2017核反应中的守恒探析.doc
2017裂变和聚变
核裂变核聚变一、核裂变和链式反应答案(1)铀核的裂变①核子受激发当中子进入铀235后，便形成了处于激发状态的复核，复核中由于核子的激烈运动，使核变成不规则的形状．②核子分裂核子间的距离增大，因而核力迅速减弱，使得原子核由于质子间的斥力作用而分裂成几块，同时放出中子，这些中子又引起其他铀核裂变，这样，裂变反应一代接一代继续下去，形成链式反应．(2)重核的裂变只能发生在人为控制的核反应中，在自然界中不会自发地发生．铀核裂变不会自发地进行，要使铀核裂变，首先要利用中子轰击铀核，使铀核分裂，分裂产生更多的中子，这些中子继续与其他铀核发生反应，再引起新的裂变，这样就形成了链式反应．总结:1．核裂变：把重核分裂成几个中等质量原子核的现象．2．铀核裂变方程举例23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n3．链式反应由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程，叫做核裂变的链式反应．4．链式反应的条件(1)铀块的体积大于临界体积或铀块的质量大于临界质量．(2)有足够数量的慢中子．二、核电站1．核电站是利用核能发电的装置，它的核心设施是反应堆，它主要由以下几部分组成：(1)燃料：铀棒．(2)慢化剂：铀235容易捕获慢中子发生反应，采用石墨、重水或普通水作慢化剂；(3)控制棒：采用在反应堆中插入镉棒的方法，利用镉吸收中子的能力很强的特性，控制链式反应的速度．2．工作原理核燃料裂变释放能量，使反应区温度升高．利用水或液态的金属钠等流体把反应堆内的热量传输出去，用于发电．三、裂变过程中核能的分析与计算重核裂变为什么能释放核能？人们获得核能的途径有哪些？通过图1说明．图1答案中等质量的原子核的核子的平均质量较小，重核和轻核的核子的平均质量较大．如果原子序数较大的重核A分裂成原子序数小一些的核B和C，会有质量亏损，放出巨大的核能．获得核能的主要途径：一是重核裂变，二是轻核聚变．总结：铀核裂变释放核能的计算1．首先算出裂变反应中的质量亏损Δm.2．根据ΔE＝Δmc2计算释放的核能计算时要注意Δm与ΔE单位的对应关系：若Δm用kg做单位，则ΔE用J做单位；若Δm用u 做单位，则ΔE用MeV做单位，1 u相当于931.5 MeV的能量．3．若计算一定质量的铀块完全裂变时放出的核能，应先算出铀块中有多少个铀核(设为n)，则铀块裂变释放的核能E＝nΔE.四、核聚变(热核反应)1．定义：把轻原子核聚合成较重原子核的反应称为聚变反应，简称核聚变．也称热核反应．2．热核反应举例：21H＋31H→42He＋10n3．聚变发生的条件：要使轻核聚变，必须使轻核接近核力发生作用的距离10－15m，这要克服电荷间强大的库仑斥力作用，要求使轻核具有足够大的动能．要使原子核具有足够大的动能，有一种方法就是给它们加热，使物质达到108 K以上的高温．4．重核裂变与轻核聚变的区别一、对重核裂变的理解及核能的计算1关于重核的裂变，下列说法正确的是()A．核裂变释放的能量等于它俘获中子时得到的能量B．中子从铀块中通过时，一定发生链式反应C．重核裂变释放出大量的能量，产生明显的质量亏损，所以核子数减少D．由于重核的核子平均质量大于中等质量核的核子平均质量，所以重核裂变为中等质量的核时，要发生质量亏损，放出核能.2用中子轰击铀核(23592U)，其中的一个可能反应是分裂成钡(14156Ba)和氪(9236Kr)两部分，放出3个中子．各个核和中子的质量如下：m U＝390.313 9×10－27 kg，m n＝1.674 9×10－27 kg；m Ba＝234.001 6×10－27 kg，m Kr＝152.604 7×10－27 kg.试写出核反应方程，求出反应中释放的核能．解析根据反应前后质量数守恒、电荷数守恒就可以写出核反应方程．铀核裂变方程为10n＋23592U→14156Ba＋9236Kr＋310n，根据核反应前后的质量亏损，用爱因斯坦质能方程就可求出释放的核能．则核反应前后的质量亏损为Δm＝m U＋m n－m Ba－m Kr－3m n＝0.357 8×10－27 kg.ΔE＝Δmc2＝0.357 8×10－27×(3×108)2 J＝3.220 2×10－11 J.答案10n＋23592U→14156Ba＋9236Kr＋310n 3.220 2×10－11 J二、对轻核聚变的理解及核能计算多3据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试．下列关于“人造太阳”的说法正确的是. ...A．“人造太阳”的核反应方程是21H＋31H→42He＋10nB．“人造太阳”的核反应方程是235 92U＋10n→141 56Ba＋9236Kr＋310nC．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量比裂变反应大得多D．根据公式E＝mc2可知，核燃料的质量相同时，聚变反应释放的能量与裂变反应相同4太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．(已知质子质量为m H＝1.007 3 u，氦核质量为m He ＝4.001 5 u，电子质量为m e＝0.000 55 u)(结果在小数点后保留两位有效数字)(1)写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？解析(1)由题意可得核反应方程应为411H→42He＋20＋1e.(2)反应前的质量m1＝4m H＝4×1.007 3 u＝4.029 2 u，反应后的质量m2＝m He＋2m e＝4.001 5 u＋2×0.000 55 u＝4．002 6 u，Δm＝m1－m2＝0.026 6 u，由质能方程得，释放能量ΔE＝Δmc2＝0.026 6×931.5 MeV≈24.78 MeV.(3)由质能方程ΔE＝Δmc2得太阳每秒减少的质量Δm ＝ΔE c 2＝3.8×1026(3×108)2kg ≈4.22×109 kg.答案 (1)411H →42He ＋2＋1e (2)24.78 MeV(3)4.22×109 kg重核的裂变,核聚变⎩⎪⎪⎨⎪⎪⎧核裂变⎩⎪⎨⎪⎧ 定义及发现链式反应的条件⎩⎪⎨⎪⎧ V≥V 临足够的慢中子应用⎩⎪⎨⎪⎧ 原子弹核电站核聚变⎩⎪⎨⎪⎧定义聚变发生的条件1．(对重核裂变的理解)关于铀核裂变，下列说法正确的是( ) A ．铀核裂变的产物是多种多样的，但只能裂变成两种不同的核 B ．铀核裂变时还能同时释放数目不等的中子 C ．为了使裂变的链式反应容易进行，最好用纯铀235 D ．铀块的体积对产生链式反应无影响 答案 BC解析 铀核受到中子的冲击，会引起裂变，裂变的产物是多种多样的，具有极大的偶然性，但裂变成两块的情况比较多，也有的分裂成多块，并放出数目不等的中子，A 选项错误，B 选项正确．铀235受中子的轰击时，裂变的概率大，而铀238只有俘获能量在1 MeV 以上的中子时才能引起裂变，且裂变的几率小，C 选项正确．而要引起链式反应，需使铀块体积超过临界体积，D 选项错误．4．(对轻核聚变的核能计算)一个氘核(21H)和一个氚核(31H)结合成一个氦核(42He)，同时放出一个中子，已知氘核质量为m 1＝2.014 1 u ，氚核质量为m 2＝3.016 0 u ，氦核质量为m 3＝4.002 6 u ，中子质量为m 4＝1.008 665 u ，求： (1)写出聚变的核反应方程；(2)此反应过程中释放的能量为多少？平均每个核子释放出多少核能？答案 (1)21H ＋31H →42He ＋10n(2)17.5 MeV 3.5 MeV解析 (1)核反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n.(2)此反应过程的质量亏损为Δm ＝2.014 1 u ＋3.016 0 u －4.002 6 u －1.008 665 u ＝0.018 835 u ， ΔE ＝Δmc 2＝0.018 835×931.5 MeV ≈17.5 MeV . 平均每个核子释放的核能为17.55MeV ＝3.5 MeV .题组一 对重核裂变的理解及核能计算 1．下列核反应中，属于核裂变反应的是....A.10 5B ＋10n →73Li ＋42He B.238 92U →234 90Th ＋42He C.14 7N ＋42He →17 8O ＋11H D.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310n 2．为使链式反应平稳进行，下列办法可行的是... A ．铀块可制成任何的体积B ．铀核裂变释放的中子可直接去轰击另外的铀核C ．通过慢化剂将产生的中子减速D ．用镉棒作为慢化剂使中子减速 答案 C解析 由于使铀块发生链式反应的体积应大于临界体积，故A 错误；铀核裂变释放出的为快中子，不能直接用来轰击铀核，必须用慢化剂减速，而镉棒是用于控制中子数量的，故C 正确，B 、D 错误．3．一个235 92U 原子核在中子的轰击下发生一种可能的裂变反应的裂变方程为235 92U ＋10n →X＋9438Sr ＋210n ，则下列叙述正确的是( )A．X原子核中含有86个中子B．X原子核中含有141个核子C．因为裂变时释放能量，根据E＝mc2，所以裂变后的总质量数增加D．因为裂变时释放能量，出现质量亏损，所以生成物的总质量数减少答案A解析X原子核中的核子数为(235＋1)－(94＋2)＝140个，B错误；中子数为140－(92－38)＝86个，A正确；裂变时释放能量，出现质量亏损，但是其总质量数是不变的，C、D错误．4．秦山核电站第三期工程中有两个6×105 kW发电机组已实现并网发电．发电站的核能来源于23592 U的裂变，下列说法正确的是()A．反应堆中核反应速度通常是采用调节23592U的体积来控制的B.23592U的一种可能裂变为23592U＋10n→13954Xe＋9538Sr＋210nC.23592U是天然放射性元素，升高温度后它的半衰期会缩短D．虽然核电站能提供很大的能量，但它对环境的污染比火电站严重答案B解析反应堆中核反应速度由控制棒(镉棒)吸收中子的多少来控制，A错；23592U裂变有多种可能性，这是其中常见的一种，B对；放射性元素的半衰期由原子核本身决定，与温度、压强等外界条件无关，C错；核电站的核能是清洁能源，污染少，D错．6．关于聚变，以下说法正确的是()A．两个氘核可以聚变成一个中等质量的原子核，同时释放出能量B．同样质量的物质发生核聚变反应时放出的能量比同样质量的物质发生核裂变反应时释放的能量大得多C．聚变反应的条件是聚变物质的体积达到临界体积D．发生聚变反应的原子核必须有足够大的动能答案BD7．下列关于聚变的说法中，正确的是()A．要使聚变产生，必须克服库仑斥力做功B．轻核聚变需要几百万开尔文的高温，因此聚变又叫做热核反应C．原子弹爆炸能产生几百万开尔文的高温，所以氢弹可以利用原子弹引发热核反应D．太阳和许多恒星内部都在激烈地进行着热核反应，在地球内部也可以自发地进行答案ABC解析轻核聚变时，要使轻核之间距离达到10－15 m，所以必须克服库仑斥力做功，A正确；原子核必须有足够的动能，才能使它们接近到核力发生作用的范围，实验证实，原子核的温度必须达到几百万开尔文时才有这样的能量，这样高的温度可以利用原子弹爆炸获得，故B、C正确；在太阳和许多恒星内部都存在着热核反应，但在地球内部不会自发地进行，D错误．。
《推荐》专题13近代物理初步(测)-2017年高考物理二轮复习讲练测Word版含解析
【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。
在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。
全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
）1．下列说法中正确的是：（）A．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多B．各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的能量（频率）不同，因此利用不同的气体可以制成五颜六色的霓虹灯C．德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的概念，认为只有高速运动的粒子才具有波粒二象性D．核力将核子束缚在核内，说明核力一定是吸引力【答案】B【解析】【名师点睛】根据光电效应方程知，光子频率越大，光电子的最大初动能越大，光强度会影响单位时间内逸出的光电子数目；根据玻尔理论，各种气体原子的能级不同，跃迁时发射光子的频率不同；核力与万有引力性质不同．核力只存在于相邻的核子之间．核力是短程力，与相邻核子间存在，从而即可求解2．紫外线照射一些物质时，会发生萤光效应，即物质发出可见光。
这些物质中的原子先后发生两类跃迁：照射时原子能量变化的绝对值为△E1，发光时原子能量变化的绝对值为△E2。
关于原子这两类跃迁的说法正确的是：（）A．均向高能级跃迁，且△E1>△E2B．均向低能级跃迁，且△E1<△E2C．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且△E1<△E2D．先向高能级跃迁，再向低能级跃迁，且△E1>△E2【答案】D【解析】紫外线照射一些物质时，这些物质中的原子吸收紫外线的能量，从低能级向高能级跃迁，高能级不稳定，又向低能级跃迁，发出可见光。
紫外线的频率高于可见光的频率，故△E1>△E2，D对。
【名师点睛】玻尔理论(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n．(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．3．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论，下述说法中正确的是：（）A．电子绕核旋转的半径增大 B．氢原子的能量增大C．氢原子的电势能增大 D．氢原子核外电子的速率增大【答案】D【解析】【名师点睛】玻尔理论：(1)定态：原子只能处于一系列不连续的能量状态中，在这些能量状态中原子是稳定的，电子虽然绕核运动，但并不向外辐射能量．(2)跃迁：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，它辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量由这两个定态的能量差决定，即hν＝E m－E n．(h是普朗克常量，h＝6.63×10－34J·s) (3)轨道：原子的不同能量状态跟电子在不同的圆周轨道绕核运动相对应．原子的定态是不连续的，因此电子的可能轨道也是不连续的．4．图中画出了α粒子散射实验中两个α粒子的径迹，其中正确的是：（）【答案】D【解析】α粒子带正电，与原子核相斥，BC错；在α粒子散射实验中，越靠近原子核偏转越大，有的甚至被弹回，A错，D对。
2017年天津市高考物理试卷(真题详细解析)
2017年天津市高考物理试卷一、选择题(每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中,只有一个选项是正确的）1．（6分）我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是（）A．→B．→C．→+D．→++32．（6分）明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b,下列说法正确的是（）A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低3．（6分)如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R．金属棒ab与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是（）A．ab中的感应电流方向由b到a B．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小4．(6分)“天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮,是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是（）A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中,乘客重力的瞬时功率保持不变5．（6分）手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播,示意如图．绳上有另一质点P，且O、P 的平衡位置间距为L．t=0时，O位于最高点,P的位移恰好为零，速度方向竖直向上,下列判断正确的是（）A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC．t=时，P在平衡位置上方D．t=时，P的速度方向竖直向上二、不定项选择题（每小题6分,共18分．每小题给出的四个选项中,都有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6．（6分）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2Ω，则(）A．t=0时,线圈平面平行于磁感线B．t=1s时，线圈中的电流改变方向C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2J7．（6分)如图所示,在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B,电势能分别为E pA、E pB．下列说法正确的是(）A．电子一定从A向B运动B．若a A＞a B，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有E pA＜E pBD．B点电势可能高于A点电势8．(6分）如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是(）A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些,绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣服架悬挂点右移三、解答题(共6小题，满分72分）9．（4分）我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号"发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号"成功对接形成组合体．假设组合体在距地面高度为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响．则组合体运动的线速度大小为，向心加速度大小为．10．（4分)如图所示，打点计时器固定在铁架台上,使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律。
2017年天津市高考物理答案详解
2017年天津市高考物理试卷参考答案与试题解析一、选择题（每小题6分，共30分．每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的）1．（6分）【考点】JL：轻核的聚变；JJ：裂变反应和聚变反应．【分析】正确解答本题需要掌握：裂变、聚变的反应的特点，即可分析核反应的性质．【解答】解：核聚变是指由质量小的原子，主要是指氘或氚，在一定条件下（如超高温和高压），发生原子核互相聚合作用，生成新的质量更重的原子核，并伴随着巨大的能量释放的一种核反应形式，由此可知：核反应方程→是原子核的聚变反应；B与C属于原子核的人工核转变；D属于裂变反应；故只有A正确；BCD错误；故选：A．【点评】本题考查核反应的分类，要正确理解核裂变、聚变及其他相关核反应的性质，并掌握质量数守恒电荷数守恒分析核反应方程．2．（6分）【考点】IC：光电效应；H3：光的折射定律．【分析】依据光的折射定律，判定两光的折射率大小，再根据sinC=，即可判定各自临界角大小，进而可求解；根据折射率的定义公式求解折射率，由折射定律得出折射率关系，就知道波长关系；只要是横波，均能发生偏振现象；根据qUc=，结合光电效应方程=hγ﹣W，从而即可求解．【解答】解：A、根据折射率定义公式n=，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即n a＜n b，若增大入射角i，在第二折射面上，则两光的入射角减小，依据光从光密介质进入光疏介质，且入射角大于或等于临界角时，才能发生光的全反射，因此它们不会发生光的全反射，故A错误；B、根据折射率定义公式n=，从空气斜射向玻璃时，入射角相同，光线a对应的折射角较大，故光线a的折射率较小，即n a＜n b，则在真空中a光波长大于b光波长，故B错误；C、只要是横波，均能发生偏振现象，若a光能发生偏振现象，b光一定能发生，故C错误；D、a光折射率较小，则频率较小，根据E=hγ，则a光光子能量较小，则a光束照射逸出光电子的最大初动能较小，根据qUc=，则a光的遏止电压低，故D正确；故选：D．【点评】本题关键依据光路图来判定光的折射率大小，然后根据折射率定义公式比较折射率大小，学会判定频率高低的方法，同时掌握光电效应方程，及遏止电压与最大初动能的关系．3．（6分）【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；BB：闭合电路的欧姆定律；CC：安培力．【分析】根据楞次定律得出感应电流的方向，结合法拉第电磁感应定律判断感应电流是否不变，根据安培力公式分析安培力是否保存不变，结合平衡分析静摩擦力的变化．【解答】解：A、磁感应强度均匀减小，磁通量减小，根据楞次定律得，ab中的感应电流方向由a到b，故A错误．B、由于磁感应强度均匀减小，根据法拉第电磁感应定律得，感应电动势恒定，则ab中的感应电流不变，故B错误．C、根据安培力公式F=BIL知，电流不变，B均匀减小，则安培力减小，故C错误．D、导体棒受安培力和静摩擦力处于平衡，f=F，安培力减小，则静摩擦力减小，故D正确．故选：D．【点评】本题考查了法拉第电磁感应定律、楞次定律、安培力公式的基本运用，注意磁感应强度均匀变化，面积不变，则感应电动势不变，但是导体棒所受的安培力在变化．4．（6分）【考点】52：动量定理；4A：向心力；63：功率、平均功率和瞬时功率．【分析】根据机械能的定义分析机械能的变化情况；根据向心力的来源分析重力和支持力的情况；根据冲量的定义分析冲量；根据瞬时功率计算式计算重力的瞬时功率．【解答】解：A、机械能等于重力势能和动能之和，摩天轮运动过程中，做匀速圆周运动，乘客的速度大小不变，则动能不变，但高度变化，所以机械能在变化，A错误；B、圆周运动过程中，在最高点，由重力和支持力的合力提供向心力F，向心力指向下方，所以F=mg﹣N，则支持力N=mg﹣F，所以重力大于支持力，B正确；C、转动一周，重力的冲量为I=mgT，不为零，C错误；D、运动过程中，乘客的重力大小不变，速度大小不变，但是速度方向时刻在变化，所以重力的瞬时功率在变化，D错误．故选：B．【点评】本题涉及的知识点比较多，但是都考查了基本的公式，学习过程中一定要把最基础的概念和公式牢记，这样我们就能得心应手．5．（6分）【考点】F5：波长、频率和波速的关系；F4：横波的图象．【分析】由横波、纵波的定义得到简谐波为横波；再由P的运动状态得到OP之间的距离与波长的关系，进而求得最大波长；根据P的运动状态可得之后任意时刻P的位置及速度．【解答】解：A、该简谐波上质点振动方向为竖直方向，波的传播方向为水平方向，两者垂直，故为横波，故A错误；B、t=0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，故两者间的距离为，又有O、P的平衡位置间距为L，则，故B错误；C、t=0时，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，那么，t=时，P在平衡位置上方，并向上运动，故C正确；D、t=0时，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，那么，t=时，P在平衡位置上方，并向下运动，故D错误；故选：C．【点评】在波的传播过程中，波上的质点并不随波的传播而运动，质点只在平衡位置附近做简谐运动；随波传播的只是波的形式和能量．二、不定项选择题（每小题6分，共18分．每小题给出的四个选项中，都有多个选项是正确的．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，选错或不答的得0分）6．（6分）【考点】E3：正弦式电流的图象和三角函数表达式；BH：焦耳定律；E4：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．【分析】根据图象得到t=0时穿过线圈平面的磁通量大小，由此确定线圈的位置；根据图象斜率确定第感应电流方向和t=1.5 s时感应电动势大小；计算此交流电的最大值和有效值，根据焦耳定律计算一个周期产生的热．【解答】解：A、根据图象可知，在t=0时穿过线圈平面的磁通量为零，所以线圈平面平行于磁感线，故A正确；B、Φ﹣t图象的斜率为，即表示磁通量的变化率，在0.5s～1.5s之间，“斜率方向“不变，表示的感应电动势方向不变，则电流强度方向不变，故B错误；C、根据法拉第电磁感应定律可得E=N，所以在t=1.5 s时，斜率为零，则感应电动势为零，故C错误；D、感应电动势的最大值为E m=NBSω=NΦmω=100×V=4π V，有效值E==2V，根据焦耳定律可得一个周期产生的热为Q===8π2J，故D正确．故选：AD．【点评】本题考查交变电流产生过程中，感应电动势与磁通量、磁通量变化率的关系，关键抓住两个特殊位置：一是线圈与磁场垂直位置是磁通量最大的位置，该位置是电流方向改变的转换点；二是线圈与磁场平行位置，该位置磁通量为零，是电流强度增大与减小的转换点．7．（6分）【考点】AD：电势差与电场强度的关系；A6：电场强度；AC：电势．【分析】由运动轨迹得到电场力方向，进而得到电势的比较，从而根据加速度的比较得到点电荷Q的正负．【解答】解：A、由于不知道电子速度变化，由运动轨迹图不能判断电子向那个方向运动，故A错误；B、若a A＞a B，则A点离点电荷Q更近即Q靠近M端；又由运动轨迹可知，电场力方向指向凹的一侧即左侧，所以，在MN上电场方向向右，那么Q靠近M端且为正电荷，故B正确；D、由B可知，电场线方向由M指向N，那么A点电势高于B点，故D错误；C、由B可知，电子所受电场力方向指向左侧，那么，若电子从A向B运动，则电场力做负功，电势能增加；若电子从B向A运动，则电场力做正功，电势能减小，所以，一定有E pA ＜E pB求解过程与Q所带电荷无关，只与电场线方向相关，故C正确；故选：BC．【点评】带电粒子在电场中运动，带正电的粒子电场力方向与电场线方向一致；带负电的粒子，电场力方向与电场线方向相反．8．（6分）【考点】2H：共点力平衡的条件及其应用；29：物体的弹性和弹力．【分析】绳子两端上下移动时，两杆距离不变，据此分析两端绳子间夹角的变化情况，进而分析拉力的变化；两杆之间距离发生变化时，分析两段绳子之间的夹角变化，进而分析拉力变化．【解答】解：如图所示，两个绳子是对称的，与竖直方向夹角是相等的．假设绳子的长度为X，则Xcosθ=L，绳子一端在上下移动的时候，绳子的长度不变，两杆之间的距离不变，则θ角度不变；AC、两个绳子的合力向上，大小等于衣服的重力，由于夹角不变，所以绳子的拉力不变；A 正确，C错误；B、当杆向右移动后，根据Xcosθ=L，即L变大，绳长不变，所以θ角度减小，绳子与竖直方向的夹角变大，绳子的拉力变大，B正确；D、绳长和两杆距离不变的情况下，θ不变，所以挂的衣服质量变化，不会影响悬挂点的移动，D错误．故选：AB．【点评】本题在判断绳子拉力的变化关键是把握一个合力的不变，然后分析绳子夹角的变化情况，而夹角的变化情况又与两杆距离有关，写出了距离与夹角关系，题目就会变的容易三、解答题（共6小题，满分72分）9．（4分）【考点】4F：万有引力定律及其应用．【分析】地球表面重力与万有引力相等，卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，从而即可求解．【解答】解：在地球表面的物体受到的重力等于万有引力，有：mg=G得：GM=R2g，根据万有引力提供向心力有：G=，得：v===R；根据万有引力定律和牛顿第二定律可得，卫星所在处的加速度，G=ma，得a===g（）2；故答案为：R；g（）2．【点评】本题主要考查在星球表面万有引力与重力相等，卫星绕地球圆周运动的向心力由万有引力提供，掌握规律是正确解题的关键．10．（4分）【考点】MD：验证机械能守恒定律．【分析】根据实验原理，结合实验中的注意事项后分析解答；依据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，从而确定动能的变化，再依据重力势能表达式，进而确定其的变化，即可验证．【解答】解：①A、实验供选择的重物应该相对质量较大、体积较小的物体，这样能减少摩擦阻力的影响，从而减小实验误差，故A正确．B、为了减小纸带与限位孔之间的摩擦图甲中两限位孔必须在同一竖直线，这样可以减小纸带与限位孔的摩擦，从而减小实验误差，故B正确．C、因为我们是比较mgh、mv2的大小关系，故m可约去，不需要测量重锤的质量，对减小实验误差没有影响，故C错误．D、实验时，先接通打点计时器电源再放手松开纸带，对减小实验误差没有影响，故D错误．②根据这段时间内的平均速度等于中时刻瞬时速度，结合动能与重力势能表达式，A、当OA、AD和EG的长度时，只有求得F点与BC的中点的瞬时速度，从而确定两者的动能变化，却无法求解重力势能的变化，故A错误；B、当OC、BC和CD的长度时，同理，依据BC和CD的长度，可求得C点的瞬时速度，从而求得O到C点的动能变化，因知道OC间距，则可求得重力势能的变化，可以验证机械能守恒，故B正确；C、当BD、CF和EG的长度时，依据BD和EG的长度，可分别求得C点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，再由CF确定重力势能的变化，进而得以验证机械能守恒，故C正确；D、当AC、BD和EG的长度时，依据AC和EG长度，只能求得B点与F点的瞬时速度，从而求得动能的变化，而BF间距不知道，则无法验证机械能守恒，故D错误；故答案为：①AB；②BC．【点评】考查实验的原理，掌握如何处理实验误差的方法，理解验证机械能守恒的中，瞬时速度的求解，及重力势能的表达式的应用．11．（10分）【考点】N3：测定电源的电动势和内阻．【分析】通过多用电表的电压示数是否为零，结合电路分析确定哪根导线断开．根据闭合电路欧姆定律以及串并联电路的特点，得出两电流的表达式，结合图线的斜率和截距求出电动势和内阻的大小．【解答】解：①将电建S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，可知cc′不断开，再测量a、a′间电压，若读数不为零，可知bb′间不断开，则一定是aa′间断开．若aa′间电压为零，则bb导线断开．②根据串并联电路的特点，结合闭合电路欧姆定律得：E=U+Ir，则有：E=I1（R1+r1）+I2（R0+r），可知I1=，纵轴截距解得：E=1.4V，图线斜率的绝对值为：，解得r≈0.5Ω．故答案为：①aa'，bb'，②1.4（1.36～1.44均可）0.5（0.4～0.6均可）【点评】解决本题的关键确定故障的方法，对于图线问题，一般的解题思路是得出两物理量之间的关系式，结合图线斜率和截距进行求解，难度中等．12．（16分）【考点】53：动量守恒定律；6B：功能关系．【分析】（1）根据自由落体规律计算运动时间；（2）根据动量守恒定律计算A的最大速度；（3）根据机械能守恒计算B离地面的高度H．【解答】解：（1）B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有：h=gt2代入数据解得：t=0.6 s．（2）设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有：v B=gt细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得：m B v B=（m A+m B）v之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立方程，代入数据解得：v=2 m/s（3）细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有：（m A+m B）v2+m B gH=m A gH代入数据解得：H=0.6 m．答：（1）运动时间为0.6s；（2）A的最大速度为2m/s；（3）初始时B离地面的高度为0.6m．【点评】本题是一道综合题，但是仅仅是各个知识点的组合，一个问题涉及一个知识点，不是很难．在处理第三问的时候，使用了整体法，系统机械能能守恒，这种情况经常遇到，平时多练习．13．（18分）【考点】CI：带电粒子在匀强磁场中的运动；AK：带电粒子在匀强电场中的运动．【分析】（1）在电场中，粒子做类平抛运动，根据x轴方向的匀速直线运动和y方向的匀加速直线运动列方程求解；（2）粒子在电场中受到的电场力时由牛顿第二定律求解加速度，再根据速度位移关系求解电场强度；根据粒子所受的洛伦兹力提供向心力得到半径计算公式，再根据则由几何关系得到半径大小，由此求解磁感应强度大小，然后求解比值．【解答】解：（1）在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到x轴的距离为L，到y轴的距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，有沿x轴正方向：2L=v0t，①竖直方向根据匀变速直线运动位移时间关系可得：L=②设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为v y根据速度时间关系可得：v y=at ③设粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为α，有tanα=④联立①②③④式得：α=45° ⑤即粒子到达O点时速度方向与x轴方向的夹角为45°角斜向上．设粒子到达O点时的速度大小为v，由运动的合成有v==；（2）设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，由牛顿第二定律可得：qE=ma ⑧由于解得：E=⑨设磁场的磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，所受的洛伦兹力提供向心力，有qvB=m⑩由于P点到O点的距离为2L，则由几何关系可知R=解得：B=⑪联立⑨⑪式得．答：（1）粒子到达O点时速度的大小为，方向x轴方向的夹角为45°角斜向上．（2）电场强度和磁感应强度的大小之比为．【点评】有关带电粒子在匀强电场中的运动，可以根据带电粒子受力情况，用牛顿第二定律求出加速度，结合运动学公式确定带电粒子的速度；对于带电粒子在磁场中的运动情况分析，一般是确定圆心位置，根据几何关系求半径，结合洛伦兹力提供向心力求解未知量；根据周期公式结合轨迹对应的圆心角求时间．14．（20分）【考点】D9：导体切割磁感线时的感应电动势；52：动量定理；BB：闭合电路的欧姆定律．【分析】（1）根据通过MN电流的方向，结合左手定则得出磁场的方向．（2）根据欧姆定律得出MN刚开始运动时的电流，结合安培力公式，根据牛顿第二定律得出MN刚开始运动时加速度a的大小．（3）开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值v max时，根据电动势和电荷量的关系，以及动量定理求出MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q．【解答】解：（1）电容器上端带正电，通过MN的电流方向向下，由于MN向右运动，根据左手定则知，磁场方向垂直于导轨平面向下．（2）电容器完全充电后，两极板间电压为E，当开关S接2时，电容器放电，设刚放电时流经MN的电流为I，有：I=…①设MN受到的安培力为F，有：F=IlB…②由牛顿第二定律有：F=ma…③联立①②③式：得a=…④（3）当电容器充电完毕时，设电容器上电量为Q0，有：Q0=CE…⑤开关S接2后，MN开始向右加速运动，速度达到最大值v max时，设MN上的感应电动势为E′，有：E′=Blv max…⑥依题意有：…⑦设在此过程中MN的平均电流为，MN上受到的平均安培力为，有：…⑧由动量定理，有…⑨又…⑩联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得：Q=．答：（1）磁场的方向为垂直于导轨平面向下；（2）MN刚开始运动时加速度a的大小为；（3）MN离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q是．【点评】本题是电磁感应与电路、力学知识的综合，解决这类题目的基本思路是对研究对象正确进行受力分析，弄清运动形式，然后依据相应规律求解，对于第三问，注意电流在变化，安培力在变化，结合动量定理，通过平均电流，结合通过的电量进行求解．第11页（共11页）。
质子守恒的原理-概述说明以及解释
质子守恒的原理-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述质子守恒是指在物理和化学反应中，质子数量的守恒原理。
质子是构成原子核的基本粒子之一，其数量的改变直接影响着反应的性质和结果。
质子守恒原理是一条重要的物质守恒定律，它保证了化学反应的整体质量和电荷的守恒。
在化学反应中，质子守恒原理起着至关重要的作用。
它可以帮助我们理解和解释各种化学现象和反应的发生。
质子守恒原理告诉我们，反应前后质子的数量必须保持不变。
换句话说，质子不能被创造或者消灭，只能进行转移或者重新组合。
这种守恒原理的存在保证了反应的稳定性和可预测性。
质子守恒原理在核反应、酸碱中和其他许多领域都有广泛的应用。
在核反应中，我们可以利用质子守恒原理预测和解释不同核素之间的相互转变。
在酸碱反应中，质子的转移是酸碱反应的核心，质子守恒原理能够帮助我们理解酸碱中的电离和中和过程。
此外，质子守恒原理还可以应用于探索新的材料和化合物的合成。
通过考虑质子的守恒关系，我们可以预测反应的产物和反应条件，从而有针对性地设计和合成新的化合物。
在未来，质子守恒的研究将继续发展。
随着科技的进步和人类对物质世界认识的不断深化，我们有望通过进一步研究质子守恒原理来揭示更多的化学和物理规律，并探索更多的应用领域。
综上所述，质子守恒原理在化学和物理领域中具有重要的地位和意义。
它不仅帮助我们解释和理解各种化学反应和现象，还为新材料的合成和应用提供了理论基础。
通过深入研究质子守恒原理，我们能够不断扩展人类对物质世界的认知，并为未来的应用和创新奠定基础。
1.2 文章结构文章结构部分的内容可以是：文章结构部分旨在介绍本文的整体架构和各章节内容安排。
本文将会按照以下几个章节来阐述质子守恒的原理。
第一章，引言部分，将对质子守恒的概念进行概述。
在这一章节中，我们将对质子守恒的定义和意义进行解释，并讨论质子守恒在物理学和化学领域的重要性。
第二章，正文部分，将详细介绍质子守恒的基本原理。
首先，我们将简要回顾原子结构和质子的基本概念，接着阐述质子守恒的基本假设和理论基础。
专题11-波粒二象性、原子结构和原子核(选修3-5)-2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编(解析版)
1．【2017·天津卷】我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献。
下列核反应方程中属于聚变反应的是A ．23411120H H He n +→+B ．1441717281N He O H +→+C ．427301213150He Al P n +→+ D ．235114489192056360U n Ba Kr 3n +→++【答案】A【考点定位】核反应的种类【名师点睛】本题的关键是知道核反应的分类，区别衰变和核反应。
2．【2017·新课标Ⅰ卷】大科学工程“人造太阳”主要是将氘核聚变反应释放的能量用来发电。
氘核聚变反应方程是22311120H H He n ++→。
已知21H 的质量为2.013 6 u ，32He 的质量为3.0150 u ，10n 的质量为1.008 7 u ，1 u=931 MeV/c 2。
氘核聚变反应中释放的核能约为A ．3.7 MeVB ．3.3 MeVC ．2.7 MeVD ．0.93 MeV【答案】B【解析】根据质能方程，释放的核能2mc E ∆=∆，H He n 20.0035u m m m m ∆=--=，则220.0035u931MeV/ 3.2585MeV 3.3MeVE c c∆=⨯⨯=≈，故B正确，ACD 错误。
【考点定位】质能方程【名师点睛】本题考查质能方程，注意原子核的质量单位不是kg，由质能方程求核能时要细心。
3．【2017·江苏卷】原子核的比结合能曲线如图所示，根据该曲线，下列判断中正确的有．（A）42He核的结合能约为14 MeV（B）42He核比63Li核更稳定（C）两个21H核结合成42He核时释放能量（D）23592U核中核子的平均结合能比8936Kr核中的大【答案】BC【考点定位】比结合能结合能【名师点睛】本题主要是要理解比结合能的含义，知道结合能与比结合能的区分与关系．以及在核反应过程中由比结合能小的反应生成比结合能大的要释放能量．4．【2017·新课标Ⅲ卷】在光电效应实验中，分别用频率为νa、νb的单色光a、b照射到同种金属上，测得相应的遏止电压分别为U a和U b、光电子的最大初动能分别为E k a和E k b。
naa和ha质子守恒
naa和ha质子守恒以"naa和ha质子守恒"为标题的文章，将重点探讨naa和ha质子守恒的概念以及其在物理学中的应用。
一、引言naa和ha质子守恒是物理学中的一个重要原理，它描述了在化学反应或核反应中质子的守恒现象。
质子是构成原子核的基本粒子之一，它的守恒关系决定了物质的守恒性质，对于理解化学和核物理反应过程具有重要意义。
1. 质子的定义质子是带正电的基本粒子，它位于原子核中，具有正电荷e，质量约为1.67×10^-27千克。
质子的数量决定了一个原子的元素性质。
2. 质子守恒的概念质子守恒是指在化学反应或核反应中，质子数量的守恒性质。
质子守恒的原理是指质子在反应前后的总数不变，即质子的生成和消失必须是相等的。
这个原理适用于所有的化学反应和核反应。
三、naa和ha质子守恒的应用1. 化学反应中的质子守恒化学反应是指物质之间的原子重新组合形成新的化合物的过程。
在化学反应中，质子守恒原理被广泛应用。
以酸碱中和反应为例，NaOH和HCl反应生成NaCl和H2O。
反应前后，质子的数量保持不变，即反应前的质子数等于反应后的质子数。
这符合质子守恒原理。
2. 核反应中的质子守恒核反应是指原子核之间发生的反应。
在核反应中，质子守恒原理同样适用。
以核聚变反应为例，氢原子核（质子）融合成氦原子核。
在核聚变反应中，质子的总数在反应前后保持不变。
这也符合质子守恒原理。
四、质子守恒的重要性1. 质子守恒与能量守恒的关系质子守恒与能量守恒密切相关。
在化学反应和核反应中，质子守恒原理保证了能量守恒的成立。
因为质子的生成和消失必须是相等的，所以能量也在反应前后保持不变。
2. 质子守恒与物质守恒的关系质子守恒原理也与物质守恒的关系密切。
在化学反应和核反应中，质子守恒保证了物质的守恒性质。
反应前后，物质的总质子数保持不变。
五、总结naa和ha质子守恒是物理学中的一个基本原理，它描述了在化学反应和核反应中质子数量的守恒性质。
核反应过程中的能量守恒
核反应过程中的能量守恒核反应是指原子核之间的相互作用，其中包括核裂变和核聚变两种过程。
在核反应过程中，能量守恒是一个基本的物理定律。
本文将从能量守恒的角度来探讨核反应过程中的能量变化。
一、核裂变过程中的能量守恒核裂变是指重核（如铀、钚等）被中子轰击后分裂成两个或多个轻核的过程。
在核裂变过程中，能量守恒的原理可以通过以下几个方面来解释：1. 质能守恒：根据爱因斯坦的质能方程E=mc²，质量和能量之间存在着等价关系。
在核裂变过程中，原子核的质量会发生变化，而这种质量的变化会转化为能量的变化。
根据质能守恒定律，核裂变过程中释放出的能量等于裂变产物的质量差乘以光速的平方。
2. 动能守恒：在核裂变过程中，原子核被中子轰击后会发生裂变，裂变产物会以高速运动。
根据动能守恒定律，裂变产物的总动能等于原子核和中子的总动能。
3. 势能守恒：在核裂变过程中，原子核和中子之间的相互作用会产生势能。
根据势能守恒定律，核裂变过程中产生的势能等于原子核和中子之间的相互作用势能。
综上所述，核裂变过程中的能量守恒可以通过质能守恒、动能守恒和势能守恒来解释。
二、核聚变过程中的能量守恒核聚变是指轻核（如氢、氦等）在高温高压条件下融合成重核的过程。
在核聚变过程中，能量守恒的原理可以通过以下几个方面来解释：1. 质能守恒：与核裂变类似，核聚变过程中也会发生质量的变化，而这种质量的变化会转化为能量的变化。
根据质能守恒定律，核聚变过程中释放出的能量等于聚变产物的质量差乘以光速的平方。
2. 动能守恒：在核聚变过程中，轻核会以高速运动，当两个轻核相互靠近时，它们的动能会转化为势能。
当两个轻核融合成重核时，势能会转化为动能。
根据动能守恒定律，核聚变过程中产生的动能等于轻核的动能和重核的动能之和。
3. 势能守恒：在核聚变过程中，轻核相互靠近时会产生势能。
当两个轻核融合成重核时，势能会转化为动能。
根据势能守恒定律，核聚变过程中产生的势能等于轻核相互作用的势能。
物理核反应的“守恒规律”与“核能计算”问题
核反应的“守恒规律”与“核能计算”问题—’08备考综合热身辅导系列山东平原一中 魏德田 253100核物理中，常提及核反应的“守恒规律”与“核能的计算”问题。
事实上，在核反应过程中，由于核力对核子做功，会引起“核反应系统”（以下简称“系统”）的能量变化。
我们则把系统释放或吸收的这种能量，叫做核能。
从而，核反应即可分为质量亏损、释放核能和质量增加、吸收核能等两大类型。
其中，又以研究发生质量亏损和释放核能的一类核反应为教学重点。
进而，此类核反应又可分为衰变、嬗变、裂变和聚变等四种。
因此，在本文中亦基本遵循这一原则，初步探讨一下此类问题的解题规律。
一、破解依据欲解决核反应中有关“守恒规律”与“核能的计算”问题，试归纳以下几条“依据”： ㈠五个守恒：⑴质量数守恒；⑵质子数（或核电荷数）守恒；⑶质量守恒（“亏损质量”与释放或吸收的“核能”相当）；⑷能量守恒。
⑸对衰变、嬗变等过程，间或应用动量守恒。
㈡两个方程：⑴质能方程：2mv E =，m 指运动质量。
⑵核能：2c m E ⋅∆=∆㈢一个半衰期（τ）：反映衰变的速度。
⑴剩余核数：τt N N )21(0=；⑵剩余质量：τt m m )21(0=。
㈣核能的计算．．．．．：⑴)(2J c m E ⋅∆=∆或)(5.931MeV m E ⋅∆=∆——质能关系。
其中21m m m ∑-∑=∆， 21m m ∑∑、分别为诸反应物、生成物的静止质量，m ∆为反应物、生．．．．．．成物的静止质量之差．．．．．．．．．，亦即核反应的质量亏损。
若，0m ＞∆则，0E ＞∆为释放核能的情形；若，0m ＜∆则，0E ＜∆为吸收核能的情形。
⑵若不计光子辐射的能量时，则有E E k ∆=∆，即核能（动能）的增加．．．．．．．．．．k E ∆等于．． “系．．统能量”的减少．．．．．．．E ∆；反之亦反之．．．．．．。
㈤核力及其做功问题：⑴核力的性质：⑴是引力，与核子（质子、中子等）是否带电无关；⑵短程力，作用距离小于m 15100.2-⨯；（由于核子距离为m 15108.0-⨯，因而核力只存在于相邻的核子之间，距离稍远则迅速减为零。
2017-2018学年高中物理(SWSJ)教科版选修3-5教学案：第三章第2节放射性 衰变含答案
第2节放射性__衰变（对应学生用书页码P34）一、天然放射现象的发现1．1896年，法国物理学家贝可勒尔发现,铀和含铀矿物能够发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底片感光。
物质放出射线的性质称为放射性,具有放射性的元素称为放射性元素.2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为钋(Po)、镭(Ra）。
二、三种射线的本质1．α射线实际上就是氦原子核，速度可达到光速的错误!，其电离能力强，穿透能力较差.在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。
2．β射线是高速电子流，它的速度更大，可达光速的99％,它的穿透能力较强，电离能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。
3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土.三、原子核的衰变1．放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新原子核的变化叫衰变。
2．能放出α粒子的衰变叫α衰变,产生的新核，质量数减少4,电荷数减少2，新核在元素周期表中的位置向前移动两位，其衰变规律是错误!X―→错误!Y＋错误!He。
3．能放出β粒子的衰变叫β衰变，产生的新核，质量数不变,电荷数加1,新核在元素周期表中的位置向后移动一位，其衰变规律A Z＋1Y＋__0－1e。
错误!X―→4．γ射线是伴随α衰变、β衰变同时产生的.β衰变是原子核中的中子转化成一个电子，同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1.四、半衰期1．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需要的时间，叫做这种元素的半衰期.2．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的.3．跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系.4．半衰期是大量原子核衰变的统计规律.衰变公式：N＝N0（错误!）错误!，τ为半衰期，反映放射性元素衰变的快慢。
1．判断：(1)放射性元素发生α衰变时，新核的化学性质不变。
核反应中的守恒探析
核反应中的守恒探析守恒定律是自然界中普遍成立的规律，是物理学中有效的思维方法。
在核反应过程中，虽然发生了质量亏损，但都遵守电荷数守恒，质量数守恒，动量守恒和能量守恒；核碰撞中还遵守动量守恒和能量守恒。
应用上述守恒定律是解决原子物理问题的主要依据和有效的思维方法。
本文结合实例分类探析核反应中的守恒。
一、核反应中的守恒1. 电荷数、质量数守恒例1. 在核反应方程式kX Xe Sr n U ++→+1365490381023592中（ ） A. X 是中子，9=kB. X 是中子，10=kC. X 是质子，9=kD. X 是质子，10=k解析：在题目所给的核反应中，由电荷数守恒，设X 的质子数为x ，则核反应方程的左边质子数为92＋0＝92，右边质子数为38＋54＋x ＝92，x ＝0，X 的质子数为0，所以X 为中子；由质量数守恒，左边的质量数为235＋1＝236，右边的质量数为90＋136＋k ×1＝236，k ＝10，所以k 的数值为10，B 选项正确。
2. 动量守恒例 2. 光子的能量是νh ，动量为c h ν，如果一个静止的放射元素的原子核在发生γ辐射时只发出一个光子，则辐射后的原子核（ ）A. 仍然静止B. 沿着与光子运动方向相同的方向运动C. 沿着与光子运动方向相反的方向运动D. 可能向相反的方向运动解析：原子核发生γ辐射时只发出一个光子，从核反应方程上来看原子核的电荷数和质量数都没有发生变化，但光子是有动量的，根据动量守恒定律，辐射后的原子核应有一个与光子等大相反的动量，故选C 。
3. 能量和动量守恒例3. 云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。
现测得α粒子运动的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）解析：设核衰变产生的α粒子的速度为v ，则有R v mqvB 2=用'v 表示衰变后剩余核的速度，则由动量守恒定律有0')(=-+v m M mv 在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自核反应过程中所释放的核能，由质能方程2mc E ∆=∆和能量守恒定律222')(2121v m M mv mc -+=∆ 结合以上方程可解得)(2)(22m M m c qBR M m -=∆二、碰撞中的动量和动能守恒例4. 1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫中子。
精准备考(第61期)——反冲问题-2023届高考真题分类整合与培优强基试题精选
精准备考（第61期）——反冲问题一、真题精选（高考必备）1．（2017·海南·高考真题）光滑水平桌面上有A 、B 两个物块，B 的质量是A 的n 倍．将一轻弹簧置于A 、B 之间，用外力缓慢压A 、B ，撤去外力后，A 、B 开始运动，A 和B 的动量大小的比值为（ ）A ．1B ．1/nC ．nD ．n 2 2．（2017·全国·高考真题）将质量为1.00 kg 的模型火箭点火升空，50 g 燃烧的燃气以大小为600 m/s 的速度从火箭喷口在很短时间内喷出．在燃气喷出后的瞬间，火箭的动量大小为（喷出过程中重力和空气阻力可忽略）（ ）A ．30kg m/s ⋅B ．5.7×102kg m/s ⋅C ．6.0×102kg m/s ⋅D ．6.3×102kg m/s ⋅3．（2013·福建·高考真题）将静置在地面上，质量为M （含燃料）的火箭模型点火升空，在极短时间内以相对地面的速度0v 竖直向下喷出质量为m 的炽热气体。
忽略喷气过程重力和空气阻力的影响，则喷气结束时火箭模型获得的速度大小是（ ） A ．0mv M B ．0Mv m C ．0Mv M m - D ．m M mv -0 4．（2021·山东·高考真题）如图所示，载有物资的热气球静止于距水平地面H 的高处，现将质量为m 的物资以相对地面的速度0v 水平投出，落地时物资与热气球的距离为d 。
已知投出物资后热气球的总质量为M ，所受浮力不变，重力加速度为g ，不计阻力，以下判断正确的是（ ）A ．投出物资后热气球做匀加速直线运动B ．投出物资后热气球所受合力大小为mgC ．22021m Hv d H M g ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭D ．222021Hv m d H g M ⎛⎫=++ ⎪⎝⎭ 5．（2020·江苏·高考真题）一只质量为1.4kg 的乌贼吸入0.1kg 的水，静止在水中。
原子物理学中的守恒思想
原子物理学中的“守恒”思想守恒定律是自然界中普遍存在的基本规律，它的本质是：物质在发生变化或物体间相互作用的过程中某些物理量的总量保持不变．应用守恒定律时，可以不考虑变化或相互作用过程的细节，给解题带来极大的方便．故在解决问题时，首先考虑应用守恒定律，是物理学中一种有效的思维方法．原子和原子核物理学是研究原子和原子核的内部结构和运动规律的科学，原子和原子核在发生变化或相互作用中存在许多守恒量．本文结合实例作分类阐述． 一、能级跃迁时的能量守恒根据玻尔理论的原子跃迁量子化假设：原子从一种定态跃迁到另一种定态时，辐射或吸收一定频率的光子，光子的能量等于这两定态的能量差，即hv =21E E -．题1（2000年春季高考题）根据玻尔理论，某原子的电子从能量为E 的轨道跃迁到能量为E '的轨道，辐射出波长为λ的光．用h 表示普朗克常量，c 表示真空中的光速，则E '等于（ ）A ．c h E λ-B ．ch E λ+ ｀C ．λch E - D ．λc h E +解析：根据原子跃迁时能量守恒E E hv '-=，又λcv =，所以E 'vc h E -=，故选C ．题2（1995年全国高考题）如图1给出氢原子最低的四个能级，氢原子在这些能级之间跃迁所辐射的光子的频率最多有______种，其中最小的频率等于_______Hz ．(保留两位有效数字)解析：氢原子最低的四个能级之间的辐射跃起迁，如图2分析有6种形式，则对应发射光子的能量有6种，对应的频率亦有6种．其中从n=4跃迁到n=3能级时原子辐射能量最小，对应发出的光频率也最小，根据跃迁时能量守恒，min hv =4E －3E ,则：hE E v 34min -=[]34191063.6106.1)51.1(85.0--⨯⨯⨯---=Hz14106.1⨯=Hz 二、核反应中的守恒 1、电荷数、质量数守恒电荷数和质量数守恒是原子核反应中的两个基本定律，也是解答这类题目的基本根据． 题3 （2001年全国高考题）在下列四个方程中，X 1 、X 2、X 3和X 4各代表某种粒子．①++→+Xe Sr n U 138549538102359231X②+H 212X n He 1032+→③+→Th U 23490238923X–3.4–13.6 １ ２ ３ ４ –0.86 –1.51 –3.4 –13.6 0.86 1.51 n nE n (eV) E n (eV) 图 2图 1④+→+Al He Mg 27134224124X以下判断正确的是（ ）A ．1X 是中子B ．2X 是质子C ．3X 是α粒子D ．4X 是氘核解析：首先根据电荷数守恒算出X 1、X 2、X ３、X 4的核电荷数分别为0、1、2、1，从而确定粒子的名称分别为中子、氢、氦、氢，然后再根据质量数守恒确定X 1代表中子，X 2代表氘核，X ３代表α粒子，X 4代表质子，故A 、C 正确. 题4（1998年全国高考题）天然放射性元素23290Th（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb 20682（铅），下列论断正确的是（ ）A ． 铅核比钍核少8个质子B ．铅核比钍核少24个质子C ．衰变过程共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变解析：根据题意，钍核的电荷数是90，质量数是232，则其质子数为90、中子数为232―90=142；铅核的电荷数是82，质量数为208，则其质子数为82、中子数为208―82=126，所以选项A 对B 错．设经过了X 次α衰变和Y 次β衰变，则核衰变方程可写成：+→Pb Th 2088223292X +He 42Y e 01-根据质量数和电荷数守恒，可列方程： 238=208+4X 90=82+2X –Y 解得：X=6，Y=4说明共经过了6次α衰变和4次β衰变，选项C 错D 对． 2、 动量守恒动量守恒定律是自然界普遍适用的基本规律之一，大到天体，小到微观粒子，无论相互作用的是什么力，动量守恒定律都适用，因此，动量守恒定律也适用于原子或原子核间的相互作用． 题5、在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动分别如图3中a 、b 所示，若两圆半径之比是32：1，则： （1） 该核发生的是何种衰变？磁场的方向怎样？ （2） 该核的原子序数是多少？解析：本题是1994年的高考题稍为改造过来的．核衰变放出的带电粒子和反冲核速度方向相反．若放出的是正粒子，根据左手定则，其在磁场中受洛伦兹力的方向与反冲核的相反，一起在磁场中做匀速圆周运动，两圆轨道应外切．故图中两圆内切表明粒子应带负电，即该核发生的是β衰变．匀强磁场的方向可能是向里，也可能向外，因为它对运动的轨迹没有影响．设这个原子核的原子序数为Z ，衰变后β粒子半径为r 1，质量为m 1，速度大小为v 1；产生新核的半径为r 2，质量为m 2，速度大小为v 2，根据动量守恒定律得：m 1v 1―m 2v 2=0 ∴m 1v 1=m 2v 2根据q v B=m rv 2得：qB mv r =∝q 1∴112121+==Z q q r r 代入数据，得Z=32题6（2003年全国高考题）如图4所示，K -介子衰变的方程为K -→π-+π0，其中K -介子和π-介子带负的基元电荷，π0介子不带电．一个K -介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧AP ，衰变后产生π-介子的轨迹为圆弧PB ．两轨迹在P 点相切，它们的半径-K R 与-πR 之比为 2：1．π0介子的轨迹没画出．由此可知π-的动量大小与π0的动量大小之比是（ ） A.1：1 B.1：2 C.1：3 D.1：6解析：根据题意先分别求出带电粒子在磁场中作圆周运动中的轨道半径．设K -、π-、πo介子在磁场中运动时的动量大小分别是-k p 、-πp 、o p π ，由Rv m qvB 2=得:qBp qBv m R K K K K ----=⋅=qBp R --=ππ 又∵-K R ：-πR =2：1最后根据衰变过程动量守恒，---=ππp p p o k 可得：--=πp p k∴-πp ：o p π=1：3．正确选项为C ．3、能量守恒能量守恒定律是人类长期总结得到的一条普遍适用的基本规律．重核裂变和轻核聚变是获取能量的两个重要途径，是能量转化和守恒的重要运用．题7（2002年广东高考题）如下一系列反应是在恒星内部发生的P + 126C → 137N137N → 136C + e ++ υP + 136C → 147NP + 147N → 158O图4 ABＰ158O → 157N + e + + υP + 157N → 126C + α其中P 为质子，α为α粒子，e +为正电子，υ为一种中微子，已知质子的质量为m P =1.672648⨯10-27kg ，α粒子的质量为m a=6.644929⨯10-27kg ，正电子质量为m e=9.11⨯10-31kg ，中微子的质量可忽略不计，真空中光速c=3.00⨯108m/s.试计算该系列核反应完成后释放的能量．解析:为求出系列反应后释放的能量,将题中所给的诸核反应方程左右两侧分别相加，消去两侧相同的项，系列反应最终等效为：4P → α + 2e ++ 2υ设反应后释放的能量为Q ,根据质能关系和能量守恒可得：22224c m c m c m e p ⋅+⋅=⋅α+Q代入数值可得：Q =3.95⨯10-12J题8（2000年全国高考题）裂变反应是目前核能利用中常用的反应，以原子核23592U为燃料的反应中，当23592U俘获一个慢中子后发生的裂变反应可以有多种方式，其中一种可表示为：23592U + 10n → 13954Xe + 9438Sr + 310n235.0439 1.0087 138.9178 93.9154反应方程下方的数字是中子及有关原子的静止质量(以原子质量单位u 为单位),已知1u 的质量对应的能量为9.3⨯102MeV ，此裂变反应释放出的能量是______MeV ． 解析：裂变前后的质量亏损是：Δm =（235.0439+1.0087–138.9778–93.9154–3⨯1.0087）u =0.2033u 由质能方程和能量守恒，可得裂变过程释放出的能量：ΔE =Δm •c 2=0.2033×9.3×102MeV =1.89×102MeV 4、能量和动量守恒题9（2000年春季高考题）云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹与在磁场垂直的平面内．现测得α粒子运动的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损．（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）解析：该衰变放出α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径R 与运动速度v 的关系由洛伦兹力和牛顿第二定律可得：q v B=m v 2/R ①设衰变后剩余核的速度为v ′， 衰变过程中动量守恒，故有： 0=m v –（M –m ）v ′ ②又衰变过程α粒子和剩余核的动能都来自于 亏损质量，即：22221)(21mv v m M c m +'-=⋅∆ ③联立①②③解得：Δm =22)(2)(cm M m qBR M ⋅- 题10、已知氘核的质量为2.0136u ，中子的质量为1.0087u ，32He 的质量为3.0150u ．（1） 写出两个氘核聚变的核反应方程； （2） 计算上述反应中释放的核能；（3） 若两个氘核以相等的动能0.35MeV 做对心碰撞即可发生上述核反应，且释放的核能全部转化为机械能，则反应中生成的32He 核的动能为多大？ 解析：（1）应用质量数守恒和电荷数守恒可写出核反应方程：21H + 21H → 32He + 10n（2）由题给条件可求出质量亏损为：Δm =2.0136⨯2–（3.0150+1.0087） =0.0035u∴释放的核能为：ΔE =Δc m ⋅2=931.5⨯0.0035MeV =3.26MeV（3）因核反应中释放的能量全部转化为机械能，即转化为32He 核和中子的动能．设32He和中子的质量分别为m 1、m 2，速度为v 1、v 2，则由动量守恒定律和能量守恒定律得：m 1v 1–m 2v 2 =0E E E E K K K ∆+=+0212联立以上两式解得：1K E =)2(410E E K ∆+ =)26.335.02(41+⨯⨯MeV=0.99MeV三、粒子碰撞中的守恒粒子间的相互碰撞属于弹性碰撞，故碰撞过程中动量守恒、动能也守恒．题11．已知碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核发生弹性正碰，且碰撞前碳核是静止的，中子的动能是E 0，那么至少经过多少次碰撞，中子的动能才能小于10-6E 0？解析：设中子质量为m ，碳核质量为M ，碰撞前中子的速度为v 0，碰撞后中子的速度为v ，碳核的速度为V ，根据动量守恒和动能守恒,有：mv 0=MV mv +220212121MV mv mv += 222212121H H v m v m mv +'=222212121NN v m v m mv ''+''=NN v m v m mv ''+''=又m M 12=联立以上三式，可得：01311v v -=所以碰撞一次，中子的动能变为：02211131121E mv E ⎪⎭⎫ ⎝⎛==同理，第二次碰撞后中子的动能为：0212213141312E E E ⎪⎭⎫ ⎝⎛=⎪⎭⎫ ⎝⎛= 所以碰撞n 次后中子的动能为：021311E E nn ⎪⎭⎫ ⎝⎛=则021311E n⎪⎭⎫ ⎝⎛＜0610E -即n21311⎪⎭⎫ ⎝⎛＜610- 取对数计算，有： 2n （lg11-lg13）＜-6 解得：n ＞ 41.4所以至少碰撞42次,中子的动能才能小于10-6E 0题12、1930年发现用钋放出的α射线轰击铍核Be 时产生一种射线，其贯穿能力极强，能穿透几厘米厚的铅板．当时著名物理学家居里夫人也不知道这是什么射线．1932年，英国青年物理学家查德威克用这种射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核．若未知射线均和静止氢核、氮核发生正碰，测出被打出的氢核的最大速度为v H =3.5×107m/s,被打出的氮核的最大速度υN =4.7×106m/s.假定正碰时没有能量损失，试根据上述数据算出未知射线中的粒子的质量与质子质量之比．解析：设未知粒子的质量为m ，速度为υ，粒子和核碰撞时，动量、动能守恒，有：联立①②，解得： v m m mv HH +='2 联立③④，解得：v m m mv NN +=''2vm m m H142+=代入数值，得：H m m =可见未知粒子的质量非常接近于质子的质量． 从以上分析可看出，在各种核反应中都存在着一定的守恒量，因此在求解有关核反应问题时，先分析在反应过程中存在哪些守恒量，再选用相应的守恒定律就可快速求解，这是解决原子物理问题的主要依据和有效的思维方法。
《金版教程》2017届高考·人教新课标物理一轮文档：17-2放射性元素的衰变、核能
第2讲放射性元素的衰变、核能知识点1原子核的组成、放射性、放射性同位素、射线的危害和防护Ⅰ一、原子核1.原子核的组成(1)原子核由质子和中子组成，质子和中子统称为核子。
(2)原子核的核电荷数＝质子数，原子核的质量数＝质子数＋中子数，质子和中子都为一个单位质量。
2.同位素：具有相同质子、不同中子的原子。
因为在元素周期表中的位置相同，同位素具有相同的化学性质。
具有放射性的同位素叫放射性同位素。
例如：2713Al＋42He→3015P＋10n，3015P→3014Si＋01e。
二、天然放射现象1.天然放射现象元素自发地放出射线的现象，首先由贝可勒尔发现。
天然放射现象的发现，说明原子核还具有复杂的结构。
2.放射性和放射性元素物质发射某种看不见的射线的性质叫放射性。
具有放射性的元素叫放射性元素。
3.三种射线放射性元素放射出的射线共有三种，分别是α射线、β射线、γ射线。
4.三种射线的比较(1)放射性同位素：有天然放射性同位素和人工放射性同位素两类，放射性同位素的化学性质相同。
(2)应用：消除静电、工业探伤、作示踪原子等。
(3)防护：防止放射性对人体组织的伤害。
知识点2原子核的衰变、半衰期Ⅰ1.原子核的衰变(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类α衰变：A Z X→A－4Y＋42HeZ－2β衰变：A Z X→A Z＋1Y＋__0－1eγ衰变：当放射性物质连续发生衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。
(3)两个重要的衰变①23892U→23490Th＋42He；②23490Th→23491Pa＋0－1e。
2.半衰期(1)定义：放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。
(2)影响因素：放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
3.α衰变和β衰变的实质α衰变：核内两个中子和两个质子结合得比较紧密，作为一个整体从较大的原子核内抛射出来。
物理课堂精人教3-5全国通用教师用书：第十九章 原子核 第六节核裂变 含答案
第六节 核裂变学 习 目 标知 识 导 图知识点1 重核的裂变1．定义 使重核分裂成__中等质量__的原子核的核反应叫重核的裂变。
2．核反应类型重核的裂变只发生在__人为控制__的核反应中，自然界不会自发的产生。
3．一种典型的铀核裂变235， 92U ＋10n ―→错误!Ba ＋错误!Kr ＋__3错误!n__。
知识点2 链式反应1．定义重核裂变产生的__中子__使裂变反应一代接一代继续下去的过程叫链式反应.2．条件发生裂变物质的体积大于__临界体积__或裂变物质的质量大于__临界质量__。
知识点3核电站1．核电站的工作原理核电站的核心是__核反应堆__，其简化示意图如图所示。
各部分作用如下:（1)核燃料：反应堆使用浓缩铀(铀235占3％～4％)制成__铀棒__作为核燃料,释放__核能__.（2)减速剂：用__石墨、重水和普通水__,使裂变中产生的中子减速，以便被铀235吸收。
(3)控制棒：由吸收中子能力很强的__镉__制成，用以控制__反应速度__。
（4)水泥防护层：反应堆外层是很厚的__水泥壁__，可防止射线辐射出去。
（5)热交换器:靠__水__和__液态金属钠__在反应堆内外的循环流动,把产生的热量传输出去。
2．核电站与火电站相比有何优缺点(1）优点：①核电站消耗的燃料__很少__。
②作为核燃料的铀、钍等在地球上的可采储量__很大__。
③火电站烧煤要放出很多污染物，而核电站放出的污染物要__少得多__。
（2）缺点：①一旦核泄漏会造成严重的__核污染__。
②核废料处理__比较困难__。
预习反馈『判一判』(1）只要铀块的体积大于临界体积，就可以发生链式反应。
(×）(2）中子从铀块中通过时，一定发生链式反应。
（×)(3）重核裂变释放出大量能量,产生明显的质量亏损，所以核子数要减小。
(×)（4）核反应堆是通过调节中子数目以控制反应速度。
(√）(5)核反应堆用过的核废料无毒无害.(×）『选一选』山东荣成石岛湾核电站总装机规模400万千瓦。
从微观角度解释质量守恒定律的内容
从微观角度解释质量守恒定律的内容
质量守恒定律，或者叫做质量守恒方程，是物理学中最基本的定律。
它指出：在任意一个物理过程中，物质的质量总是保持不变，也就是说，物质总是守恒的，不会凭空消失或增加。
质量守恒定律作为物理学中最根本的定律，其微观解释是：质量守恒定律是指在任何物质发生变化时，其构成元素的质量没有发生变化，物质本质上总是守恒的。
首先，质量守恒定律是基于量子力学中的某些基本假设。
这些基本假设包括：物质的基本结构是由原子核和电子组成的；物质的变化是由原子核和电子之间的相互作用引起的；在物质变化的过程中，原子核和电子的质量总是保持不变的。
其次，根据量子力学中的基本定律，在非核反应过程中，由于电子质量极小，因此可以忽略其质量对物质变化的影响，因此可以认为电子质量在物质变化的过程中保持不变。
这就说明为什么物质变化的过程中质量守恒了。
而在核反应过程中，物质的变化是由原子核内质量和能量变化引起的。
核反应过程中的质量变化可以从质子、中子的变化中看到。
要使物质的质量保持不变，则必须保证质子和中子的数量恒定。
只要质子和中子的数量恒定，物质的质量也就保持不变，所以质量守恒定律和质子数量守恒定律是相互联系的。
最后，质量守恒定律还可以用于研究物质的反应机制。
比如，反应的最终产物的质量可以用质量守恒定律来确定，从而获得更全面的
了解。
总之，通过对质量守恒定律的微观解释，可以更深入地理解质量的守恒的内涵，这对研究物质的本质和反应机制具有重要的意义。
只要质量守恒定律得到正确的应用，就能更好地发现物质变化和反应机制之间的关系。
2017年高考理综物理部分答案与解析(天津卷)
2017年高考理科综合能力测试物理部分（天津卷）答案与解析[2017·天津卷．1] 我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是()A．21H＋31H―→42He＋10nB．147N＋42He―→178O＋11HC．42He＋2713Al―→3015P＋10nD．23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n1．A[解析] 21H＋31H―→42He＋10n是核聚变反应方程，A正确；147N＋42He―→178O＋11H是原子核的人工转变反应方程，B错误；42He＋2713Al―→3015P＋10n是居里夫妇发现人工放射性的核反应方程，C 错误；23592U＋10n―→14456Ba＋8936Kr＋310n是铀核裂变的反应方程，D错误．[2017·天津卷．2] 明代学者方以智在《阳燧倒影》中记载：“凡宝石面凸，则光成一条，有数棱则必有一面五色”，表明白光通过多棱晶体折射会发生色散现象．如图所示，一束复色光通过三棱镜后分解成两束单色光a、b，下列说法正确的是()A．若增大入射角i，则b光先消失B．在该三棱镜中a光波长小于b光C．a光能发生偏振现象，b光不能发生D．若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光的遏止电压低2．D[解析] 由图可知，复色光通过三棱镜后分成两束，棱镜对b光的折射率大于对a光的折射率，a光波长大于b光的波长，在三棱镜中，a光的速度大于b光，a光的频率小于b光，故a光的波长大于b光，B错误；由几何关系可知，光线射入三棱镜的折射角r与射出三棱镜的入射角r′之和为60°，只增大入射角i，则r增大，r′减小，故a、b光都不会消失，A错误；光在玻璃表面反射时，反射光和折射光都是偏振光，C错误；由于b光的频率大于a光的频率，若a、b光分别照射同一光电管都能发生光电效应，则a光照射时光电子的最大初动能小，则a光的遏止电压低，D正确．[2017·天津卷．3] 如图所示，两根平行金属导轨置于水平面内，导轨之间接有电阻R.金属棒ab 与两导轨垂直并保持良好接触，整个装置放在匀强磁场中，磁场方向垂直于导轨平面向下．现使磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，下列说法正确的是()A．ab中的感应电流方向由b到aB．ab中的感应电流逐渐减小C．ab所受的安培力保持不变D．ab所受的静摩擦力逐渐减小3．D[解析] 磁感应强度随时间均匀减小，ab始终保持静止，所以闭合回路面积不发生改变，根据楞次定律和法拉第电磁感应定律可知，ab中产生由a到b的恒定电流，A、B错误；由于电流恒定，磁感应强度逐渐减小，所以，安培力逐渐减小，静摩擦力与安培力是一对平衡力，所以静摩擦力逐渐减小，C错误，D正确．[2017·天津卷．4] “天津之眼”是一座跨河建设、桥轮合一的摩天轮，是天津市的地标之一．摩天轮悬挂透明座舱，乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动．下列叙述正确的是()A．摩天轮转动过程中，乘客的机械能保持不变B．在最高点时，乘客重力大于座椅对他的支持力C．摩天轮转动一周的过程中，乘客重力的冲量为零D．摩天轮转动过程中，乘客重力的瞬时功率保持不变4．B[解析] 乘客随座舱在竖直面内做匀速圆周运动，动能保持不变，而重力势能时刻改变，A错误；在最高点合外力提供向心力，方向向下，所以在最高点，乘客重力大于座椅对他的支持力，B正确；乘客重力的冲量等于重力与时间的乘积，C错误；乘客向下的瞬时分速度时刻在改变，所以重力的瞬时功率也时刻在变化，D错误．[2017·天津卷．5] 手持较长软绳端点O以周期T在竖直方向上做简谐运动，带动绳上的其他质点振动形成简谐波沿绳水平传播，示意如图．绳上有另一质点P，且O、P的平衡位置间距为L.t＝0时，O位于最高点，P的位移恰好为零，速度方向竖直向上，下列判断正确的是()A．该简谐波是纵波B．该简谐波的最大波长为2LC．t＝T8时，P在平衡位置上方D．t＝3T8时，P的速度方向竖直向上5．C[解析] 质点的振动方向与传播方向垂直，该简谐波是横波，A错误；该简谐波的最大波长为4L，B错误；0～T8时间内，质点P从平衡位置向上运动，C正确；T4～T2时间内，质点P从最高点向平衡位置运动，D错误．[2017·天津卷．6] (多选)在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化．设线圈总电阻为2 Ω，则()A．t＝0时，线圈平面平行于磁感线B．t＝1 s时，线圈中的电流改变方向C．t＝1.5 s时，线圈中的感应电动势最大D．一个周期内，线圈产生的热量为8π2 J6．AD[解析] 由图可知，t＝0时，磁通量为0，线圈平面平行于磁感线，A正确；t＝1 s时，由法拉第电磁感应定律和图线的斜率可知，线圈中的电流方向不变，B错误；t＝1.5 s时磁通量的变化率为0，感应电动势为0，C错误；交变电流的电动势最大值E m＝nΦmω，所以电流的有效值I＝E m，根据焦耳定律Q＝I2RT，联立解得Q＝8π2 J，D正确．2R[2017·天津卷．7] (多选) 如图所示，在点电荷Q产生的电场中，实线MN是一条方向未标出的电场线，虚线AB是一个电子只在静电力作用下的运动轨迹．设电子在A、B两点的加速度大小分别为a A、a B，电势能分别为E p A、E p B.下列说法正确的是()A．电子一定从A向B运动B．若a A>a B，则Q靠近M端且为正电荷C．无论Q为正电荷还是负电荷一定有E p A<E p BD．B点电势可能高于A点电势7．BC[解析] 通过电子的运动轨迹可判断电子的受力方向，但无法判断电子的运动方向，根据点电荷的电场规律可知，加速度越大的位置就是离点电荷越近的位置，A错误，B正确；电子从A 到B电场力做负功，电势能增加，B点的电势低于A点的电势，C正确，D错误．[2017·天津卷．8] (多选)如图所示，轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点，悬挂衣服的衣架挂钩是光滑的，挂于绳上处于静止状态．如果只人为改变一个条件，当衣架静止时，下列说法正确的是()A．绳的右端上移到b′，绳子拉力不变B．将杆N向右移一些，绳子拉力变大C．绳的两端高度差越小，绳子拉力越小D．若换挂质量更大的衣服，则衣架悬挂点右移8．AB[解析] 绳的右端上下移动及改变绳子两端高度差都不会改变两部分绳间的夹角，A正确，C错误；两绳间的夹角与衣服的质量大小无关，D错误；将杆N向右移一些，两部分绳间的夹角变大，绳子拉力变大，B正确．[2017·天津卷．9] (1)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体．假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响．则组合体运动的线速度大小为________，向心加速度大小为________．[答案] (1)R gR ＋h R 2（R ＋h ）2g[解析] (1)依题意得G Mm R 2＝mg 万有引力提供组合体做圆周运动所需的向心力，GMm（R ＋h ）2＝m v 2R ＋h 联立解得v ＝R g R ＋h由牛顿第二定律得G Mm（R ＋h ）2＝ma 联立解得a ＝R 2（R ＋h ）2g [2017·天津卷．9] (2)如图所示，打点计时器固定在铁架台上，使重物带动纸带从静止开始自由下落，利用此装置验证机械能守恒定律．①对于该实验，下列操作中对减小实验误差有利的是________．A ．重物选用质量和密度较大的金属锤B ．两限位孔在同一竖直面内上下对正C ．精确测量出重物的质量D ．用手托稳重物，接通电源后，撤手释放重物②某实验小组利用上述装置将打点计时器接到50 Hz 的交流电源上，按正确操作得到了一条完整的纸带，由于纸带较长，图中有部分未画出，如图所示．纸带上各点是打点计时器打出的计时点，其中O点为纸带上打出的第一个点．重物下落高度应从纸带上计时点间的距离直接测出，利用下列测量值能完成验证机械能守恒定律的选项有________．A．OA、AD和EG的长度B．OC、BC和CD的长度C．BD、CF和EG的长度D．AC、BD和EG的长度(2)①利用此装置验证机械能守恒定律，根据实验原理可判断出A、B能减小下落过程中空气阻力和摩擦力，能有效减小实验误差，A、B正确．机械能守恒定律表达式中，重物的质量可以约去，精确测量质量不能减小误差，C错误；用手托住重物，撤手后最初一段时间，重物所做运动并不一定是自由落体运动，该操作增大误差，D错误．②利用测量值能完成验证机械能守恒定律的依据就是重力做功和动能的变化量之间的关系，所以我们必须要确定好初、末位置的速度以及初、末位置的高度差，从四组数据可以看出，B、C两组数据满足此要求，所以选择B、C.[2017·天津卷．9] (3)某探究性学习小组利用如图所示的电路测量电池的电动势和内阻．其中电流表A1的内阻r1＝1.0 kΩ，电阻R1＝9.0 kΩ，为了方便读数和作图，给电池串联一个R0＝3.0 Ω的电阻．①按图示电路进行连接后，发现aa′、bb′和cc′三条导线中，混进了一条内部断开的导线．为了确定哪一条导线内部是断开的，将开关S闭合，用多用电表的电压挡先测量a、b′间电压，读数不为零，再测量a、a′间电压，若读数不为零，则一定是________导线断开；若读数为零，则一定是________导线断开．②排除故障后，该小组顺利完成实验．通过多次改变滑动变阻器触头位置，得到电流表A1和A2的多组I1、I2数据，作出图像如图．由I1I2图像得到电池的电动势E＝________V，内阻r＝________Ω.(3)①测a、b′间电压，读数不为零，说明cc′没有断开，若测a、a′间电压，读数不为零，说明bb′没有断开，所以是aa′断开；若测a、a′间电压，读数为零，说明aa′没有断开，所以是bb′断开．②根据闭合电路欧姆定律及如图所示电路得E＝U外＋U内＝I1(R1＋r1)＋(I1＋I2)(R0＋r)，代入图像中两组数据(60 mA，0.12 mA)、(260 mA，0.05 mA)，解得电动势E＝1.4 V，内阻r＝0.5 Ω.[2017·天津卷．10] 如图所示，物块A和B通过一根轻质不可伸长的细绳相连，跨放在质量不计的光滑定滑轮两侧，质量分别为m A＝2 kg、m B＝1 kg.初始时A静止于水平地面上，B悬于空中．现将B竖直向上再举高h＝1.8 m (未触及滑轮)，然后由静止释放．一段时间后细绳绷直，A、B 以大小相等的速度一起运动，之后B恰好可以和地面接触．取g＝10 m/s2，空气阻力不计．求：(1)B从释放到细绳刚绷直时的运动时间t；(2)A的最大速度v的大小；(3)初始时B离地面的高度H.10．[答案] (1)0.6 s(2)2 m/s(3)0.6 m[解析] (1)B从释放到细绳刚绷直前做自由落体运动，有h＝12gt2①代入数据解得t＝0.6 s②(2)设细绳绷直前瞬间B速度大小为v B，有v B＝gt③细绳绷直瞬间，细绳张力远大于A、B的重力，A、B相互作用，由动量守恒得m B v B＝(m A＋m B)v④之后A做匀减速运动，所以细绳绷直后瞬间的速度v即为最大速度，联立②③④式，代入数据解得v＝2 m/s⑤(3)细绳绷直后，A、B一起运动，B恰好可以和地面接触，说明此时A、B的速度为零，这一过程中A、B组成的系统机械能守恒，有12(m A＋m B)v2＋mBgH＝m A gH⑥代入数据解得H＝0.6 m⑦[2017·天津卷．11] 平面直角坐标系xOy中，第Ⅰ象限存在垂直于平面向里的匀强磁场，第Ⅲ象限存在沿y轴负方向的匀强电场，如图所示．一带负电的粒子从电场中的Q点以速度v0沿x轴正方向开始运动，Q点到y轴的距离为到x轴距离的2倍．粒子从坐标原点O离开电场进入磁场，最终从x轴上的P点射出磁场，P点到y轴距离与Q点到y轴距离相等．不计粒子重力，问：(1)粒子到达O点时速度的大小和方向；(2)电场强度和磁感应强度的大小之比．11．[答案] (1)2v0，与x轴正方向成45°角斜向上(2)v0 2[解析] (1)在电场中，粒子做类平抛运动，设Q点到x轴距离为L，到y轴距离为2L，粒子的加速度为a，运动时间为t，有2L＝v0t①L＝12at2②设粒子到达O点时沿y轴方向的分速度为v y v y＝at③设粒子到达O点时速度方向与x轴正方向夹角为α，有tan α＝v yv0④联立①②③④式得α＝45°⑤即粒子到达O点时速度方向与x轴正方向成45°角斜向上．设粒子到达O点时速度大小为v，由运动的合成有v＝v20＋v2y⑥联立①②③⑥式得v＝2v0⑦(2)设电场强度为E，粒子电荷量为q，质量为m，粒子在电场中受到的电场力为F，由牛顿第二定律可得F＝ma⑧又F＝qE⑨设磁场的磁感应强度大小为B，粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径为R，所受的洛伦兹力提供向心力，有q v B＝m v2R○10由几何关系可知R＝2L⑪联立①②⑦⑧⑨○10⑪式得EB＝v02⑫[2017·天津卷．12] 电磁轨道炮利用电流和磁场的作用使炮弹获得超高速度，其原理可用来研制新武器和航天运载器．电磁轨道炮示意如图，图中直流电源电动势为E，电容器的电容为C.两根固定于水平面内的光滑平行金属导轨间距为l，电阻不计．炮弹可视为一质量为m、电阻为R的金属棒MN，垂直放在两导轨间处于静止状态，并与导轨良好接触．首先开关S接1，使电容器完全充电．然后将S 接至2，导轨间存在垂直于导轨平面、磁感应强度大小为B 的匀强磁场(图中未画出)，MN 开始向右加速运动．当MN 上的感应电动势与电容器两极板间的电压相等时，回路中电流为零，MN 达到最大速度，之后离开导轨．问：(1)磁场的方向；(2)MN 刚开始运动时加速度a 的大小；(3)MN 离开导轨后电容器上剩余的电荷量Q 是多少．12．[答案] (1)垂直于导轨平面向下(2)BlE mR (3)B 2l 2C 2E m ＋B 2l 2C[解析] (1)垂直于导轨平面向下．(2)电容器完全充电后，两极板间电压为E ，当开关S 接2时，电容器放电，设刚放电时流经MN的电流为I ，有I ＝E R① 设MN 受到的安培力为F ，有F ＝IlB ②由牛顿第二定律，有F ＝ma ③联立①②③式得a ＝BlE mR④ (3)当电容器充电完毕时，设电容器上电荷量为Q 0，有Q 0＝CE ⑤开关S 接2后，MN 开始向右加速运动，速度达到最大值v max 时，设MN 上的感应电动势为E ′，有E ′＝Bl v max ⑥依题意有E ′＝Q C⑦ 设在此过程中MN 的平均电流为I ，MN 上受到的平均安培力为F ，有F ＝IlB ⑧由动量定理，有F Δt ＝m v max ⑨又I Δt ＝Q 0－Q ○10B2l2C2E m＋B2l2C ⑪联立⑤⑥⑦⑧⑨⑩式得Q＝。
核反应发生后生成物的总相对质量
核反应发生后生成物的总相对质量
核反应发生后生成物的总相对质量是不变的。
根据物理上的知识，能量守恒定律决定了能量可能会转移，但永远会处于守恒的状态，所以核反应发生后的总相对质量是不会增加或者减少的，这是物理学上经常用到的知识。
核反应可能是一般的学习中不会接触到的知识，但是同样也适用于能量守恒定律，不会因为发生核反应后而有相对质量的增加或减少，任何的物理上的反应都是如此。
核能有什么样的应用？
我们在日常生活中接触到的涉及到核能的东西并不多，更多的可能是在新闻中听到的有关核武器、核反应堆、核能等相关的新闻，那么核能到底有什么样的应用呢？
首先就是我们都知道的威力极大的核武器，为什么现在的国家都想拥有属于自己的核武器呢？因为核武器的威力极大，当年在广岛和长崎投下的两颗原子弹，让广岛和长崎在之后的几十年都收到核辐射，这也直接促成了当年日本的投降。
总之利用核反应获得的能量对很多方面都有重要的用途，但是核辐射的危害也是非常大的，所以在安全性方面是要不断提高的。
核反应中的“质量守恒”与“质量亏损”
核反应中的“质量守恒”与“质量亏损”核反应、核反应方程以及核能的计算是在高中物理第二十二章《原子核》中的主要内容.在讲该部分时教师都会向学生介绍核反应须遵循四大“守恒"，即电荷数守恒、质量守恒、动量守恒、能量守恒。
而在计算核能时是利用反应前后亏损的质量△m和爱因斯坦的质能方程E=mc2来计算核反应过程中释放的核能△E=△mc2。
一方面说核反应过程中质量守恒，另一方面又说核反应过程质量亏损，二者岂不矛盾?其实不然,原因是二者所指“质量”不同。
一、核反应过程中质量守恒,其“质量”是指总质量，即静质量和动质量之和.爱因斯坦在狭义相对论中提出质能方程E=mc2,并指出物质的质量与其运动有关.若物体静止时的质量为m（静质量），则该物体所蕴含的静止能量为mc2，即是说能量mc2包含除动能之外．．．．．的其它能量（如内能、势能等）之和。
爱因斯坦的质能方程不仅对单一粒子适用，对多个粒子组成的物体甚至宏观物体也适用。
下面利用爱因斯坦质能方程和能量守恒定律来看核反应过程中的质量守恒。
设原子核A和粒子B发生核反应，生成C、D，各粒子的静止质量和动能分别为m i和E ki(i=1、2、3、4）Ａ＋Ｂ→Ｃ＋Ｄ静质量 m1 m2 m3 m4动能 E k1 E k2 E k3 E K4根据爱因斯坦的质能方程各粒子所蕴含的除动能之外的能量为m i c2，那么各粒子总能量Ｅi＝m i c2＋Ｅki能的转化和守恒定律是自然界最基本规律之一，当然适用于原子核反应。
由能量守恒，反应前总能量等于反应后总能量。
即(m 1c2+E k1）+（m2c2+E k2)=(m3 c2+E k3)+( m4 c2+E k4）将上式两边除c2：（m 1+ ）＋（m2+)＝（m3+)＋(m4+) (※）由上式于是引出m i¹=m i+，m i¹是总质量，包括两部分m i和，其中是因运动才具有，故称为动质量，那么总质量=静质量+动质量，（※）式可写成:m1¹+m2¹=m3¹+m4¹上式可见核反应前后质量不变是指各粒子的总质量守恒，即各粒子的静质量和动质量之和不变，它是由自然界普遍规律能量守恒定律推出。
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核反应中的守恒探析
守恒定律是自然界中普遍成立的规律，是物理学中有效的思维方法。
在核反应过程中，虽然发生了质量亏损，但都遵守电荷数守恒，质量数守恒，动量守恒和能量守恒；核碰撞中还遵守动量守恒和能量守恒。
应用上述守恒定律是解决原子物理问题的主要依据和有效的思维方法。
本文结合实例分类探析核反应中的守恒。
一、核反应中的守恒
1. 电荷数、质量数守恒
例1. 在核反应方程式kX Xe Sr n U ++→+1365490381
023592中（ ）
A. X 是中子，9=k
B. X 是中子，10=k
C. X 是质子，9=k
D. X 是质子，10=k
解析：在题目所给的核反应中，由电荷数守恒，设X 的质子数为x ，则核反应方程的左边质子数为92＋0＝92，右边质子数为38＋54＋x ＝92，x ＝0，X 的质子数为0，所以X 为中子；由质量数守恒，左边的质量数为235＋1＝236，右边的质量数为90＋136＋k ×1＝236，k ＝10，所以k 的数值为10，B 选项正确。
2. 动量守恒
例2. 光子的能量是νh ，动量为c
h ν，如果一个静止的放射元素的原子核在发生γ辐射时只发出一个光子，则辐射后的原子核（ ）
A. 仍然静止
B. 沿着与光子运动方向相同的方向运动
C. 沿着与光子运动方向相反的方向运动
D. 可能向相反的方向运动
解析：原子核发生γ辐射时只发出一个光子，从核反应方程上来看原子核的电荷数和质量数都没有发生变化，但光子是有动量的，根据动量守恒定律，辐射后的原子核应有一个与光子等大相反的动量，故选C 。
3. 能量和动量守恒
例3. 云室处在磁感应强度为B 的匀强磁场中，一静止的质量为M 的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m ，电量为q ，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内。
现测得α粒子运动的轨道半径为R ，试求在衰变过程中的质量亏损（注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）
解析：设核衰变产生的α粒子的速度为v ，则有R
v m qvB 2
= 用'v 表示衰变后剩余核的速度，则由动量守恒定律有
0')(=-+v m M mv
在衰变过程中，α粒子和剩余核的动能来自核反应过程中所释放的核能，由质能方程2mc E ∆=∆和能量守恒定律222')(2
121v m M mv mc -+=
∆ 结合以上方程可解得 )
(2)(22
m M m c qBR M m -=∆
二、碰撞中的动量和动能守恒
例4. 1920年，质子已被发现，英国物理学家卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫中子。
1930年发现，在真空条件下用α射线轰击铍Be 9
4时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种粒子。
经过研究发现，这种不知名射线具有如下特点：①在任意方向的磁场中均不能发生偏转；②这种射线的速度小于光速的十分之一；③由它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；由它轰击含有氮核的物质，可以把氮核打出来，并且被打出的是氢核的最大速度v H 和被打出的氮核的最大速度v N 之比近似等于15:2，若该射线中的粒子均具有相同的能量，氢核和氮核可认为静止，
碰撞过程中机械能无损失。
已知氢核的质量M H 和氮核的质量M N 之比等于1:14。
（1）写出α射线轰击铍核的核反应方程。
（2）根据上面所述的各种情况，通过具体分析说明射线是不带电的，但它不是γ射线，而是由中子组成。
解析：（1）核反应方程是：
n C He Be 10126429
4+→+
（2）由①可知，由于该射线在任意方向的磁场中均不能发生偏转，因此该射线不带电，是由电中性的粒子流组成的。
由②可知，由于γ射线是光子流，而该射线的速度小于光速的十分之一，因此它不是γ射线。
设组成该射线的粒子质量为m ，轰击氢核和氮核时的速度为v ，由于碰撞过程中机械能无损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明该粒子与氢核及氮核的碰撞为弹性正碰，设与氢核发生弹性正碰后粒子速度为v 1，与氮核发生弹性正碰后粒子速度变为v 2，根据动量守恒和机械能守恒，在打出氢核的过程中有：
221212
12121H H H
H v M m v m v v M m v m v +=+= 解得H
H M m mv v +=2 同理，在打出氮核的过程中，有：
222222
12121N N N
N v M m v m v v M m v m v +=+= 解得N N M m m v v +=2，H
N N H m m M m v v ++= 根据v H 、v N 的表达式及1
14215==H N N H M M v v ， 解得H M m ≈
即该粒子的质量与氢核质量近似相等，因此这种粒子是中子。