Question

[物理--選修3-5]
（1）一群處于n=4的激發(fā)態(tài)的氫原子，向低能級躍遷時，可能發(fā)射的譜線為______：
A． 3條    B． 4條    C． 5條    D． 6條
（2）靜止的氮核₇¹⁴N被速度為v的中子¹n擊中生成碳核₆¹²C和另一種原子核甲，已知₆¹²C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核₆¹²C與甲核的動量之比為l：1．
①寫出核反應方程式．
②求₆¹²C與甲核的速度各是多大？
③若中子的質量為m，則該反應前后的質量虧損為多少？

Answer 1

【答案】分析：（1）根據(jù)能級和發(fā)生光子頻率種類公式可直接求解．
（2）①根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒可寫成核反應方程．
②該反應過程動量守恒，根據(jù)動量守恒列方程可求解．
③根據(jù)質能方程可知質量虧損和一定能量相對應，因此求出反應過程中能量的變化，根據(jù)質能方程即可求出質量的虧損．
解答：解：（1）發(fā)射的譜線條數(shù)為：=條，故ABC錯誤，D正確．
故選D．
（2）①根據(jù)質量數(shù)和電荷數(shù)守恒得該核反應方程為：₇¹⁴N+¹n→₆¹²C+₁³H
故寫出核反應方程式為：₇¹⁴N+¹n→₆¹²C+₁³H．
②設中子質量為m，₆¹²C核質量m_C，甲核質量為m_甲，
由動量守恒得“
mv=m_C v_C+m_甲v_甲
即：mv=12 m v_C+3 mv_甲
又因為₆¹²C與甲核動量比為1：l，所以
m v_C=m_甲v_甲
即12 m v_C=3 mv_甲
聯(lián)立以上兩個方程，得：，．
故₆¹²C與甲核的速度各是：，．
③根據(jù)反應過程中增加的動能為：
根據(jù)能量轉化與守恒得：
解得：△m=．
故該反應前后的質量虧損為：△m=．
點評：本題主要考查了守恒定律在近代物理中的應用，通過該題體會能量守恒和動量守恒使用的廣泛性．