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
题型:同步题难度:来源:
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,从而通过此实验在历史上首次发现了中子。假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰,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,1 u 等于一个12C原子质量的十二分之一,取氢核和氮核的质量分别为1 u和14 u。) |
答案
解: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=mv′+mHvH′ ① mv2=mv′2+mHv′H2 ② 解得vH′= ③ 同理,对于质量为mN的氮核,其碰后速度为vN′= ④ 由③④式可得m= ⑤ 根据题意可知vH′=7.0vN′ ⑥ 将上式与题给数据代入⑤式得m=1.2 u |
举一反三
如图所示,圆管构成的半圆形轨道竖直固定在水平地面上,轨道半径为R,MN为直径且与水平面垂直,直径略小于圆管内径的小球A以某一速度冲进轨道,到达平圆轨道最高点M时与静止于该处的质量与A相同的小球B发生碰撞,碰后两球粘在一起飞出轨道,落地点距N为2R。重力加速度为g,忽略圆管内径,空气阻力及各处摩擦均不计。求: (1)粘合后的两球从飞出轨道到落地的时间t; (2)小球A冲进轨道时速度v的大小。 |
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在光滑水平面上,一质量为m、速度大小为v的A球与质量为2m静止的B球碰撞后,A球的速度方向与碰撞前相反,则碰撞后B球的速度大小可能是( ) |
A.0.6v B.0.4v C.0.3v D.0.2v |
质量为m、速度为v的A球跟质量为3m的静止B球发生正碰。碰撞可能是弹性的,也可能是非弹性的,因此,碰撞后B球的速度可能有不同的值。碰撞后B球的速度大小可能是( ) |
A.0.6v B.0.4v C.0.2v D.v |
光滑水平面上,用轻弹簧相连接的质量均为2kg的A,B两个物块都以v0=6m/s的速度向右运动,弹簧处于原长,质量为4kg的C静止在前方,如图所示,B与C发生碰撞后粘合在一起运动,在以后的运动中,求: (1)弹簧弹性势能的最大值是多少? (2)当A的速度为零时,弹簧的弹性势能是多少? |
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如图所示,在高为h=5 m的平台右边缘上,放着一个质量M=3 kg的铁块,现有一质量为m=1 kg的钢球以v0=10 m/s的水平速度与铁块在极短的时间内发生正碰被反弹,落地点距平台右边缘的水平距离为l=2 m。已知铁块与平台间的动摩擦因数μ=0.5,求铁块在平台上滑行的距离x(不计空气阻力,铁块和钢球都看成质点,取g=10 m/s2)。 |
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