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(15分)钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤?img src="http://thumb.1010pic.com/pic6/res/gzwl/web/STSource/2012090813444435223946/SYS201209081345092881646676_ST.files/image002.png">和α粒子，并放出能量為0.097 MeV的γ光子，其它的能量都轉化為和α粒子的動能．已知：、和α粒子的質量分別為mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u，1u＝931.5 MeV/c2.

(1)寫出衰變方程.

(2)求α粒子的動能（忽略γ光子的動量）．

 

【答案】

（1）→＋He＋γ（2）

【解析】(15分)

(1)衰變方程為  →＋He＋γ     （3分）                                                                                                   

(2)上述衰變過程的質量虧損為

                                                  （1分）                     

放出的能量為                   （1分）                         

這些能量是鈾核的動能EU、 α粒子的動能Eα和γ光子的能量Eγ之和

                                           （1分）                                

由④⑤⑥式得

                  （2分）                                      

設衰變后的鈾核和α粒子的速度分別為vU和vα，則由動量守恒有

                    ⑧           （1分）

又由動能的定義知

      ⑨     （1分）

由⑧⑨式得＝          ⑩     （1分）

由⑦⑩式得

 （2分）

代入題給數據得. （2分）

本題考查的是衰變方程和質能方程并結合動量定理和動能的關系。根據衰變方程的書寫原則可以得出衰變方程。第二問由職能關系，結合動量守恒和動能的關系，找出相對應的物理量，就可解出此題。

 

練習冊系列答案
相關習題

科目：高中物理 來源： 題型：閱讀理解

（2010?鹽城三模）本題包括A、B、C三小題，請選定其中的兩題，并在相應的答題區(qū)域作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（1）以下說法正確的是的
BD
BD

A、液體中的擴散現(xiàn)象是由于外界對液體作用引起的．
B、多晶體沿各個方向的物理性質表現(xiàn)為各向同性．
C、分子間距離為平衡距離時，分子間作用力為零，分子勢力能最大．
D、溫度相同的物體分子平均動能一定相同，而分子無規(guī)則運動的平均速率不一定相同．
（2）給旱區(qū)人民送水的消防車停在水平地面上，在緩慢放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子間作用力，則胎內
吸收
吸收
熱量（填“吸收”或“放出”），單位時間內單位面積的車胎內壁受到氣體分子平均撞擊次數不清
減少
減少
（填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積為V0=22.4L/mol，請估算教室內空氣分子的平均間距d．設教室內的溫度為0℃，阿伏加德羅常數NA=6X1023mol-1，（要寫出必要的推算過程，計算結果保留1位有效數字）．
B．
（1）北京時間2011年3月11日13時46分，在日本東北部宮城縣以東太平洋海域發(fā)生里氏9.0級地震，地震造成了重大的人員傷亡，下列說法正確的是
BC
BC

A、震源停止振動時，地震波的傳播立即停止．
B、地震波能傳播能量．
C、當地震波由海底傳播到海水中時地震波的頻率不變．
D、地震波與電磁波一樣均可以在真空中傳播．
（2）圖甲所示是一列沿X軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形，質點P的振動圖象如圖乙所示，則這列波的傳播速度
2
2
m/s，質點P的振動方程為X=
8sin0.5πt
8sin0.5πt
cm．
（3）如圖丙所示，一個截面為直角三角形的玻璃磚放在水平面上，折射率n=
2
．入射光線垂直于AB邊從F點射入玻璃磚，經E點折射后到達地面上的P點，已知AE=ED=L，∠ABD=60°，試求光線從F到P所用時間？（光在真空中的速度大小為c）．

C．（1）核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，但安全是核電站面臨的非常嚴峻的問題．核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，钚的危險性在于它對人體的毒性，與其他放射性元素相比钚在這方面更強，一旦侵入人體，就會潛伏人體肺部、骨骼等組織細胞中，破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險．已知钚的一種同位素94239Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為94239Pu→X+24He+γ，下列有關說法正確的是
AD
AD


A、X原子核中含有143個中子．
B、100個94239Pu經過24100年后一定還剩余50個．
C、由于衰變時釋放巨大能量，根據E=mC2，衰變過程總質量增加．
D、衰變發(fā)出的γ、放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力．
（2）氫原子彈的光譜在可見光范圍內有四條譜線，其中在靛紫色區(qū)內的一條是處于量子數n=4的能級氫原子躍遷到n=2的能級發(fā)出的，氫原子的能級如圖所示，已知普朗克恒量h=6.63×10-34J?s，則該條譜線光子的能量為
2.55
2.55
eV，該條譜線光子的頻率為
6.15×1014
6.15×1014
Hz．（結果保留3位有效數字）
（3）已知金屬銣的極限頻率為5.15×1014Hz，現(xiàn)用波長為5.0×10-7m的一束光照射金屬銣，能否使金屬銣發(fā)生光電效應？若能，請算出逸出光電子的最大初動能．（結果保留2位有效數字）

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科目：高中物理 來源：2011-2012學年河北省唐山一中高二下學期期末考試物理試卷（帶解析） 題型：計算題

(15分)钚的放射性同位素靜止時衰變?yōu)殁櫤?img src="http://thumb.1010pic.com/pic5/tikupic/01/c/5oct9.png" style="vertical-align:middle;" />和α粒子，并放出能量為0.097 MeV的γ光子，其它的能量都轉化為和α粒子的動能．已知：、和α粒子的質量分別為mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u，1u＝931.5 MeV/c2.
(1)寫出衰變方程.
(2)求α粒子的動能（忽略γ光子的動量）．

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科目：高中物理 來源：2011年江蘇省南京、鹽城高考物理三模試卷（解析版） 題型：解答題

本題包括A、B、C三小題，請選定其中的兩題，并在相應的答題區(qū)域作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（1）以下說法正確的是的______
A、液體中的擴散現(xiàn)象是由于外界對液體作用引起的．
B、多晶體沿各個方向的物理性質表現(xiàn)為各向同性．
C、分子間距離為平衡距離時，分子間作用力為零，分子勢力能最大．
D、溫度相同的物體分子平均動能一定相同，而分子無規(guī)則運動的平均速率不一定相同．
（2）給旱區(qū)人民送水的消防車停在水平地面上，在緩慢放水的過程中，若車胎不漏氣，胎內氣體溫度不變，不計分子間作用力，則胎內______熱量（填“吸收”或“放出”），單位時間內單位面積的車胎內壁受到氣體分子平均撞擊次數不清______（填“增加”、“減少”或“不變”）．
（3）標準狀態(tài)下氣體的摩爾體積為V=22.4L/mol，請估算教室內空氣分子的平均間距d．設教室內的溫度為0℃，阿伏加德羅常數NA=6X1023mol-1，（要寫出必要的推算過程，計算結果保留1位有效數字）．
B．
（1）北京時間2011年3月11日13時46分，在日本東北部宮城縣以東太平洋海域發(fā)生里氏9.0級地震，地震造成了重大的人員傷亡，下列說法正確的是______
A、震源停止振動時，地震波的傳播立即停止．
B、地震波能傳播能量．
C、當地震波由海底傳播到海水中時地震波的頻率不變．
D、地震波與電磁波一樣均可以在真空中傳播．
（2）圖甲所示是一列沿X軸正方向傳播的簡諧橫波在t=0時刻的波形，質點P的振動圖象如圖乙所示，則這列波的傳播速度______m/s，質點P的振動方程為X=______cm．
（3）如圖丙所示，一個截面為直角三角形的玻璃磚放在水平面上，折射率n=．入射光線垂直于AB邊從F點射入玻璃磚，經E點折射后到達地面上的P點，已知AE=ED=L，∠ABD=60°，試求光線從F到P所用時間？（光在真空中的速度大小為c）．

C．（1）核能作為一種新能源在現(xiàn)代社會中已不可缺少，但安全是核電站面臨的非常嚴峻的問題．核泄漏中的钚（Pu）是一種具有放射性的超鈾元素，钚的危險性在于它對人體的毒性，與其他放射性元素相比钚在這方面更強，一旦侵入人體，就會潛伏人體肺部、骨骼等組織細胞中，破壞細胞基因，提高罹患癌癥的風險．已知钚的一種同位素94239Pu的半衰期為24100年，其衰變方程為94239Pu→X+24He+γ，下列有關說法正確的是______

A、X原子核中含有143個中子．
B、100個94239Pu經過24100年后一定還剩余50個．
C、由于衰變時釋放巨大能量，根據E=mC2，衰變過程總質量增加．
D、衰變發(fā)出的γ、放射線是波長很短的光子，具有很強的穿透能力．
（2）氫原子彈的光譜在可見光范圍內有四條譜線，其中在靛紫色區(qū)內的一條是處于量子數n=4的能級氫原子躍遷到n=2的能級發(fā)出的，氫原子的能級如圖所示，已知普朗克恒量h=6.63×10-34J?s，則該條譜線光子的能量為______eV，該條譜線光子的頻率為______Hz．（結果保留3位有效數字）
（3）已知金屬銣的極限頻率為5.15×1014Hz，現(xiàn)用波長為5.0×10-7m的一束光照射金屬銣，能否使金屬銣發(fā)生光電效應？若能，請算出逸出光電子的最大初動能．（結果保留2位有效數字）

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