如图所示，MN是匀强磁场I、II的分界线，磁场方向均垂直于纸面向里，静止在MN上O点的氡核
Rn经过一次α衰变生成钋核
，衰变后的α粒子以动能Ek0垂直于MN在纸面内向右运动，α粒子和产生的新核运动后同时第一次经过MN，衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和产生的新核的动能，光在真空中的传播速度为c，不计α粒子和产生的新核的重力及粒子间相互作用。（结果均可用分式表示）
（1）写出氡核Rn的衰变方程，求出衰变过程中亏损的质量；
（2）匀强磁场I、II的磁感应强度之比；
（3）若α粒子和产生的新核运动后，α粒子第一次通过MN的位置离O点的距离为d，则α粒子第二次通过MN的位置到新核第二次通过MN的位置距离为多少。
Rn经过一次α衰变生成钋核，衰变后的α粒子以动能Ek0垂直于MN在纸面内向右运动，α粒子和产生的新核运动后同时第一次经过MN，衰变过程中释放的能量全部转化为α粒子和产生的新核的动能，光在真空中的传播速度为c，不计α粒子和产生的新核的重力及粒子间相互作用。（结果均可用分式表示）（1）写出氡核
Rn的衰变方程，求出衰变过程中亏损的质量；（2）匀强磁场I、II的磁感应强度之比；
（3）若α粒子和产生的新核运动后，α粒子第一次通过MN的位置离O点的距离为d，则α粒子第二次通过MN的位置到新核第二次通过MN的位置距离为多少。
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河南省焦作市普通高中2022-2023学年高二下学期期末物理试题（已下线）专题强化二 核反应、质能方程和核能的计算-2022-2023学年高二物理精讲与精练高分突破考点专题系列（人教版2019选择性必修第三册）（已下线）猜想11 近代物理（17大题型）【考题猜想】-2023-2024学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）
更新时间：2023-06-17 00:13:58
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【推荐1】如图，在纸面内有平面直角坐标系xOy，x轴上方区域有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度大小为B，x轴与下方虚线MN之间的区域有水平向右的匀强电场，电场强度大小为E，MN下方存在另一垂直纸面向里的匀强磁场。一个质量为m、电荷量为q的带正电粒子从坐标原点O平行纸面以一定速度射入磁场，方向与x轴负方向夹角为30°，带电粒子在磁场中运动的轨道半径为R。若粒子经过电场区域后垂直MN射入下方磁场区域并且能够再次回到原点O，不计粒子的重力，试求：
（1）粒子从O点进入磁场时的速度大小和进入电场时的位置坐标。
（2）MN下方磁场的磁感应强度的大小。
（3）从粒子由O点出发到再次回到O点所用的时间。
（1）粒子从O点进入磁场时的速度大小和进入电场时的位置坐标。
（2）MN下方磁场的磁感应强度的大小。
（3）从粒子由O点出发到再次回到O点所用的时间。
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【推荐2】如图所示，在x轴的上方存在着垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场，在x轴上坐标为（2R，0）至（3.6R，0）区域存在宽度为1.6R的屏，可以吸收打到屏上的粒子，在第三象限存在半径为R、垂直于纸面、磁感应强度大小为2B的圆形磁场（磁场的右边界与y轴相切于P点）．P点有一粒子源，可射出按角度均匀分布、速度大小相等的带正电粒子，粒子射出方向在与x轴负方向两边各53°区域内，其中沿x轴负方向射出的粒子从（-R，0）位置垂直于x轴进入上方的磁场区域，已知粒子质量为m、电荷量为q，求：
(1)P点射出粒子的速度大小及圆形磁场的方向；
(2)屏能接收到的粒子数与P点射出粒子数的比值η；
(3)若屏保持水平仅沿y轴方向移动，请写出η与屏纵坐标y的关系式．
(1)P点射出粒子的速度大小及圆形磁场的方向；
(2)屏能接收到的粒子数与P点射出粒子数的比值η；
(3)若屏保持水平仅沿y轴方向移动，请写出η与屏纵坐标y的关系式．
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(0.4)
名校
【推荐3】芯片制造中，离子注入是一道重要的工序。如图是一部分离子注入工作原理示意图。从离子源A处飘出带正电的离子初速度不计，经匀强电场加速后，从P点以速度v沿半径方向射入圆形磁分析器，磁分析器中存在垂直于纸面向外的匀强磁场
（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。
（1）求加速电场的电压U；
（2）求圆形磁分析器的半径r；
（3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场
，其磁感应强度大小沿ad方向按
的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且
，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度
至少为多少？
（大小未知），与矩形离子控制区abcd相切于Q点，ad边长为L，开始时控制区无任何场，离子从Q点离开磁分析器后可匀速穿过控制区，注入cd处的硅片上。已知离子质量为m，电荷量为q，在圆形磁分析器中运动的时间为t，图中a、P、Q三点连线正好可构成一个等边三角形，bQ足够长，不计离子的重力和离子间的相互作用。（1）求加速电场的电压U；
（2）求圆形磁分析器的半径r；
（3）若在控制区加上垂直于纸面向里磁场
，其磁感应强度大小沿ad方向按的规律均匀变化，x为该点到ab边的距离，k为已知的常数且，则要使离子不打到硅片上，ab边所在位置的磁感应强度至少为多少？
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(0.4)
【推荐1】如图所示，在虚线HF上方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场B1，在x轴上方存在沿x轴正方向的匀强电场，在x轴下方的矩形区域ABCD内还存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合。M点是HF和y轴的交点，在M点有一静止镭核（
），某时刻发生放射性衰变，放出某种质量为m、电荷量为q的粒子后变为一氡核（
），氡核恰好沿y轴正向做匀速直线运动，粒子则以初速度v0沿y轴负方向运动，恰好从N点进入磁场，当粒子第二次经过x轴时电场反向，粒子恰好回到M点，若|OM|=2|ON|，核子的质量数与质量成正比，不计氡核和粒子的重力。
（1）写出上述过程中镭核的衰变方程；
（2）求电场强度的大小E；
（3）求N点的横坐标x；
（4）求矩形区域ABCD内匀强磁场的磁感应强度的大小B2及矩形区域的最小面积S。
），某时刻发生放射性衰变，放出某种质量为m、电荷量为q的粒子后变为一氡核（），氡核恰好沿y轴正向做匀速直线运动，粒子则以初速度v0沿y轴负方向运动，恰好从N点进入磁场，当粒子第二次经过x轴时电场反向，粒子恰好回到M点，若|OM|=2|ON|，核子的质量数与质量成正比，不计氡核和粒子的重力。（1）写出上述过程中镭核的衰变方程；
（2）求电场强度的大小E；
（3）求N点的横坐标x；
（4）求矩形区域ABCD内匀强磁场的磁感应强度的大小B2及矩形区域的最小面积S。
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(0.4)
【推荐2】如图为一装放射源氡的盒子，静止的氡核经过一次α衰变成钋Po，新核Po的速率约为2×105m/s．衰变后的α粒子从小孔P进入正交的电磁场区域Ⅰ，且恰好可沿中心线匀速通过，磁感应强度B=0.1T．之后经过A孔进入电场加速区域Ⅱ，加速电压U=3×106V．从区域Ⅱ射出的α粒子随后又进入半径为r=
m的圆形匀强磁场区域Ⅲ，该区域磁感应强度B0=0.4T、方向垂直纸面向里．圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切，荧光屏的中心点M和圆形磁场的圆心O、电磁场区域Ⅰ的中线在同一条直线上，α粒子的比荷为
=5×107C/kg．
(1)请写出衰变方程，并求出α粒子的速率(保留一位有效数字)；
(2)求电磁场区域Ⅰ的电场强度大小；
(3)粒子在圆形磁场区域Ⅲ的运动时间多长？
(4)求出粒子打在荧光屏上的位置．
m的圆形匀强磁场区域Ⅲ，该区域磁感应强度B0=0.4T、方向垂直纸面向里．圆形磁场右边有一竖直荧光屏与之相切，荧光屏的中心点M和圆形磁场的圆心O、电磁场区域Ⅰ的中线在同一条直线上，α粒子的比荷为=5×107C/kg．(1)请写出衰变方程，并求出α粒子的速率(保留一位有效数字)；
(2)求电磁场区域Ⅰ的电场强度大小；
(3)粒子在圆形磁场区域Ⅲ的运动时间多长？
(4)求出粒子打在荧光屏上的位置．
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名校
【推荐3】如图所示，一个有界
的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1．0m处有一个放射源A，内装放射物质
（镭），发生α衰变生成新核Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界．MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m．
①试写出Ra的衰变方程；
②求衰变后α粒子的速率；
③求一个静止镭核衰变释放的能量．（设核能全部转化为动能，取1u=1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19C）
的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1．0m处有一个放射源A，内装放射物质（镭），发生α衰变生成新核Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界．MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1.0m．①试写出Ra的衰变方程；
②求衰变后α粒子的速率；
③求一个静止镭核衰变释放的能量．（设核能全部转化为动能，取1u=1.6×10-27kg，电子电量e=1.6×10-19C）
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名校
【推荐1】太阳中含有大量的氘核，因氘核不断发生核反应释放大量的核能，以光和热的形式向外辐射．已知氘核质量为
，氦核质量为
，中子质量为
，1u的质量相当于
的能量则：
（1）完成核反应方程：
___________
．
（2）求核反应中释放的核能．
（3）在两氘核以相等的动能
进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．
，氦核质量为，中子质量为，1u的质量相当于的能量则：（1）完成核反应方程：
___________．（2）求核反应中释放的核能．
（3）在两氘核以相等的动能
进行对心碰撞，并且核能全部转化为机械能的情况下，求反应中产生的中子和氦核的动能．
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较难
(0.4)
【推荐2】已知铀核的质量为235.0439 u，中子质量为1.0087 u，锶（Sr）核的质量为89.9077 u，氙（Xe）核的质量为135.9072 u，
，浓缩铀中铀235的含量为2%，则一座100万千瓦的核电站，每年需要消耗多少吨浓缩铀？
，浓缩铀中铀235的含量为2%，则一座100万千瓦的核电站，每年需要消耗多少吨浓缩铀？
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静止时衰变为铀核激发态
和α粒子，而铀核激发态
，并放出能量为Eγ=0.097MeV的γ光子。已知
