【題目】(1)從宏觀現(xiàn)象中總結(jié)出來的經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律不一定都能適用于微觀體系。但是在某些問題中利用經(jīng)典物理學(xué)規(guī)律也能得到與實(shí)際比較相符合的結(jié)論。

例如，玻爾建立的氫原子模型，仍然把電子的運(yùn)動看做經(jīng)典力學(xué)描述下的軌道運(yùn)動。他認(rèn)為，氫原子中的電子在庫侖力的作用下，繞原子核做勻速圓周運(yùn)動。已知電子質(zhì)量為m，元電荷為e，靜電力常量為k，氫原子處于基態(tài)時(shí)電子的軌道半徑為r1。氫原子的能量等于電子繞原子核運(yùn)動的動能、電子與原子核系統(tǒng)的電勢能的總和。已知當(dāng)取無窮遠(yuǎn)處電勢能為零時(shí)，系統(tǒng)的電勢能，其中r為電子與氫原子核之間的距離，求處于基態(tài)的氫原子的能量。

(2)在微觀領(lǐng)域，動量守恒定律和能量守恒定律依然適用。

a．在輕核聚變的核反應(yīng)中，兩個(gè)氘核（）以相同的動能做相向的彈性正碰，假設(shè)該反應(yīng)中釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為氦核（）和中子（）的動能。已知氘核的質(zhì)量，中子的質(zhì)量，氦核的質(zhì)量，其中1u相當(dāng)于931MeV。請寫出該核反應(yīng)方程，并求出在上述輕核聚變的核反應(yīng)中生成的氦核和中子的動能各是多少？（單位用MeV表示，結(jié)果保留1位有效數(shù)字）

b．裂變反應(yīng)可以在人工控制下進(jìn)行，用慢化劑中的原子核跟中子發(fā)生碰撞，使中子的速率降下來，從而影響裂變反應(yīng)的反應(yīng)速度。如圖所示，一個(gè)中子以速度v與慢化劑中靜止的原子核發(fā)生彈性正碰，中子的質(zhì)量為m，慢化劑中靜止的原子核的質(zhì)量為M，而且M＞m。為把中子的速率更好地降下來，現(xiàn)在有原子核的質(zhì)量M大小各不相同的幾種材料可以作為慢化劑，通過計(jì)算碰撞后中子速度的大小，并說明慢化劑中的原子核M應(yīng)該選用質(zhì)量較大的好還是質(zhì)量較小的好。

【答案】(1)；(2)a.，，；b.，慢化劑中的原子核質(zhì)量應(yīng)選較小的

【解析】

(1)電子繞原子核做勻速圓周運(yùn)動有

得

處于基態(tài)的氫原子的能量

(2)a.核反應(yīng)方程

由愛因斯坦的質(zhì)能方程，核聚變反應(yīng)中釋放的核能為

核反應(yīng)中系統(tǒng)的能量守恒有

核反應(yīng)中系統(tǒng)的動量守恒有

由可知

解得

b.令碰撞后中子速度為v1′，某原子核速度為v2′，根據(jù)動量守恒定律有

由能量關(guān)系

解得碰撞后中子速度

因?yàn)?/span>M＞m，所以

可見，M越小，|v1′|越小，為了使中子速率更好降下來，慢化劑中的原子核質(zhì)量應(yīng)選較小的

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，直角三角形ABC區(qū)域中存在一勻強(qiáng)磁場，比荷相同的兩個(gè)粒子(不計(jì)重力)沿AB方向射入磁場，分別從AC邊上的P、Q兩點(diǎn)射出，則(　　)

A.從P點(diǎn)射出的粒子速度大

B.從Q點(diǎn)射出的粒子向心力加速度大

C.從P點(diǎn)射出的粒子角速度大

D.兩個(gè)粒子在磁場中運(yùn)動的時(shí)間一樣長

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】為了測量某待測電阻Rx的阻值(約為30 Ω)，有以下一些器材可供選擇。

電流表A1(量程0～50 mA，內(nèi)阻約10 Ω)；

電流表A2(量程0～3 A，內(nèi)阻約0.12 Ω)；

電壓表V1(量程0～3 V，內(nèi)阻很大)；

電源E(電動勢約為3 V，內(nèi)阻約為0.2 Ω)；

滑動變阻器R1(0～10 Ω)；

滑動變阻器R2(0～1 kΩ)；

定值電阻R3=30 Ω； 定值電阻R4=300 Ω；

單刀單擲開關(guān)S一個(gè)，導(dǎo)線若干。

(1)電流表應(yīng)選____，滑動變阻器應(yīng)選______，定值電阻應(yīng)選 _______(填器材的元件符號)；

(2)某次測量中，電壓表示數(shù)如上圖(1)所示，則此電壓值為_____________V；

(3)請?jiān)谏厦娴奶摼�框內(nèi)畫出測量電阻Rx的實(shí)驗(yàn)電路圖，并標(biāo)出電路元件的字母符號____。(要求所測量范圍盡可能大)；

(4)某次測量中，電壓表示數(shù)為U時(shí)，電流表示數(shù)為I，則計(jì)算待測電阻阻值的表達(dá)式為Rx=__（用題目中所給字母符號表示）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】商場工作人員推著質(zhì)量m=20kg的貨箱沿水平地面滑行。若用力F1=100N沿水平方向推貨箱，貨箱恰好做勻速直線運(yùn)動；現(xiàn)改用F2=120N水平推力把貨箱從靜止開始推動。（g取10m/s2）。

（1）求貨箱與地面之間的動摩擦因數(shù)；

（2）F2作用在貨箱上時(shí)，求貨箱運(yùn)動的加速度大��；

（3）在F2作用下，貨箱運(yùn)動4.0s時(shí)撤掉推力，求貨箱從靜止開始運(yùn)動的總位移大小。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】兩個(gè)點(diǎn)電荷分別固定于x軸上，電量大小分別為Q和2Q，在它們形成的電場中，有一個(gè)試探電荷+q沿x軸從+∞向坐標(biāo)原點(diǎn)O運(yùn)動，其電勢能Ep隨x變化的關(guān)系如圖所示，圖中x0已知，且該處電勢能最小，當(dāng)x→+∞時(shí)，電勢能Ep→0；當(dāng)x→0時(shí)，電勢能Ep→+∞。根據(jù)圖象提供的信息可以確定（　�。�

A.在x0處電場強(qiáng)度為零

B.在x軸上x＞x0的區(qū)域電場方向向右

C.兩個(gè)點(diǎn)電荷的電性

D.2Q在x軸上的坐標(biāo)為

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】軍事科技領(lǐng)域發(fā)明了一種折射率為負(fù)值的特殊材料電磁波通過空氣和這種材料時(shí)，電磁波的傳播規(guī)律仍然不變，入射角和折射角的大小關(guān)系仍然遵從折射定律（此時(shí)折射角取負(fù)值，即折射角和入射角在法線一同側(cè)�，F(xiàn)有一該材料制作的半球平放在可以吸收光線的地面上，如圖所示，以中心為坐標(biāo)原點(diǎn)建立豎直平面坐標(biāo)系。讓左側(cè)一束單色光從半圓的頂點(diǎn)入射，光在真空中傳播的速度為c，該材料對該單色光的折射率為n=2．半球的半徑為R。

（1）改變?nèi)肷浣嵌�，問地面上光點(diǎn)橫坐標(biāo)的取值范圍。

（2）球求該色光在材料中傳播的最長時(shí)間。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】卡文迪許把自己測量引力常量的實(shí)驗(yàn)說成是“稱量地球重量”。若已知引力常量，下列說法正確的是（　�。�

A.根據(jù)火星的半徑和火星表面的重力加速度，可估算出火星的密度

B.根據(jù)土星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑和周期，可估算出土星的質(zhì)量

C.根據(jù)金星繞太陽公轉(zhuǎn)的半徑、周期和太陽半徑，可估算出太陽表面的重力加速度

D.根據(jù)月球公轉(zhuǎn)的周期、月地距離和地球表面的重力加速度，可估算出地球的第一宇宙速度

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一輛汽車在平直的公路上運(yùn)動，運(yùn)動過程中先保持某一恒定加速度，后保持恒定的牽引功率，其牽引力和速度的圖象如圖所示．若已知汽車的質(zhì)量m、牽引力和速度及該車所能達(dá)到的最大速度，運(yùn)動過程中所受阻力恒定，則根據(jù)圖象所給的信息，下列說法正確的是

A. 汽車行駛中所受的阻力為

B. 汽車勻加速運(yùn)動的過程中牽引力的沖量大小為

C. 速度為時(shí)的加速度大小為

D. 若速度為時(shí)牽引力恰為，則有，

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，圖甲為熱敏電阻的R﹣t圖像，圖乙為用此熱敏電阻和繼電器組成的一個(gè)簡單恒溫箱溫控電路。繼電器的電阻為300Ω，當(dāng)線圈的電流大于或等于10mA時(shí)，繼電器的銜鐵被吸合。為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0V，內(nèi)阻不計(jì)。圖中的“加熱電源”是恒溫箱加熱器的電源。

(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在_____（填“A、B”或“C、D”）端；

(2)若恒溫箱系統(tǒng)要保持溫度為，可按照下列步驟調(diào)節(jié)溫控電路：

①電路接通前，將滑動變阻器接入電路阻值調(diào)至最大，并將電阻箱調(diào)到一定的阻值，根據(jù)實(shí)驗(yàn)要求，這一阻值應(yīng)為_____Ω。

②將單刀雙擲開關(guān)向_____（填“1”或“2”）端閉合，緩慢移動滑動變阻器的滑片，直至繼電器的銜鐵被吸合。

③保持滑動變阻器的位置不變，將單刀雙擲開關(guān)向另一端閉合，恒溫箱系統(tǒng)即可正常使用。此時(shí)滑動變阻器接入電路的阻值為_____Ω。

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