题目内容

1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子．科学研究表明其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．
①写出α粒子轰击氮核的核反应方程；
②α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？
③求此过程中释放的核能．
分析：根据质量数和电荷数守恒可以正确书写核反应方程，α粒子轰击静止的氮核过程中动量和能量守恒，因此根据动量守恒和质能方程可正确解答该题．
解答：解：①根据质量数和电荷数守恒可得α粒子轰击氮核方程为：
147N+42He→178O+11H 
 ②设复核的速度为v，由动量守恒定律得：
m1v0=（m1+m2）v                    
解得：v=
m1v0
m1+m2
     
③核反应过程中的质量亏损：△m=m1+m2-m0-m3
反应过程中释放的核能：
△E=△mc2=(m1+m2-m0-m3)?c2
答：①α粒子轰击氮核的核反应方程为147N+42He→178O+11H．
②复核的速度为v=
m1v0
m1+m2
．
③该核反应过程中释放的核能为(m1+m2-m0-m3)c2．
点评：利用动量守恒和能量守恒解答原子物理问题是考查的重点，在平时训练中要加强这方面的训练．
练习册系列答案
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（2013?镇江二模）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现质子．其核反应过程是：α粒子轰击静止的氮核后形成了不稳定的复核，复核发生衰变放出质子，变成氧核．设α粒子质量为m1，初速度为v0，氮核质量为/m2，质子质量为m0，氧核的质量为m3，不考虑相对论效应．
①α粒子轰击氮核形成不稳定复核的瞬间，复核的速度为多大？
②求此过程中释放的核能．
（2007?南京二模）A．“中子的发现”
关于“原子核的组成”的研究，物理学的发展过程经历了如下几个重要的阶段：
1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子；
1920年，卢瑟福预言“原子核内可能还有质量与质子相近的中性粒子存在”；
1930年，约里奥?居里夫妇用钋（Po）放出的α粒子轰击铍（Be），产生了一种贯穿能力极强的射线，研究发现这种射线是一种中性粒子流；
1932年，查德威克用这种射线轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氢核和氮核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子．
查德威克认为：氢核、氮核的热运动速度远小于未知粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果．实验中测得氢核的最大速度为vH=3.3×107m/s，氮核的最大速度为vN=4.5×106m/s；已知mN=14mH．
请你根据查德威克研究，经过推理计算，证明卢瑟福的“预言”是正确的．
关于“原子核组成”的研究，经历了一些重要阶段，其中：
（1）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核从而发现了质子，其核反应方程为
 
．
（2）1932年，查德威克用一种中性粒子流分别轰击氢原子和氮原子，打出了一些氢核（质子）和氮核，测量出被打出的氮核和氢核的速度，并由此推算出这种粒子的质量而发现了中子．
查德威克认为：原子核的热运动速度远小于中性粒子的速度而可以忽略不计；被碰出的氢核、氮核之所以会具有不同的速率是由于碰撞的情况不同而造成的，其中速率最大的应该是弹性正碰的结果．实验中测得被碰氢核的最大速度为vH=3.30×107 m/s，被碰氮核的最大速度为vN=4.50×106 m/s；已知mN=14mH．
请你根据查德威克的实验数据，推导中性粒子（中子）的质量m与氢核的质量mH 的关系？（保留三位有效数字．
（2011?四川模拟）1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核（714N），得到氧17（817O），同时放出某种未知粒子．则（　　）

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