1920年，质子已被发现，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α射线轰击铍()

题文

1920年，质子已被发现，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α射线轰击铍(

)时，会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知名射线和另一种粒子.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这种射线的速度小于光速的十分之一；③用它轰击含有氢核的物质，可以把氢核打出来；用它轰击含有氮核的物质，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之比近似等于15∶2.若该射线中的粒子均具有相同的能量，与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以为静止，碰撞过程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α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，通过具体分析说明该射线是不带电的，但不是γ射线，而是由中子组成的.

题型：未知 难度：其他题型

答案

(1)

+

→

+

 (2)略

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解析

(1)

+

→

+

                                                                                                                                                   (2分)
(2)由①可知，该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转，因此该射线不带电.  (1分)
由②可知，因为该射线速度小于光速，所以它不是γ射线.                   (1分)
由③可知，由于碰撞中无机械能损失，当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时，表明它们发生的是弹性正碰.设该粒子的质量为m，碰撞前速度为v₀，与氢核碰撞后速度为v₁，与氮核碰撞后速度为v₂，则有mv₀=mv₁+M_Hv_H                                                         (2分)


mv₀²=

mv₁²+

M_Hv_H²                                                                                 (2分)
解得v_H=

                                                                                                  (1分)
同理得v_N=

                                                                                      (1分)
由题意知


解得m=M_H                                                                                                      (1分)
即该粒子的质量与氢核(质子)的质量相近，因此这种粒子是中子.                            (1分)

考点

据考高分专家说，试题“1920年，质子已被发现，英国物理学家卢.....”主要考查你对 [原子核的组成 ]考点的理解。

原子核的组成

原子核的结构:

卢瑟福的核式结构模型：

实验基础a粒子散射实验模型理论在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部的质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转模型特点(1)核很小，原子直径的数量级约为10^-10m，而核直径的数量级只有10^-15m (2)核很重，原子的质量几乎全部集中在核里
(3)库仑力作为电子绕核旋转的向心力意义明确了原子结构的空间分布、质量分布、电荷分布对散射结果的解释按照核式结构模型，由于原子核很小，大部分α粒子穿过金箔时都离核很远，受到的斥力很小，它们的运动几乎不受影响；只有极少数α粒子从原子核附近飞过，明显地受到原子核的库仑斥力作用而发生大角度的偏转