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試題詳情
中子的發(fā)現(xiàn)是物理史上的一件大事。1920年英國(guó)物理學(xué)家盧瑟福通過(guò)人工核轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，在研究原子核的帶電量與質(zhì)量時(shí)發(fā)現(xiàn)原子核的質(zhì)量大于核中所有質(zhì)子的質(zhì)量和，于是預(yù)言：可能有一種質(zhì)量與質(zhì)子相近的不帶電的中性粒子存在，他把它叫做中子。
1930年科學(xué)家在真空條件下用α射線(xiàn)轟擊鈹核 94Be時(shí)，發(fā)現(xiàn)一種看不見(jiàn)、貫穿能力極強(qiáng)的不知名射線(xiàn)和另一種粒子產(chǎn)生。這種不知名射線(xiàn)具有如下特點(diǎn)：
①在任意方向的磁場(chǎng)中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn)；
②這種射線(xiàn)的速度遠(yuǎn)小于光速；
③用它轟擊含有氫核的物質(zhì)，可以把氫核打出來(lái)；用它轟擊含有氮核的物質(zhì)，可以把氮核打出來(lái)。實(shí)驗(yàn)中測(cè)得，被打出氫核的最大速度為3.3×107m/s,氮核的最大速度為4.7×106m/s,假定該射線(xiàn)中的粒子均具有相同的能量，氫核和氮核碰前可認(rèn)為是靜止的，碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能的損失。
已知?dú)浜速|(zhì)量MH與氮核質(zhì)量MN之比為1：14．根據(jù)以上信息，不考慮相對(duì)論效應(yīng)，完成下列問(wèn)題。
（1）請(qǐng)通過(guò)分析說(shuō)明該射線(xiàn)是否帶電，是否為γ射線(xiàn)；
（2）請(qǐng)判斷該射線(xiàn)中的粒子是否為盧瑟福所預(yù)言的中子，并通過(guò)分析說(shuō)明依據(jù)；
（3）寫(xiě)出用α射線(xiàn)轟擊鈹核 94Be發(fā)現(xiàn)該射線(xiàn)的核反應(yīng)方程。
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【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】
【點(diǎn)評(píng)】
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發(fā)布：2024/10/31 8:0:1組卷：228引用：2難度：0.5
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1．氚核（
H）是重要的核燃料，地球上的氚核非常少，用中子轟擊鋰核（31Li）可以得到氚核（63H）并產(chǎn)生一個(gè)新核X，則下列說(shuō)法正確的是（ ?。?/h2>31發(fā)布：2024/12/14 10:30:2組卷：26引用：1難度：0.8 -
2．用α粒子轟擊鈹
Be時(shí)會(huì)得到新的原子核94C并同時(shí)放出一種射線(xiàn)，該射線(xiàn)是（ ?。?/h2>126發(fā)布：2024/12/1 14:30:1組卷：111引用：1難度：0.8 -
3．用α射線(xiàn)轟擊鋁箔Al人工產(chǎn)生一定量的放射性同位素2713P和某種粒子A，放置一段時(shí)間T后，部分3015P衰變產(chǎn)生3015Si和正電子?，F(xiàn)用如圖所示裝置檢測(cè)3014P在時(shí)間T內(nèi)的衰變率：將核反應(yīng)產(chǎn)物（電離態(tài)的P3-、電離態(tài)的Si4+、α粒子、粒子A、正電子等五種粒子）一起注入到加速電場(chǎng)的中心P，忽略各粒子的初速度，部分粒子經(jīng)電場(chǎng)加速形成的粒子束1從正極板的小孔M射出，被探測(cè)板1收集；部分粒子經(jīng)電場(chǎng)加速后形成粒子束2從負(fù)極板上的小孔N射出，沿半徑為R的圓弧軌跡通過(guò)靜電分析器，經(jīng)由速度選擇器篩選后（速度選擇器中不同粒子的運(yùn)動(dòng)軌跡如圖中虛線(xiàn)所示），在磁分析器中沿半圓弧軌跡偏轉(zhuǎn)，最后被磁場(chǎng)邊界處的探測(cè)板2收集。其中加速電場(chǎng)的電壓大小為U，靜電分析器中與圓心O1等距離的各點(diǎn)場(chǎng)強(qiáng)大小相等，方向指向圓心，磁分析器中以O(shè)2為圓心的足夠大半圓形區(qū)域內(nèi)，分布著方向垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B。經(jīng)檢測(cè)，探測(cè)板1收集的電荷量為Q1，探測(cè)板2收集電荷量為Q2。設(shè)原子核中每個(gè)核子的質(zhì)量均為m,整個(gè)系統(tǒng)處于真空中，忽略檢測(cè)過(guò)程中發(fā)生的衰變，不計(jì)重力、粒子間的相互作用力及相對(duì)論效應(yīng)，且已知元電荷量為e。3015
（1）寫(xiě)出α粒子轟擊鋁箔的核反應(yīng)方程：
（2）求靜電分析器中粒子運(yùn)動(dòng)軌跡處電場(chǎng)強(qiáng)度的大??；
（3）求時(shí)間T內(nèi)發(fā)生衰變的P與人工產(chǎn)生的3015P的比值η；3015
（4）若磁分析器中磁場(chǎng)有較小的波動(dòng)，其變化范圍為B-ΔB至B+ΔB，為將進(jìn)入磁分析器的粒子全部收集，探測(cè)板2的最小長(zhǎng)度L是多少。發(fā)布：2024/12/1 17:30:1組卷：135引用：1難度：0.3