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能量守恒定律、動量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律，在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用。
盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后，他猜測：原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子。
（1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學生查德威克用α粒子轟擊一系列元素進行實驗。當他用α粒子（
4
2
He）轟擊鈹原子核（
9
4
Be）時發(fā)現(xiàn)了一種未知射線，并經(jīng)過實驗確定這就是中子，從而證實了盧瑟福的猜測。請你完成此核反應方程為
4
2
He+
9
4
Be→

12
6
C

12
6
C
+
1
0
n。
（2）為了測定中子的質(zhì)量m_n，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰。實驗中他測得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關系是v_N=
1
7
v_H．已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關系是m_N=14m_H，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞。請你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計算中子質(zhì)量m_n與氫核質(zhì)量m_H的比值。
（3）以鈾235為裂變?nèi)剂系摹奥凶印焙朔磻阎?，裂變時放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速。在討論如何使中子減速的問題時，有人設計了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子。以彈性正碰為例，僅從力學角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請說出你的觀點并說明理由。

【考點】動量守恒與能量守恒共同解決實際問題；重核的裂變及反應條件．

【答案】

【解答】

【點評】

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發(fā)布：2024/6/27 10:35:59組卷：177引用：4難度：0.3

相似題

1．中子的發(fā)現(xiàn)是守恒定律在核反應過程中的重要應用，1930年發(fā)現(xiàn)用釙放出的α射線轟擊Be核時產(chǎn)生一種射線，其貫穿能力極強，能穿透幾厘米厚的鋁板，當時著名物理學家居里夫人也不知道這是一種什么射線。1932年，英國青年物理學家查德威克用這種射線分別轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出了一些氫核和氮核。若未知射線均與靜止的氫核和氮核正碰，測出被打出的氫核最大速度為v_H=3.5×10⁷m/s,被打出的氮核的最大速度v_N=4.7×10⁶m/s。假定正碰時無能量損失，設未知射線中粒子的質(zhì)量為m,初速為v,被打出的核質(zhì)量為m'。
（1）推導出被打出的核的速度v'的表達式；
（2）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，推算出未知射線中粒子的質(zhì)量m與質(zhì)子質(zhì)量之比。（氮核質(zhì)量m_N為氫核質(zhì)量m_H的14倍）
發(fā)布：2024/11/6 8:0:1組卷：11引用：1難度：0.5
解析
2．[選做題]本題包括A、B、C三小題，請選定其中兩題，并在相應的答題區(qū)域內(nèi)作答．若三題都做，則按A、B兩題評分．
A．（選修模塊3-3）
（1）由以下數(shù)據(jù)能估算出水分子直徑的是

A．水的質(zhì)量、水的體積和阿伏加德羅常數(shù)
B．水的質(zhì)量、水的密度和阿伏加德羅常數(shù)
C．水的摩爾質(zhì)量和阿伏加德羅常數(shù)

D．水的摩爾體積和阿伏加德羅常數(shù)
（2）如圖乙所示，用一根與絕熱活塞相連的細線將絕熱氣缸懸掛在某一高度靜止不動，氣缸開口向上，內(nèi)封閉一定質(zhì)量的氣體（分子間的相互作用力忽略不計），缸內(nèi)活塞可以無摩擦移動且不漏氣，現(xiàn)將細線剪斷，讓氣缸自由下落，下列說法正確的是

A．氣體壓強減小，氣體對外界做功
B．氣體壓強增大，外界對氣體做功
C．氣體體積增大，氣體內(nèi)能減小
D．氣體體積減小，氣體內(nèi)能增大
（3）如圖甲所示，一圓柱形絕熱氣缸豎直放置，通過絕熱活塞封閉著一定質(zhì)量的理想氣體．活塞的質(zhì)量為m,橫截面積為S，此時活塞處于平衡狀態(tài)，氣體的溫度為T₁．現(xiàn)通過電熱絲緩慢加熱氣體，在氣體吸收熱量為Q的過程中，氣體對活塞做功的大小為W．已知大氣壓強為p₀，重力加速度為g,不計活塞與氣缸的摩擦．求：
①氣體的壓強；
②加熱過程中氣體的內(nèi)能增加量；
B．（選修模塊3-4）
（1）下列說法中正確的是
．
A．激光比普通光源的相干性好
B．紫外線在水中的傳播速度大于紅外線在水中的傳播速度
C．在光的衍射實驗中，出現(xiàn)明條紋的地方光子到達的概率較大
D．接收電磁波時首先要進行調(diào)頻
（2）一列沿x軸正方向傳播的簡諧橫波，t=0時刻的波形如圖中實線所示，t=0.2s時刻的波形如圖丙中虛線所示，則：
A．質(zhì)點P的運動方向向右
B．波的周期可能為0.27s
C．波的傳播速度可能為630m/s
D．波的頻率可能為1.25Hz
（3）如圖丁所示，ABC為玻璃三棱鏡的橫截面，∠A=30°，∠B=60°，BC=3cm,一條平行于AC邊的光線從O點垂直射向棱鏡，OC=2cm,已知棱鏡對光的折射率為n=1.5，試求光線在棱鏡內(nèi)傳播的最短時間是多少？
C．（選修模塊3-5）
（1）正電子（PET）發(fā)射計算機斷層顯像的基本原理是：將放射性同位素

15
8
O
注入人體，參與人體的代謝過程．

15
8
O
在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖象．根據(jù)PET原理，回答下列問題：
①寫出

15
8
O
的衰變的方程式
．
②將放射性同位素

15
8
O
注入人體，

15
8
O
的主要用途

A．利用它的射線 B．作為示蹤原子
C．參與人體的代謝過程 D．有氧呼吸
③PET中所選的放射性同位素的半衰期應
．（填“長”或“短”或“長短均可”）
（2）一輛小車在光滑水平面上以v₁=1m/s的速度向右運動，小車的質(zhì)量為M=100kg,一質(zhì)量為m=50kg的人從小車的右端迎面跳上小車，接觸小車前的瞬間人的水平速度大小為v₂=5.6m/s.求人跳上小車后，人和小車的共同速度和人跳上小車的過程中人對小車做的功．
發(fā)布：2024/11/8 8:0:1組卷：17引用：1難度：0.5
解析
3．A．“中子的發(fā)現(xiàn)”
關于“原子核的組成”的研究，物理學的發(fā)展過程經(jīng)歷了如下幾個重要的階段：
1919年，盧瑟福用α粒子轟擊氮核從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子；
1920年，盧瑟福預言“原子核內(nèi)可能還有質(zhì)量與質(zhì)子相近的中性粒子存在”；
1930年，約里奧?居里夫婦用釙（Po）放出的α粒子轟擊鈹（Be），產(chǎn)生了一種貫穿能力極強的射線，研究發(fā)現(xiàn)這種射線是一種中性粒子流；
1932年，查德威克用這種射線轟擊氫原子和氮原子，打出了一些氫核（質(zhì)子）和氮核，測量出被打出的氫核和氮核的速度，并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子．
查德威克認為：氫核、氮核的熱運動速度遠小于未知粒子的速度而可以忽略不計；被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是由于碰撞的情況不同而造成的，其中速率最大的應該是彈性正碰的結(jié)果．實驗中測得氫核的最大速度為v_H=3.3×10⁷m/s,氮核的最大速度為v_N=4.5×10⁶m/s；已知m_N=14m_H．
請你根據(jù)查德威克研究，經(jīng)過推理計算，證明盧瑟福的“預言”是正確的．
發(fā)布：2024/11/6 8:0:1組卷：13引用：1難度：0.1
解析

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