稿件来源:高途
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选修3-1
第三章 磁场
3.5 运动电荷在磁场中受到的力
洛伦兹力
随着电子、原子、原子核的发现,人们对组成物质的粒子有了越来越多的认识。
若在如图所示的阴极射线管中部加上平行于纸面、通有顺时针电流的线圈,阴极射线将向 偏转;若要使阴极射线的轨迹是一条直线,则还需要施加一个平行于纸面向 的电场。(均选填“上”或“下”)

若在如图所示的阴极射线管中部加上平行于纸面、通有顺时针电流的线圈,根据左手定则知,阴极射线将向下偏转;
若要使阴极射线的轨迹是一条直线,根据平衡条件知,则还需要施加一个向上的力,阴极射线带负电,故还需要施加一个平行于纸面向下的电场。
质子由 $2$ 个 $u$ 夸克和 $1$ 个 $d$ 夸克组成,表示为 $p=uud$,则反质子可表示为 ;中子由 $1$ 个 $u$ 夸克和 $2$ 个 $d$ 夸克组成,由此可推算出$d$ 夸克的电量为 $e$。(已知质子带电量为$e$ )
质子由 $2$ 个 $u$ 夸克和 $1$ 个 $d$ 夸克组成,表示为 $p=uud$,则反质子可表示为$\overline{u}\overline{u}\overline{d}$;
中子由 $1$ 个 $u$ 夸克和 $2$ 个 $d$ 夸克组成,根据题意$2u+d=e$,$u+2d=0e$
联立解得$d$ 夸克的电量为$- \dfrac{1}{3}e$。
质子、中子和氘核的质量分别为$m_{1}$、$m_{2}$和$m_{3}$。当一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是($c$表示真空中的光速)$(\qquad)$
$(m_{1}+m_{2}-m_{3})c$
","$(m_{3}-m_{2}-m_{1})c$
","$(m_{1}+m_{2}-m_{3})c^{2}$
","$(m_{3}-m_{2}-m_{1})c^{2}$
"]根据质能方程知一个质子和一个中子结合成氘核时,释放的能量是$(m_{1}+m_{2}-m_{3})c^{2}$。
故选:$\rm C$。
在云室中有垂直于纸面的匀强磁场,从 $P$ 点发出两个电子和一个正电子,三个粒子运动轨迹如图中 $1$、$2$、$3$ 所示,三个粒子的初速度分别为$v_{1}$、$v_{2}$、$v_{3}$。根据轨迹可以推断出$(\qquad)$

正电子的轨迹是$1$
","正电子的轨迹是$2$
","$v_{1}\\gt v_{2}\\gt v_{3}$
","$v_{3}\\gt v_{2}\\gt v_{1}$
"]$\rm AB$.根据左手定则判断知,两个电子向同一方向偏转,一个正电子与电子偏转方向相反,故正电子的轨迹是$\rm 2$,故$\rm A$错误,$\rm B$正确;
$\rm CD$.根据牛顿第二定律$evB=m\dfrac{v^{2}}{r}$
解得$r=\dfrac{mv}{eB}$
即$r∝v$
因$r_{3}\gt r_{2}\gt r_{1}$
可得$v_{3}\gt v_{2}\gt v_{1}$
故$\rm C$错误,$\rm D$正确;
故选:$\rm BD$
铀$235$受到中子轰击后,会发生核裂变。
①完成核裂变方程: $\rm _{0}^{1}n+\rm _{92}^{235}U⟶\rm _{56}^{141}Ba+\rm _{36}^{92}Kr+$ 。
②如果按一个铀$235$原子核裂变时放出$200\;\rm MeV$ 能量计算,$1\;\rm g$ 铀$235$全部裂变后释放的能量是 $\;\rm J$ ?(阿伏加德罗常数$6.02\times 10^{23}\;\rm mol^{-1}$,铀$235$的摩尔质量$235\;\rm g/mol$,$e=1.60\times 10^{-19}\;\rm C$)(结果保留 $2$ 位有效数字)
根据质量数守恒和电荷数守恒,推知核裂变方程$\rm _{0}^{1}n+\rm _{92}^{235}U→\rm _{56}^{141}Ba+\rm _{36}^{92}Kr+3\rm _{0}^{1}n$
$1\;\rm g$铀$235$全部裂变后释放的能量是$E=\dfrac{1}{235} \times 6.02 \times 10^{23} \times 200\;\rm MeV=8.2 \times \text{10}^{10}\;\rm \text{J}$
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