用放射源钋的α射线轰击铍时,能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓铍“辐射”.1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状

用放射源钋的α射线轰击铍时,能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓铍“辐射”.1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状

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用放射源钋的α射线轰击铍时,能发射出一种穿透力极强的中性射线,这就是所谓铍“辐射”.1932年,查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态),测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的,从而通过实验在历史上首次发现了中子.假定铍“辐射”中的中性粒子与氢核或氮核发生弹性正碰,试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量.(质量用原子质量单位u表示,1u等于12C原子质量的十二分之一.取氢核和氮核的质量分别为1.0u和14.0u.)
答案
设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v,氢核的质量为mH.构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰,碰后两粒子的速度分别为v′和vH′.由动量守恒与能量守恒定律得
mv=m v′+mH vH′①
1
2
mv2=
1
2
mv/2+
1
2
mH
v/2H

解得
vH′=
2mv
m+mH

同理,对于质量为mN的氮核,其碰后速度为
vN′=
2mv
m+mN

由③④中2mv相同式可得
m=
mN
v/N
-mH
v/H
v/H
-
v/N

将mH=1.0u和mN=14.0u和vH′=7.0vN′代入⑤式得
m=1.2u
即构成铍“辐射”的中性粒子的质量为1.2u.
举一反三
质量相同的三个小球a、b、c在光滑水平面上以相同的速率运动,它们分别与原来静止的三个球A、B、C相碰(a与A碰,b与B碰,c与C碰),碰后,a球继续沿原来方向运动;b球静止不动;c球被弹回而且向反方向运动.这时,A、B、C三球中动量最大的是(  )
A.A球
B.B球
C.C球
D.由于A、B、C三球质量未知,无法判定
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一炮艇总质量为M,以速度v0匀速行驶,从艇上以相对海岸的水平速度v沿前进方向射出一质量为m的炮弹,发射炮弹后艇的速度为v′,若不计水的阻力,则下列各关系式中正确的是(  )
A.Mv0=(M-m) v′+mvB.Mv0=(M-m) v′+m(v+v0
C.Mv0=(M-m) v′+m(v+v′)D.Mv0=M v′+mv
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(1)下面核反应中X代表中子的是______
A.
 147
N+
 42
He→
 178
O+X
B.
 42
He+
 2713
Al→
 3015
P+X
C.
 23490
Tn→
 23491
Pa+X
D.
 23592
U+
 10
n→
 14456
Ba+
 8936
Kr+3X
(2)在光滑的水平面上有甲、乙两个物体发生正碰,已知甲的质量为1kg,乙的质量为3kg,碰前碰后的位移时间图象如图所示,碰后乙的图象没画,则碰后乙的速度大小为______m/s,碰撞前后乙的速度方向______(填“变““不变“)
(3)从某金属表面逸出光电子的最大初动能Ek与入射光的频率v的图象如下图所示,则这种金属的截止频率是______HZ;普朗克常量是______J/Hz.

魔方格
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(选修模块3-5)
(1)如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图,根据甲图信息可知图乙中的检查是利用______射线.
(2)以下说法中正确的是______.
A.原子核外电子的轨道是量子化的
B.在 核中有11个质子和23个中子
C.光子说成功地解释了氢原子光谱
D.根据 粒子散射实验提出原子的核式结构模型
(3)a、b两个小球在一直线上发生碰撞,它们在碰撞前后的s~t图象如图丙所示,若a球的质量ma=1kg,则b球的质量mb等于多少?

魔方格
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如图所示,质量为M的木块静止在光滑水平面上,一颗质量为m的子弹以初速度v0水平向右射入木块,子弹与木块间的相互作用力恒定,从开始到子弹与木块共速的时间内,木块的位移和子弹在木块内的位移分别为SM和d,试证明:
S
d
=
m
M+m


魔方格
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