【題目】能量守恒定律、動(dòng)量守恒定律、電荷守恒定律等等是自然界普遍遵循的規(guī)律，在微觀粒子的相互作用過程中也同樣適用．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子之后，他猜測(cè)：原子核內(nèi)可能還存在一種不帶電的粒子．

（1）為尋找這種不帶電的粒子，他的學(xué)生查德威克用粒子轟擊一系列元素進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．當(dāng)他用粒子轟擊鈹原子核時(shí)發(fā)現(xiàn)了一種未知射線，并經(jīng)過實(shí)驗(yàn)確定這就是中子，從而證實(shí)了盧瑟福的猜測(cè)．請(qǐng)你完成此核反應(yīng)方程．

（2）為了測(cè)定中子的質(zhì)量，查德威克用初速度相同的中子分別與靜止的氫核與靜止的氮核發(fā)生彈性正碰．實(shí)驗(yàn)中他測(cè)得碰撞后氮核的速率與氫核的速率關(guān)系是．已知氮核質(zhì)量與氫核質(zhì)量的關(guān)系是，將中子與氫核、氮核的碰撞視為完全彈性碰撞．請(qǐng)你根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算中子質(zhì)量與氫核質(zhì)量的比值．

（3）以鈾235為裂變?nèi)剂系?/span>“慢中子”核反應(yīng)堆中，裂變時(shí)放出的中子有的速度很大，不易被鈾235俘獲，需要使其減速．在討論如何使中子減速的問題時(shí)，有人設(shè)計(jì)了一種方案：讓快中子與靜止的粒子發(fā)生碰撞，他選擇了三種粒子：鉛核、氫核、電子．以彈性正碰為例，僅從力學(xué)角度分析，哪一種粒子使中子減速效果最好，請(qǐng)說出你的觀點(diǎn)并說明理由．

【答案】（1）（2）（3）僅從力學(xué)角度分析，氫核減速效果最好，理由見解析

【解析】

（1）根據(jù)核反應(yīng)過程中核電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒，知核反應(yīng)方程式為；

（2）設(shè)中子與氫核、氮核碰撞前后速率為，中子與氫核發(fā)生完全彈性碰撞時(shí)，取碰撞前中子的速度方向?yàn)檎较�，由�?dòng)量守恒定律和能量守恒定律有：；

，

解得碰后氫核的速率，

同理可得：中子與氮核發(fā)生完全彈性碰撞后，氮核的速率；

因此有，解得；

（3）僅從力學(xué)角度分析，氫核減速效果最好，因?yàn)橹凶优c質(zhì)量為m的粒子發(fā)生彈性正碰時(shí)，根據(jù)動(dòng)量守恒定律和能量守恒定律知，碰撞后中子的速率；

①由于鉛核質(zhì)量比中子質(zhì)量大很多，碰撞后中子幾乎被原速率彈回；

②由于電子質(zhì)量比中子質(zhì)量小很多，碰撞后中子將基本不會(huì)減速；

③由于中子質(zhì)量與氫核質(zhì)量相差不多，碰撞后中子的速率將會(huì)減小很多．

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖甲所示,一個(gè)質(zhì)量為0.6 kg 的小球以某一初速度從P點(diǎn)水平拋出,恰好從光滑圓弧ABC的A點(diǎn)的切線方向進(jìn)入圓弧(不計(jì)空氣阻力,進(jìn)入圓弧時(shí)無機(jī)械能損失)。已知圓弧的半徑R=0.3 m,θ=60°,小球到達(dá)A點(diǎn)時(shí)的速度vA=4 m/s。g取10 m/s2,求:

(1)小球做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度v0。

(2)P點(diǎn)與A點(diǎn)的高度差h。

(3)小球到達(dá)圓弧最高點(diǎn)C時(shí)對(duì)軌道的壓力

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，P是一束含有兩種單色光的光線，沿圖示方向射向半圓形玻璃磚的圓心O，折射后分成a、b兩束光線，則下列說法中正確的是（　�。�

A.a光頻率小于b光頻率

B.在玻璃磚中傳播的時(shí)間a光比b光長

C.玻璃對(duì)a光的折射率小于對(duì)b光的折射率

D.若讓玻璃磚在紙面內(nèi)繞O點(diǎn)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)180°，P光線保持不變，則a、b兩束光線也保持不變

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】一滑雪運(yùn)動(dòng)員以滑雪板和滑雪杖為工具在平直雪道上進(jìn)行滑雪訓(xùn)練。如圖所示，某次訓(xùn)練中，他站在雪道上第一次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得水平推力F=60N而向前滑行，其作用時(shí)間為t1=1s，撤除水平推力F后經(jīng)過t2=2s，他第二次利用滑雪杖對(duì)雪面的作用獲得同樣的水平推力且其作用時(shí)間仍為1s。已知該運(yùn)動(dòng)員連同裝備的總質(zhì)量為m=50kg，在整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程中受到的滑動(dòng)摩擦力大小恒為f=10N，求該運(yùn)動(dòng)員（可視為質(zhì)點(diǎn)）第二次撤除水平推力后滑行的最大距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，MN是半徑為R=0.8m的豎直四分之一光滑弧軌道。豎直固定在水平桌面上，軌道末端處于桌子邊緣并與水平桌面相切于N點(diǎn)。把一質(zhì)量為m=1kg的小球B靜止放于N點(diǎn)，另一個(gè)與B完全相同的小球A由M點(diǎn)靜止釋放，經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)與B球發(fā)生正碰，碰后粘在一起水平飛出，落在地面上的P點(diǎn)，若桌面高度為h=1.25m，取重力加速度g=l0m/s2。不計(jì)空氣阻力，小球可視為質(zhì)點(diǎn)。求：

(1)與B球碰前瞬間，A球的速度大小：

(2)A、B兩球碰后瞬間的共同速度大小；

(3)P點(diǎn)與N點(diǎn)之間的水平距離x。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，a、b是兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，它們軌道半徑分別是2R和3R（R為地球半徑）。下列說法中正確的是（　�。�

A.a、b的線速度大小之比是2：3B.a、b的周期之比是2：3

C.a、b的角速度大小之比是2：3D.a、b的向心加速度大小之比是9：4

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為一真空示波管，電子從燈絲K發(fā)出（初速度不計(jì)），經(jīng)燈絲與A板間的加速電壓加速，從A板中心孔沿中心線射出，然后進(jìn)入兩塊平行金屬板M、N形成的偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)中（偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)），電子進(jìn)入M、N間電場(chǎng)時(shí)的速度與電場(chǎng)方向垂直，電子經(jīng)過電場(chǎng)后打在熒光屏上的P點(diǎn)。己知加速電壓為，M、N兩板間的電壓為，兩板間的距離為d，板長為，板右端到熒光屏的距離為，電子的質(zhì)量為m，電荷量為e。（不計(jì)重力）求：

（1）電子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)時(shí)的速度v0；

（2）電子從偏轉(zhuǎn)電場(chǎng)射出時(shí)的側(cè)移量y；

（3）P點(diǎn)到O點(diǎn)的距離Y；

（4）電子打到屏上P點(diǎn)的速度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】用如圖甲所示的裝置做“探究加速度與力、質(zhì)量的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，保持小車質(zhì)量一定時(shí)，驗(yàn)證小車加速度a與合力F的關(guān)系。

(1)除了電火花計(jì)時(shí)器、小車、砝碼、砝碼盤、細(xì)線、附有定滑輪的長木板、墊木、導(dǎo)線及開關(guān)外，在下列器材中必須使用的有_____（填選項(xiàng)前的字母）。

A．電壓可調(diào)的直流電源

B．220V、50Hz的交流電源

C．刻度尺

D．天平（附砝碼）

E．秒表

(2)為了使細(xì)線對(duì)小車的拉力等于小車所受的合外力，以下操作正確的是_____。

A．調(diào)整長木板上滑輪的高度使細(xì)線與長木板平行

B．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將砝碼和砝碼盤通過細(xì)線掛在小車上

C．在調(diào)整長木板的傾斜度平衡摩擦力時(shí)，應(yīng)當(dāng)將穿過打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的紙帶連在小車上

(3)已知實(shí)驗(yàn)中打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的打點(diǎn)周期為0.02s，得到的記錄紙帶如圖乙所示，圖中的點(diǎn)為計(jì)數(shù)點(diǎn)，每?jī)上噜彽挠?jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)沒有畫出，由此得D點(diǎn)的速度為_____m/s，小車加速度的大小a=_____m/s2（保留三位有效數(shù)字）。

(4)在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，已知三位同學(xué)利用實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)做出的a–F圖象如圖丙中的I、II、III所示，下列分析正確的是_____（填選項(xiàng)前的字母）。

A．出現(xiàn)圖線I的原因可能是沒有平衡摩擦力

B．出現(xiàn)圖線II的原因可能是砝碼和砝碼盤的質(zhì)量不合適

C．出現(xiàn)圖線III的原因可能是在平衡摩擦力時(shí)長木板的傾角斜度過大

(5)在本實(shí)驗(yàn)中認(rèn)為細(xì)線的拉力F等于砝碼和砝碼盤的總重力，由此造成的誤差是_____（填“系統(tǒng)誤差”或“偶然誤差”）。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示為某靜電場(chǎng)中x軸上電勢(shì)φ隨x變化的情況，且x軸為該靜電場(chǎng)中的一根電場(chǎng)線，一個(gè)帶電粒子在坐標(biāo)原點(diǎn)O由靜止釋放，粒子僅在電場(chǎng)力作用下開始沿x軸正向運(yùn)動(dòng)，則下列說法正確的是（　�。�

A.粒子一定帶負(fù)電

B.從O到x1，電場(chǎng)方向先沿x軸正方向后沿x軸負(fù)方向

C.從O到x1，粒子運(yùn)動(dòng)的加速度先增大后減小

D.從O到x1，粒子先加速后減速

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同步練習(xí)冊(cè)答案