天文观测指出,太阳在一个绕银河系中心的圆形轨道上运行,这个轨道的半径约为3万光年(2.71020m),绕行周期约为2亿年,太阳做这种运动所受的力是那些位于轨道内侧的大量星体的引力。求;
(1)如果把这些星体看成集中在轨道的中心,那么这些星体的总质量为多少?
(2)这些星体的总质量相当于多少个太阳的质量?(太阳的质量约为kg)
1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强,它甚至能穿透几厘米厚的铅板,1932年,英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子,结果打出一些氢核和氮核,测量出被打出的氢核和氮核的速度,并由此推算出这种粒子的质量.若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰,测出被打出的氢核最大速度为vH=3.3×107m/s,被打出的氮核的最大速度vN=4.5×106m/s,假定正碰时无机械能损失,设未知射线中粒子质量为m,初速为v,质子的质量为m′.
(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式;
(2)根据上述数据,推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m′之比.(已知氮核质量为氢核质量的14倍,结果保留三位有效数字)
2006年,我国自行设计并研制的“人造太阳”——托卡马克实验装置运行获得重大进展,这标志着我国已经迈入可控热核反应领域先进国家行列.该反应所进行的聚变过程是H+H→He+n,反应原料氘(H)富存于海水中,而氚(H)是放射性元素,自然界中不存在,但可以通过中子轰击锂核(Li)的人工核转变得到.则:
(1)请把下列用中子轰击锂核(Li)产生一个氚核(H)和一个新核的人工核转变方程填写完整;
Li+________→________+H.
(2)在(1)中,每生产1 g的氚同时有多少个Li核实现了核转变?(阿伏加德罗常数NA取6.0×1023mol-1)
(3)一个氘核和一个氚核发生核聚变时,平均每个核子释放的能量为5.6×10-13 J,求该核聚变过程中的质量亏损.
已知氢原子基态的电子轨道半径r1=0.53×10-10 m,基态的能级值为E1=-13.6 eV.
(1)求电子在n=1的轨道上运动形成的等效电流.
(2)有一群氢原子处于量子数n=3的激发态,画出能级图,在图上用箭头标明这些氢原子能发出哪几条光谱线.
(3)计算这几条光谱线中最长的波长.
如图所示,一质量为M的物块静止在桌面边缘,桌面离水平地面的高度为h.一质量为m的子弹以水平速度v0射入物块后,以水平速度v0/2射出.重力加速度为g.求:
(1)此过程中系统损失的机械能;
(2)此后物块落地点离桌面边缘的水平距离.
1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al,发现了放射性磷P和另一种粒子,并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖.
(1)写出这个过程的核反应方程式.
(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞,但没有发生核反应,该粒子碰后的速度大小为v1,运动方向与原运动方向相反,求碰撞后12C核的速度.