Y 是中子，Z 是正電子 BX 是正電子，Y 是質(zhì)子，Z 是中子 CX 是中子，Y 是正電子，Z 是質(zhì)子 DX 是正電子，Y 是中子，Z 是質(zhì)子 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，可知 X 為正電子，Y 為中子，Z 為質(zhì)子，故 D 正確 答案：D 8原子核聚變可望給人類未來提供豐富的潔凈能源當(dāng)氘等離子體被加熱到適當(dāng)高溫時(shí)，氘核參與的幾種聚變反應(yīng)可能發(fā)生，放出熱量這幾種反應(yīng)的總效果可以表示為 621H k42Hed11H210n43.15 MeV 由平衡條件可知( ) Ak1，d4 Bk2，d2 Ck1，d6 Dk2，d3 解析：根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得 124kd2， 62kd. 解得k2，d2. 答案：B 9 一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核， 同時(shí)輻射一個(gè) 光子 已知質(zhì)子、 中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3， 普朗克常量為h， 真空中的光速為c.下列說法正確的是( ) A核反應(yīng)方程是11H10n31H B聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損mm1m2m3 C輻射中的 光子的能量E(m3m1m2)c D 光子的波長h（m1m2m3）c2 解析：根據(jù)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒可知核反應(yīng)方程為：11H10n21H，故選項(xiàng) A 錯(cuò)誤；聚變過程中輻射出 光子，質(zhì)量虧損mm1m2m3，故選項(xiàng) B 正確；由質(zhì)能方程知，輻射出的 光子的能量E(m1m2m3)c2，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；由Ehc知，光子的波長hm1m2m3c，故選項(xiàng) D 錯(cuò)誤 答案：B 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 10一個(gè)原來靜止的238U 核發(fā)生 衰變，它的兩個(gè)產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它們的軌跡和運(yùn)動(dòng)方向(圖中用箭頭表示)可能是下列圖中的(圖中半徑大小沒有按比例畫)( ) 解析：由于發(fā)生的是 衰變，產(chǎn)物是兩個(gè)帶正電的粒子，根據(jù)動(dòng)量守恒定律Mv1mv0，可得這兩個(gè)新核的運(yùn)動(dòng)方向相反，受到的洛倫茲力方向相反，即軌跡應(yīng)該是外切圓，再利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，故 D 項(xiàng)正確 答案：D 二、多項(xiàng)選擇題(本大題共 4 小題，每小題 4 分，共 16 分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對(duì)得 4 分，漏選得 2 分，錯(cuò)選或不選得 0 分) 11我國科學(xué)家研制“兩彈”所涉及的基本核反應(yīng)方程有： (1)235 92U10n9038Sr136 54Xek10n (2)21H31H42Hed10n 關(guān)于這兩個(gè)方程的下列說法，正確的是( ) A方程(1)中k10，方程(2)中d1 B方程(2)是氫彈涉及的核反應(yīng)方程 C方程(1)屬于輕核聚變 D方程(2)屬于衰變 解析：由電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，可知(1)中 235190136k，得k10；(2)中 234d，得d1，故 A 正確；(1)屬于重核裂變，是原子彈的一個(gè)反應(yīng)方程式，(2)屬于輕核聚變，是氫彈涉及的核反應(yīng)方程故 B 正確 答案：AB 12.某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度為v00.09c（c為真空中的光速）的粒子，轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的鈉原子核2311Na， 產(chǎn)生了質(zhì)子.若某次碰撞可看做對(duì)心正碰， 碰后新核的運(yùn)動(dòng)方向與粒子的初速度方向相同， 質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向與新核運(yùn)動(dòng)方向相反， 它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng).通過分析軌跡半徑，可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為110，已知質(zhì)子質(zhì)量為m.則（ ） A.該核反應(yīng)方程是42He2311Na2612Mg11H 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 B.該核反應(yīng)方程是42He2311Na2612Mg10n C.質(zhì)子的速度約為 0.225c D.質(zhì)子的速度為 0.09c 解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知，新原子核的質(zhì)量數(shù)：m234126，核電荷數(shù)：z112112，核反應(yīng)方程為42He2311Na2612Mg11H，A 正確 B 錯(cuò)誤；質(zhì)子質(zhì)量為m，則粒子、新核的質(zhì)量分別為 4 m、26 m，設(shè)質(zhì)子的速度為v，對(duì)心正碰，選取粒子運(yùn)動(dòng)的方向?yàn)檎较颍瑒t由動(dòng)量守恒得 4m026mv10mv，解得v0.225c，C 正確 D 錯(cuò)誤. 答案：AC 13. 月球的表面長期受到宇宙射線的照射，使得“月壤”中的32He 含量十分豐富科學(xué)家認(rèn)為，32He 是發(fā)生核聚變的極好原料，將來32He 也許是人類重要的能源，所以探測(cè)月球意義十分重大關(guān)于32He，下列說法正確的是( ) A.32He 的原子核內(nèi)有三個(gè)中子兩個(gè)質(zhì)子 B.32He 的原子核內(nèi)有一個(gè)中子兩個(gè)質(zhì)子 C.32He 發(fā)生核聚變，放出能量，一定會(huì)發(fā)生質(zhì)量虧損 D.32He 原子核內(nèi)的核子靠萬有引力緊密結(jié)合在一起 解析：32He 是氦元素的一種同位素，質(zhì)量數(shù)是 3，電荷數(shù)是 2，原子核內(nèi)有兩個(gè)質(zhì)子一個(gè)中子，所以 A 錯(cuò)誤、B 正確；發(fā)生核聚變放出能量就會(huì)有質(zhì)量虧損，C 正確；原子核內(nèi)的核子是靠核力緊密結(jié)合在一起的，而不是靠萬有引力緊密結(jié)合在一起的，D 錯(cuò)誤 答案：BC 14據(jù)媒體報(bào)道，叛逃英國的俄羅斯前特工利特維年科在倫敦離奇身亡，英國警方調(diào)查認(rèn)為毒殺利特維年科的是超級(jí)毒藥放射性元素釙(210 84Po)若該元素發(fā)生 衰變，其半衰期是 138 天，衰變方程為210 84PuX42He，則下列說法中正確的是( ) AX 原子核含有 124 個(gè)中子 BX 原子核含有 206 個(gè)核子 C 射線是由處于激發(fā)態(tài)的釙核從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的 D100 g 的210 84Po 經(jīng) 276 天，已衰變的質(zhì)量為 75 g 解析：X 原子核中的核子數(shù)為 2104206(個(gè))，B 項(xiàng)正確中子數(shù)為 206(842)124(個(gè))， A 項(xiàng)正確 射線是由于核反應(yīng)前后因質(zhì)量虧損釋放的能量以 光子的形式放出，C 項(xiàng)錯(cuò)經(jīng)過兩個(gè)半衰期，剩余的釙的質(zhì)量為原來的四分之一，則已衰變的質(zhì)量為原來的四分之三，D 項(xiàng)正確 答案：ABD 三、非選擇題(本題共 4 小題，共 54 分解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 位) 15.（12 分）用速度大小為v的中子轟擊靜止的鋰核（73Li） ，發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和粒子.生成的氚核速度方向與中子的速度方向相反，氚核與粒子的速度之比為 78，中子的質(zhì)量為m，質(zhì)子的質(zhì)量可近似看成m，光速為c. （1）寫出核反應(yīng)方程； （2）求氚核和粒子的速度大?。?（3）若核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為粒子和氚核的動(dòng)能，求出質(zhì)量虧損. 解析： （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒，則有核反應(yīng)方程為： 10n63Li31H42He. （2）由動(dòng)量守恒定律得mnvmHv1mHev2. 由題意得v1v278，解得v1711v，v2811v. （3）氚核和粒子的動(dòng)能之和為Ek123mv21124mv22403242mv2， 釋放的核能為EEkEkn403242mv212mv2141121mv2， 由愛因斯坦質(zhì)能方程得，質(zhì)量虧損為mEc2141mv2121c2. 答案： （1） 10n63Li31H42He （2） 7v11，8v11 （3） 141mv2121c2 16(14 分)钚的放射性同位素239 94Pu 靜止時(shí)衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)235 92U*和粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)235 92U*立即衰變?yōu)殁櫤?35 92U，并放出能量為 0.097 MeV 的光子已知：239 94Pu、235 92U 和粒子的質(zhì)量分別為mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u 和m4.002 6 u，1 u 的質(zhì)量相當(dāng)于931.5 MeV 的能量 (1)寫出衰變方程； (2)已知衰變放出的光子的動(dòng)量可忽略，求粒子的動(dòng)能 解析：(1)衰變方程為： 239 94Pu235 92U*42He， 235 92U*235 92U. 合起來有239 94Pu235 92U42He. (2)上述衰變過程的質(zhì)量虧損mmPumUm， 放出的能量Emc2， 此能量是鈾核235 92U 的動(dòng)能EkU、粒子的動(dòng)能Ek和光子的能量E之和，即EEkUEkE， 由式，得EkUEk(mPumUm)c2E， 設(shè)衰變后的鈾核和粒子的速率分別為vU和v，由動(dòng)量守恒，有mUvUmv， 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 又由動(dòng)能的定義知EkU12mUv2U，Ek12mv2. 由式得EkUEkmmU. 由式得EkmUmUm(mPumUm)c2E 代入題給數(shù)據(jù)得Ek5.034 MeV. 答案：(1)239 94Pu235 92U*42He 235 92U*235 92U (或239 94Pu235 92U42He) (2)5.034 MeV 17(14 分)(2014海南卷)一靜止原子核發(fā)生 衰變，生成一 粒子及一新核，粒子垂直進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，其運(yùn)動(dòng)軌跡是半徑為R的圓已知 粒子的質(zhì)量為m，電荷量為q，新核的質(zhì)量為M，光在真空中的速度大小為c.求衰變前原子核的質(zhì)量 解析：設(shè)衰變產(chǎn)生的 粒子的速度大小為v，由洛倫茲力公式和牛頓第二定律得： qvBmv2R. 設(shè)衰變后新核的速度大小為v1，衰變前后動(dòng)量守恒，有：0Mv1mv. 設(shè)衰變前原子核質(zhì)量為M0，衰變前后能量守恒，有： M0c2Mc212Mv21mc212mv2. 聯(lián)立以上三式解得：M0(Mm)1（qBR）22Mmc2. 答案：(Mm)1（qBR）22Mmc2 18(14 分)如圖甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的63Li 核俘獲一個(gè)速度為v07.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，即63Li10n31H42He，若已知42He 的速度v22.0104 m/s，其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同，試求： (1)31H 的速度大小和方向； (2)在圖乙中，已畫出并標(biāo)明兩粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)計(jì)算出軌道半徑之比； (3)當(dāng)42He 旋轉(zhuǎn) 3 周時(shí)，粒子31H 旋轉(zhuǎn)幾周？ 圖甲 圖乙 解析：(1)反應(yīng)前后動(dòng)量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1為氚核速度，m0、m1、m2分別代表中子、6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 6 E D B C 3 1 9 1 F 2 3 5 1 D D 8 1 5 F F 3 3 D 4 4 3 5 F 3 7 5 氚核、氫核質(zhì)量) 代入數(shù)值可解得：v11.0103 m/s，方向與v0相反 (2)31H 和42He 在磁場(chǎng)中均受洛倫茲力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑之比 r1r2m1v1Bq1m2v2Bq2340. (3)31H 和42He 做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期之比 T1T22m1Bq12m2Bq232， 所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比 n1n2T2T123， 即42He 旋轉(zhuǎn)三周，31H 旋轉(zhuǎn) 2 周 答案：(1)大小為 1.0103 m/s，方向與v0相反 (2)340 (3)2 周