Question

13．某實驗室工作人員，用初速度v₀=0.09c（c為真空中的光速）的α粒子轟擊靜止的氮原子核${\;}_{7}^{14}$N，產(chǎn)生了質(zhì)子${\;}_{1}^{1}$H．若某次碰撞可看作對心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運動，垂直磁場方向射入磁場，通過分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1：20，已知質(zhì)子質(zhì)量為m．（　�。�

• A． 該核反應(yīng)方程${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}$N→${\;}_{8}^{16}$O+${\;}_{1}^{1}$H
• B． 質(zhì)子的速度v為0.20c
• C． 若用兩個上述質(zhì)子發(fā)生對心彈性碰撞，則每個質(zhì)子的動量變化量是0.20mc
• D． 若用兩個上述質(zhì)子發(fā)生對心彈性碰撞，則每個質(zhì)子的動量變化量方向與末動量方向相反

Answer 1

分析 （1）根據(jù)核反應(yīng)質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒求解，從而列出核反應(yīng)方程；
（2）該核反應(yīng)的過程中滿足動量守恒，由此即可求解．

解答 解：A、新原子核的質(zhì)量數(shù)：m=23+4-1=26，核電荷數(shù)：z=11+2-1=12
核反應(yīng)方程：程${\;}_{2}^{4}$He+${\;}_{7}^{14}$N→${\;}_{8}^{17}$O+${\;}_{1}^{1}$H故A錯誤；
B、α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、17m，質(zhì)子的速度為v，由題意可知，新核的速度為$\frac{v}{20}$，由于是對心正碰，選取α粒子運動的方向為正方向，則由動量守恒得：
4mv₀=$\frac{17mv}{20}$+mv，解得：v=0.20c．故B正確；
C、兩質(zhì)子質(zhì)量相等且發(fā)生對心彈性碰撞，則碰撞后兩質(zhì)子交換速度．對某一質(zhì)子，選其末動量方向為正方向，則p₂=mv，p₁=-mv，又△p=p₂-p₁，故解出△p=0.40mc，方向與末動量方向一致．故CD錯誤．
故選：B．

點評 掌握核反應(yīng)方程中的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒是寫出方程的關(guān)鍵，能根據(jù)質(zhì)量數(shù)之比確定粒子質(zhì)量之比，根據(jù)動量守恒求解碰撞后的粒子速度，注意明確兩相同物體相碰后交換速度．