Question

（1）下列说法中正确的是

ABC

A．卢瑟福认为原子的中心有原子核，包括带正电的质子和不带电的中子
B．各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线一一对应
C．用15eV的光子照射或用13eV动能的电子碰撞处于基态的氢原子，氢原子均能吸收能量
D．并不是所有的铀原子核俘获中子都能发生裂变反应，但铀235只要俘获中子就能进行链式反应
（2）两只质量均为120kg的小船静止在水面上，相距10m，并用钢绳连接．一个质量为60kg的人在甲船头以恒力F拉绳，不计水的阻力，求：
①当两船相遇时，两船各行进了多少米？
②当两船相遇不相碰的瞬间，乙船速度为3m/s，为了避免碰撞，人从甲船跳向乙船需要对地的最小水平速度为多大？
（3）雷蒙德．戴维斯因研究来自太阳的电子中微子（v_e）而获得了2002年度诺贝尔物理学奖，他探测中微子所用的探测器的主体是一个贮满615t四氯乙烯（C₂Cl₄）溶液的巨桶，电子中微子可以将一个氯核（ ₁₇³⁷Cl转变为一个氩（₁₈³⁷Ar 核，其核反应方程式为

ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e

．己知 ₁₇³⁷Cl核的质量为36.956 58u，₁₈³⁷Ar核的质量为36.956 91u，_-1⁰e的质量为0.000 55u，1u质量对应的能量为931.5MeV．根据以上数据，可以计算参与上述反应的电子中微子的能量至少为多少？

Answer 1

分析：（1）卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型，根据对原子核式结构模型的掌握分析答题；
物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱．是物质分子对不同波长的光选择吸收的结果，是对物质进行分光光度研究的主要依据．光谱分为连续谱与线状谱（发射），线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的．因此仅有有限的几条谱线；
电子与氢原子碰撞可能部分能量被吸收，一群动能均为E_k=13eV的电子与大量处于基态的氢原子碰撞，跃迁的最高能级为第4能级．氢原子处于激发态不稳定，会向基态发生跃迁．
铀235只有俘获慢中子才能进行链式反应．
（2）①用位移表示甲乙船的速度，根据动量守恒定律得出两船的位移关系，由两船位移之和等于10m，求出两船行进的距离．
②由于两船原来都处于静止状态，总动量为零，为了避免碰撞，人跳到乙船后系统至少都要静止．根据动量守恒求出人在起跳前瞬间甲船和人的速度；
（3）根据核电核数守恒和质量数守恒 可得：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，根据爱因斯坦质能方程计算核反应过程中释放出的能量．

解答：解：（1）A：卢瑟福认为，在原子的中心存在一个原子核，它由带正电的质子和不带电的中子组成．故A正确；
B：物质吸收电磁辐射后，以吸收波长或波长的其他函数所描绘出来的曲线即吸收光谱；线状谱由稀薄的单质气体产生，是相同种类的少量原子的某些核外电子在其各能级上跃迁时产生的；各种原子的明线光谱中的明线和它吸收光谱中的暗线一一对应．故B正确；
C：一群动能均为E_k=13eV的电子与大量处于基态的氢原子碰撞，跃迁的最高能级为第4能级；用15eV的光子照射处于基态的氢原子，能够使氢原子电离；故C正确；
D：铀235只有俘获慢中子才能进行链式反应．故D错误．
故选：ABC．
（2）①由动量守恒定律，得（m_甲+m_人）v_甲-m_乙v_乙=0，
得到（m_甲+m_人）

s甲

t

=m_乙

s乙

t

，
已知s_甲+s_乙=10m，
解得s_甲=4m，s_乙=6m，
②为了避免碰撞，人跳到乙船后系统至少要静止．
设人在起跳前瞬间甲船和人的速度为v₁，乙船速度v₂，
对乙船和人组成的系统由动量守恒得，m_人v₁+Mv=（M+m_人）×0，
解得：v₁=-6m/s，负号表示人与船乙的速度的方向相反．
答：①当两船相遇时，s_甲=4m，s_乙=6m，②人从甲船跳向乙船需要对地的最小水平速度为6m/s．
（3）根据核电核数守恒和质量数守恒 可得：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，
反应过程需要能量为：E=mc²=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c²
根据l u质量对应的能量为931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小为0.82MeV，
故答案为：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，中微子的能量最小为0.82MeV．

点评：该题考查到3-5的多个知识点的内容，都是比较基础的知识，要加深对该部分知识的学习．