20xx教科版高中物理選修（3-5）31《原子核的組成與核力》規(guī)范訓(xùn)練-預(yù)覽頁(yè)
【正文】 年盧瑟福用 α粒子撞擊 14 7N 核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子． (1)寫(xiě)出這個(gè)核反應(yīng)的方程式 ________________________； (2)上述核反應(yīng)可以用如下的模型來(lái)認(rèn)識(shí)，運(yùn)動(dòng)的 α粒子撞擊一個(gè)靜止 14 7N 核，它們暫時(shí)形成一個(gè)整體 (復(fù)合核 )，隨即復(fù)合核迅速轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和另一個(gè)原子核．已知復(fù)合核發(fā)生轉(zhuǎn)化需要能量 MeV，那么要想發(fā)生上述核反應(yīng)，入射的 α粒子的能量至少要多大？ (3)英國(guó)物理學(xué)家威爾遜在 1911 年發(fā)明了 “ 云室 ” ，帶電粒子在云室中運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以顯現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)的徑跡．把云室放在勻強(qiáng)電場(chǎng)中，分別將質(zhì)子和 α 粒子垂直于電場(chǎng)方向打入同一勻強(qiáng)電場(chǎng)中，觀察到它們運(yùn)動(dòng)的徑跡，如果質(zhì)子和α粒子運(yùn)動(dòng)的徑跡相同 (電場(chǎng)方向和質(zhì)子、 α粒子運(yùn)動(dòng)徑跡所在平面平行 )，求：質(zhì)子和 α粒子進(jìn)入電場(chǎng)時(shí)的動(dòng)能之比是多少？ 解析 (1)14 7N＋ 42He→ 17 8O＋ 11H (2)α 粒子撞擊靜止的 14 7N 核形成復(fù)合核，應(yīng)遵循動(dòng)量守恒，即 m1v0＝ (m1＋m2)v，系統(tǒng)損失的動(dòng)能轉(zhuǎn)變成復(fù)合核發(fā)生轉(zhuǎn)化所需要的能量， 即 12m1v20－ 12(m1＋ m2)v2＝ 12m1v20 m2m1＋ m2＝ MeV， 得入射 α粒子的動(dòng)能 E0＝ 12m1v20＝ m1＋ m2m2 ＝ MeV (3)帶電粒子垂直于電場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)電場(chǎng)中，在勻強(qiáng)電場(chǎng)中做類平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)它沿入射方向的位移是 x，沿電場(chǎng)方向的位移為 y，有 y＝ 12qEm ??? ???xv 2＝ qEx24Ek ， 由于質(zhì)子和 α 粒子的徑跡相同，即它們沿入射方向通過(guò)相同的位移 x 時(shí)，沿電場(chǎng)方向的位移 y 也相同，質(zhì)子和 α粒子的動(dòng)能之比 Ek1Ek2＝ q1q2＝ 12. 答案 (1)14 7N＋ 42He→ 17 8O＋ 11H (2) MeV (3)1∶ 2
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