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1920年，英国物理学家卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。1930年发现，在真空条件下用a射线轰击铍()时，会产生一种看不见的、贯
网友投稿 2022-11-10 00:00:00 互联网
◎ 题目
1920年，英国物理学家卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。1930年发现，在真空条件下用a射线轰击铍(
)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种新粒子。经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：① 在任意方向的磁场中均不发生偏转；② 这种射线的速度不到光速的十分之一；③ 用它轰击含有静止的氢核的物质，可以把氢核打出来。用它轰击含有静止的氮核的物质，可以把氮核打出来。并且被打出的氢核的最大速度v
H
和被打出的氮核的最大速度v
N
之比等于15 : 2。若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核均发生正碰，且碰撞中没有机械能的损失。已知氢核的质量M
H
与氮核的质量M
N
之比等于1 : 14。
（1）写出a射线轰击铍核的核反应方程。
（2）试根据上面所述的各种情况，通过具体计算说明该射线是由中子组成，而不是g射线。
◎ 答案
（1）
+
；（2）见解析。
◎ 解析
（1）核反应方程是
+
（2）由（1）可知, 该射线不带电, 是由电中性的粒子流组成的
由于g射线是高速光子流, 而该射线速度不到光速的十分之一, 因此它不是g射线
设该粒子的质量为m, 轰击氢核和氮核时速度为v, 打出氢核后粒子速度变为v
1
, 打出氮核后粒子速度变为v
2
．由于碰撞中没有机械能的损失, 且被打出的氢核和氮核的速度均为最大值, 表明该粒子与氢核及氮核的碰撞为弹性碰撞
根据动量守恒和机械能守恒, 在打出氢核的过程中, 有
mv = mv
1
+M
H
v
H
mv
2
=
mv
1
2
+
M
H
v
H
2
解得 v
H
=
同理，在打出氮核的过程中, 有 mv = mv
2
+M
N
v
N
mv
2
=
mv
2
2
+
M
N
v
N
2
解得 v
N
=
根据v
H
、v
N
的表达式及
, 解得
m = M
H
即该粒子的质量与氢核（质子）质量相同, 因此这种不知名的电中性粒子是中子。
◎ 知识点
专家分析，试题“1920年，英国物理学家卢瑟福曾预言：可能有一种质量与质子相近的不带电的中性粒子存在，他把它叫做中子。1930年发现，在真空条件下用a射线轰击铍()时，会产生一种看不见的、贯…”主要考查了你对 【机械能守恒定律】 等知识点的理解和应用能力。关于这些知识点的“档案”，你可以点击相应的链接进行查看和学习。
http://www.00-edu.com/html/202211/370392.html
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)时，会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种新粒子。经过研究发现，这种不知名射线具有如下的特点：① 在任意方向的磁场中均不发生偏转；② 这种射线的速度不到光速的十分之一；③ 用它轰击含有静止的氢核的物质，可以把氢核打出来。用它轰击含有静止的氮核的物质，可以把氮核打出来。并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比等于15 : 2。若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核均发生正碰，且碰撞中没有机械能的损失。已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于1 : 14。 
；（2）见解析。
mv2 = 
, 解得