高中物理计算题

已知一个氘核和一个氚核聚变成氦原子核时放出17.6 MeV的能量,问4 g氘和6 g氚在聚变时总共可放出多少能量?

用放射源铍的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓“铍辐射”.1932年，查德威克用“铍辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态)，测得照射后“铍辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0.查德威克假设“铍辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过上述实验在历史上首次发现了中子.假定“铍辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成“铍辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u表示，1 u等于一个¹²C原子质量的十二分之一.取氢核和氮核的质量分别为1.0 u和14 u)

1919年,卢瑟福用α粒子撞击¹⁴N核,打出了质子.该核反应方程为：+→+.如图.

上述核反应可以用如下的模型来表示,运动的α粒子撞击一个静止的¹⁴N核,它们暂时形成一个整体(复合核),随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核.已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV.那么要想发生上述核反应,入射的α粒子的能量至少要多大?

考古学者在人居住过的岩洞找到一块碳样.它所含有的¹⁴C等于有生命物质中的等量碳所含¹⁴C的,已知¹⁴C的半衰期T="5" 568年,据此可判断此样品的年代距今为多少年?

静止在匀强磁场中的锂(⁶₃Li)核，俘获一个速度为v_n=7.7×10⁴ m/s的中子，反应后生成的α粒子的速度为v_α=2.0×10⁴ m/s，其方向与反应前中子的运动方向相同。
(1)写出核反应方程。
(2)求出另一粒子的速度大小和方向。
(3)画出两粒子的运动轨迹，并求出其半径之比。(设磁场方向垂直纸面向里，入射中子的速度方向在纸面内)
(4)当α粒子旋转6周时，另一粒子旋转几周?

如图所示，长为R的轻质杆（质量不计），一端系一质量为的小球（球大小不计），绕杆的另一端O在竖直平面内做匀速圆周运动，若小球最低点时，杆对球的拉力大小为1.5，求：
① 小球最低点时的线速度大小？
② 小球通过最高点时，杆对球的作用力的大小？
③ 小球以多大的线速度运动，通过最高处时杆对球不施力？

如图所示，半径为R的球壳，内壁光滑，当球壳绕竖直方向的中心轴转动时，一个小物体恰好相对静止在球壳内的P点，OP连线与竖直轴夹角为θ．试问：球壳转动的周期多大？

设原子核的电荷量为Q，电子的电荷量为e，静电力常量为k，核外有一个电子在距核为r的轨道上绕核旋转.求此电子的动能.

天文学家测得银河系中氦的含量约为25%.有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两条:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内的氢核聚变反应生成的.
(1)把氢核聚变反应简化为4个氢核()聚变成氦核(),同时放出2个正电子()和2个中微子(ν₀),请写出该氢核聚变反应的方程,并计算一次反应释放的能量.
(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.8×10¹⁷ s,每秒钟银河系产生的能量约为1×10³⁷ J(即P=1×10³⁷ J/s).现假定该能量全部来自上述氢核聚变反应,试估算银河系中氦的含量(最后结果保留一位有效数字).
(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断.
(可能用到的数据:银河系质量约为M=3×10⁴¹ kg,原子质量单位1 u=1.66×10^-27 kg,1 u 相当于1.5×10^-10 J的能量,电子质量m_e="0.000" 5 u,氦核质量m_α="4.002" 6 u,氢核质量m_p="1.007" 8 u,中微子ν_e质量为零)

如图15-4所示，区域Ⅰ和区域Ⅱ的匀强磁场磁感应强度大小相等、方向相反.在区域Ⅱ的A处有一静止的原子核发生α衰变，生成的新核电荷量为q（大于α粒子带电荷量），新核和α粒子的运动轨迹如图，其中一个由区域Ⅱ进入区域Ⅰ，与光滑绝缘挡板PN垂直相碰后（PN与磁场分界线CD平行），经过一段时间又能返回到A处，已知区域Ⅰ的宽度为d，试求新核和α粒子的轨道半径.（基元电荷电荷量为e）

图15-4

一个静止的氮核N俘获一个速度为2.3×10⁷ m/s的中子生成一个复核A，A又衰变成B、C两个新核.设B、C的速度方向与中子速度方向相同，B的质量是中子的11倍，速度是10⁶ m/s，B、C在同一匀强磁场中做圆周运动的半径比R_B∶R_C=11∶30.求：
(1)C核的速度大小；
(2)根据计算判断C核是什么.
(3)写出核反应方程式.

对于自由落体运动，1秒钟下落的高度是9.8吗？；相邻两秒钟内的位移之差是9.8m吗？

在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L.为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T²为纵坐标的坐标纸上，即图14-2-11所示中用“×”表示的点.

图14-2-11
（1）T、L、C的关系为____________.
（2）根据图中给出的数据画出T²与C的关系图线.
（3）求得的L值是____________.

在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期T，即可求得电感L，为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值，现将测得的六组数据标示在以C为横坐标、T²为纵坐标的坐标纸上，即图14-2-9所示中用“×”表示的点.

图14-2-9
（1）T、L、C的关系为______________；
（2）根据图中给出的数据画出T²与C的关系图线；
（3）求得的L值是_______________.

在LC振荡电路中，如已知电容C，并测得电路的固有振荡周期为T，即可求得电感L。为了提高测量精度，需多次改变C值并测得相应的T值。现将测得的六组数据标示在以C为横坐标，以T²为纵坐标的坐标纸上，即图中用“×”表示的点，如图14-2-7所示。

图14-2-7
(1)T、L、C的关系为_________________________________。
(2)根据图中给出的数据点做出T²与C的关系图线。