Cho hạt prôtôn có động năng 1,8 MeV bắn vào hạt nh...

Câu hỏi: Cho hạt prôtôn có động năng 1,8 MeV bắn vào hạt nhân ₃Li⁷ đang đứng yên, sinh ra hai hạt α có cùng độ lớn vận tốc và không sinh ra tia γ. Cho biết m_P = 1,0073 u; m_α = 4,0015 u; m_Li = 7,0144 u. Cho chùm hạt α bay vào trong một từ trường đều có cảm ứng từ 0,4 T theo phương vuông góc với từ trường. Lấy uc² = 931,5 MeV, c = 3.10⁸ m/s, độ lớn điện tích nguyên tố e = 1,6.10^-19C. Lực Lo-ren-xơ tác dụng lên hạt α trong từ trường đều bằng

A 1,39.10^-12 N.

B 2,76.10^-12 N.

C 5,51.10^-12 N.

D 5,51.10^-10 N.

Đáp án

- Hướng dẫn giải

Phương pháp giải:

Giải chi tiết:

Đáp án B.

+ Phương trình phản ứng \({}_1^1{\rm{p + }}{}_3^7{\rm{L}} \to {\rm{2}}_2^4\alpha .\)

Năng lượng toàn phần trong quá trình phản ứng hạt nhân xảy ra được bảo toàn:

\({{\rm{D}}_{\rm{p}}} + {{\rm{m}}_{\rm{p}}}{{\rm{c}}^2} + {{\rm{m}}_{{\rm{Li}}}}{{\rm{c}}^2} = 2{{\rm{D}}_\varepsilon } + 2{{\rm{m}}_\alpha }{{\rm{c}}^2} \to \) \({{\rm{D}}_\alpha } = {{{{\rm{D}}_{\rm{p}}} + \left( {{{\rm{m}}_{\rm{p}}} + {{\rm{m}}_{{\rm{Li}}}} - 2{{\rm{m}}_\alpha }} \right){{\rm{c}}^2}} \over 2} = {{1,8 + \left( {1,0073 + 7,0144 - 2.4,0015} \right).931,5} \over 2} = 9,61{\rm{MeV}} \approx {\rm{1,54}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 12}}{\rm{J}}{\rm{.}}\)

Tốc độ của hạt \(\alpha\) sau phản ứng \({{\rm{v}}_\alpha } = \sqrt {{{2{{\rm{D}}_\alpha }} \over {{{\rm{m}}_\alpha }}}} = \sqrt {{{2.1,{{54.10}^{ - 12}}} \over {4,0015.1,{{67.10}^{ - 27}}}}} \approx 2,{15.10^7}{\rm{ m/s}}{\rm{.}}\)

Lực lorenxo tác dụng lên hạt khi nó chuyển động trong từ trường

\({\rm{f = qvB = 2}}{\rm{.1,6}}{\rm{.1}}{{\rm{0}}^{ - 19}}.2,{15.10^7}.0,4 = 2,{752.10^{ - 12}}{\rm{N}}{\rm{.}}\)

Câu hỏi trên thuộc đề trắc nghiệm

Đề thi thử THPT QG môn Vật Lý trường THPT Chuyên Hà Tĩnh - Lần 1 - năm 2018 (có lời giải chi tiết)

↑