1930年發(fā)現(xiàn)，科學(xué)家在真空條件下用α粒子轟擊
94
Be時(shí)，產(chǎn)生了一種看不見的、貫穿力很強(qiáng)的不帶電粒子，為了弄清楚這是一種什么粒子，人們用它分別去轟擊氫原子和氮原子，結(jié)果打出一些氫核和氮核，并以此推算出了該粒子的質(zhì)量，從而確定改粒子為中子．設(shè)氫核的質(zhì)量為mH，氮核的質(zhì)量為氫核質(zhì)量的14倍，碰撞后氫核的速度為vH，氮核的速度為vN，假設(shè)中子與它們的碰撞為彈性彈性碰撞，碰撞的粒子分別為中子和氫核及中子和氮核．
（1）試寫出α粒子轟擊
94
Be的核反應(yīng)方程；
（2）試根據(jù)中子與氫原子和氮原子的碰撞結(jié)果，利用題中的可測(cè)量量，推算出中子的質(zhì)量．
（1）根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒得：
94
Be
+42
He
→10
n
+126
C
（2）查德威克認(rèn)為氫核、氮核與中性粒子之間的碰撞是彈性正碰；設(shè)中性粒子質(zhì)量為m，速度為v0，氫核的質(zhì)量為mH，最大速度為vH，并認(rèn)為氫核在打出前為靜止的，那么根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒可知：
mv0=mv+mHvH…①
1
2
mv20
=
1
2
mv2+
1
2
mH
v2H
…②
其中v是碰撞后中性粒子的速度，由此可得：
vH=
2mv0
m+mH
…③
同理，mv0=mv+mNvN
1
2
mv02=
1
2
mv2+
1
2
mNvN2
可得出中性粒子與氮原子核碰撞后打出的氮核的速度 vN=
2mv0
m+mN
…④
因?yàn)閙N=14mH，由方程③④可得
vH
vN
=
m+mN
m+mH
=
m+14mH
m+mH
…⑤
將速度的最大值代入方程⑤，解得：m=1.05mH…⑥
答：（1）
94
Be
+42
He
→10
n
+126
C；
（2）中性粒子（中子）的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH的關(guān)系是m=1.05mH．
練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：實(shí)驗(yàn)題

一個(gè)鈾核衰變?yōu)殁Q核時(shí)釋放出一個(gè)α粒子，已知鈾核的質(zhì)量為 kg，釷核的質(zhì)量為粒子的質(zhì)量為，在這個(gè)衰變過(guò)程中釋放出的能量等于__________J（保留兩位有效數(shù)字）。

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：多選題

以下說(shuō)法正確的是（　　）
A．盧瑟福通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子的核反應(yīng)方程為
42
He+
147
N→
178
O+
11
H
B．鈾核裂變的核反應(yīng)是
23592
U→
14156
Ba+
9236
Kr+2
10
n
C．質(zhì)子、中子、α粒子的質(zhì)量分別為m1、m2、m3．兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成一個(gè)α粒子，釋放的能量是：（m1+m2-m3）c2
D．原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到b能級(jí)狀態(tài)時(shí)發(fā)射波長(zhǎng)為λ1的光子；原子從b能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)吸收波長(zhǎng)λ2的光子，已知λ1＞λ2．那么原子從a能級(jí)狀態(tài)躍遷到c能級(jí)狀態(tài)時(shí)將要吸收波長(zhǎng)為
λ1λ2
λ1-λ2
的光子

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：問答題

對(duì)于下述四個(gè)核反應(yīng)方程說(shuō)法中正確的有（　　）
①
94
Be+
42
He→
126
C+
10
n
②
31
H+
11
H→
42
He+能量
③
23592
U+
10
n→
9038
Sr+
13654
Xe+x
10
n
④
199
F+Y→
168
O+
42
He．
A．①是發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程
B．②是鏈?zhǔn)椒磻?yīng)方程
C．③是核裂變方程，其中x=10
D．④是α衰變方程，其中Y是質(zhì)子

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

鏈?zhǔn)椒磻?yīng)中，重核裂變時(shí)放出的可以使裂變不斷進(jìn)行下去的粒子是
A．質(zhì)子B．中子C．β粒子D．α粒子

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

下列說(shuō)法不正確的是（  ）
A． 21H+21H→31He+11H是輕核聚變
B．是重核裂變
C．是α衰變
D．是核裂變

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

2011年3月，日本福島第一核電站在9.0級(jí)地震后出現(xiàn)爆炸，反應(yīng)堆所在建筑遭到損壞，放在容器中的核燃料棒在反應(yīng)堆堆心發(fā)生可控的核反應(yīng)可能是
A．B．
C．D．

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

一個(gè)x核與一個(gè)氚核結(jié)合成一個(gè)氦核時(shí)放出一個(gè)粒子Y，由于質(zhì)量虧損放出的能量為△E，核反應(yīng)方程是可以通過(guò)釋放一個(gè)電子而轉(zhuǎn)化為質(zhì)子。下列說(shuō)法正確的是（   ）
A．X是氫的同位素B．可以俘獲y發(fā)生裂變反應(yīng)
C．核反應(yīng)中虧損的質(zhì)量為
D．是原子核的人工轉(zhuǎn)變方程

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科目：高中物理 來(lái)源：不詳 題型：單選題

α粒子轟擊硼10，變?yōu)榈?3，放出X粒子，而氮13具有放射性，它放出Y粒子變?yōu)樘?3，則X粒子和Y粒子分別是　　　
A．質(zhì)子和電子　　B．質(zhì)子和中子
C．中子和正電子D．中子和電子

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