题目内容

卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素和一个质子。其核反应程为。在些反应室内有“α粒子、氮原子核、质子、氧的同位素”共存，它们间常发生碰撞。设有速度为v的氮核与静止的质子发生弹性正碰，求碰撞后两个粒子的速度。已知氮核的质量mN质子的质量mH(只要求写出方程或方程组即可，不要求解方程)。

 

【答案】

mNv = mNvN + mHvH .       mNv2 =mNvN2 +mHvH2

【解析】在碰撞前后动量守恒，机械能守恒

mNv = mNvN + mHvH .       

mNv2 =mNvN2 +mHvH2

 

练习册系列答案
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1919年英国物理学家卢瑟福用α粒子轰击氮原子核的实验中发现了
 
，其核反应方程是：
 
→
 
．
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．
关于原子和原子核，下列说法正确的是（　　）
A、1919年卢瑟福用α粒子轰击氮核：
 
17
7
N+
 
4
2
He→
 
17
8
O+
 
1
1
H，因此发现中子
B、1932年查德威克用α粒子轰击铁核：
 
9
4
Be+
 
4
2
He→
 
12
6
O+
 
1
0
n，因此发现质子
C、1934年约里奥居里夫妇用α粒子轰击铝核：
 
27
13
Al+
 
4
2
He→
 
30
15
P+
 
1
0
n，
 
30
15
P→
 
30
14
Si+
 
0
1
e，因此发现放射性同位素及正电子
D、1905年爱因斯坦发现质能联系方程：E=mc2，因此解释了光电效应现象
本题包括A、B、C三小题，请选定其中两题，并在相应的答题区域内作答．若三题都做，则按A、B两题评分．
A、（选修模块3-3）
（1）有以下说法：其中正确的是
 
．
A、“用油膜法估测分子的大小”实验中，油酸分子直径等于纯油酸体积除以相应油酸膜的面积；
B、气体分子的平均动能越大，气体的压强就越大；
C、物理性质各向同性的一定是非晶体；
D、液体的表面张力是由于液体分子间的相互作用引起的．
（2）如图所示，是某同学利用DIS实验系统研究一定质量的理想气体的状态变化，得到的p-T图象．气体状态由A变化至B的过程中，气体的体积将
 
（填“变大”或“变小”），这是
 
（填“吸热”或“放热”）过程．
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（3）如图所示，p-V图中，一定质量的理想气体由状态A经过程I变至状态B时，从外界吸收热量420J，同时膨胀对外做功 300J．当气体从状态B经过程II回到状态A时，外界压缩气体做功200J，求此过程中气体吸收或放出的热量是多少？
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B、（选修模块3-5）
（1）下列四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是
 
．
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A、图甲：普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一
B、图乙：玻尔理论指出氢原子能级是分立的，所以原子发射光子的频率也是不连续的
C、图丙：卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子
D、图丁：根据电子束通过铝箔后的衍射图样，可以说明电子具有粒子性
（2）90234Th是不稳定的，能自发的发生衰变．
①完成90234Th衰变反应方程  90234Th→91234Pa+
 
．
②90234Th衰变为86222Rn，经过
 
次α衰变，
 
次β衰变．
（3）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．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．
（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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