简答题 （2023·广西南宁·南宁二中校考模拟预测）如图$a$粒子源可以每秒发射出$N=10^5$个$\alpha$粒子，其初速度均为$v_0=3×10^7$m/s，进入电压为$U=7×10^6$V的加速电场，从电场中射出后与静止在反应区$A$点的铍核$_4^9$B发生核反应，两个反应产物垂直于边界飞入探测区、探测区有一圆形磁场和粒子探测器、圆形磁场半径为$R=\frac{2\sqrt{3}}{15}$m，其内存在磁感应强度为$B=0.5$T的匀强磁场，圆形磁场边界与$EF$相切，探测器与$EF$平行且距圆心距离为$d=0.5$m。实验中根据碰撞点的位置便可分析核反应的生成物。为简化模型，假设每个粒子均可与铍核发生核反应，实验中探测器上有两个点（$P$点和$Q$点）持续受到撞击，点$A$、$O$、$P$在一直线上，且$PQ=\frac{\sqrt{3}}{2}$m，打在$P$点粒子50%穿透探测器，50%被探测器吸收，其中穿透的粒子能量损失75%，打在$Q$点的粒子全部被吸收。已知质子和中子的质量均为$m=1.6×10^{-27}$kg，原子核的质量为核子的总质量，质子电量为$e=1.6×10^{-19}$C，不计粒子间相互作用（核反应过程除外）求：
（1）$\alpha$粒子射出加速电场后的速度大小；
（2）完成$\alpha$粒子与铍核发生核反应方程：$_2^4He+_4^9B→( )+_6^{12}C$
（3）判断打在$P$、$Q$点的分别是什么粒子，计算其速度大小；
（4）探测器上$P$点每秒受到的撞击力大小。
2026-03-29
共54道
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