11.【解析】(1)根据动量守恒定律可得:
Mv′=mv (2分)
解得v′= (3分)
(2)依题意有:
Ek=mv2+Mv′2 (2分)
又Ek=Δmc2 (2分)
解得
Δm= (3分)
答案:(1) (2)
12.【解题指南】本题考查了放射性元素的衰变和爱因斯坦质能方程及动量守恒定律的应用,解答本题时应把握以下两点:
(1)核反应释放出的核能与铀核的动能EU、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和守恒。
(2)*核衰变为和α粒子组成的系统动量守恒。
【解析】(1)由质量数和电荷数守恒写出衰变方程:
→*He (2分)
*→+γ (2分)
也可写为
→He+γ
(2)衰变过程的质量亏损为
Δm=mPu-mU-mα (1分)
则核反应放出的能量为
ΔE=Δmc2 (1分)
释放的核能转变为铀核的动能EU、α粒子的动能Eα和γ光子的能量Eγ之和
即ΔE=EU+Eα+Eγ (2分)
由以上几个式子得
EU+Eα=(mPu-mU-mα)c2-Eγ (2分)
设衰变后的铀核和α粒子的速度分别为vU和vα,则由动量守恒有
mUvU=mαvα (2分)
又由动能的定义得:
EU=mU (1分)
Eα=mα (1分)
由以上两方程得:
= (1分)
由上面几个方程得:
Eα=[(mPu-mU-mα)c2-Eγ] (2分)
代入题给数据得
Eα=5.034 MeV (1分)
答案:(1→He+γ
(2)5.034 MeV