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1920年,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a射线轰击铍()时,会产生一种看不见的、贯穿能力极强的不知名射线和另一种新粒子。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 这种射线的速度不到光速的十分之一;③ 用它轰击含有静止的氢核的物质,可以把氢核打出来。用它轰击含有静止的氮核的物质,可以把氮核打出来。并且被打出的氢核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比等于15 : 2。若该射线中的粒子均具有相同的能量,与氢核和氮核均发生正碰,且碰撞中没有机械能的损失。已知氢核的质量MH与氮核的质量MN之比等于1 : 14。
(1)写出a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,通过具体计算说明该射线是由中子组成,而不是g射线。 
(1) + ;(2)见解析。
(1)核反应方程是    +
(2)由(1)可知, 该射线不带电, 是由电中性的粒子流组成的
由于g射线是高速光子流, 而该射线速度不到光速的十分之一, 因此它不是g射线
设该粒子的质量为m, 轰击氢核和氮核时速度为v, 打出氢核后粒子速度变为v1, 打出氮核后粒子速度变为v2.由于碰撞中没有机械能的损失, 且被打出的氢核和氮核的速度均为最大值, 表明该粒子与氢核及氮核的碰撞为弹性碰撞
根据动量守恒和机械能守恒, 在打出氢核的过程中, 有
mv = mv1+MHvH
mv2 = mv12+MHvH2
解得                vH =
同理,在打出氮核的过程中, 有    mv = mv2+MNvN  
mv2 = mv22+MNvN2    
解得                vN =   
根据vH、vN的表达式及 , 解得 
m = MH 
即该粒子的质量与氢核(质子)质量相同, 因此这种不知名的电中性粒子是中子。
练习册系列答案
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C.当有其他外力作用时,只要合外力的功为零,机械能守恒
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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在下列情况中,机械能守恒的是
A.飘落的树叶
B.沿着斜面匀速下滑的物体
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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

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图示为某探究活动小组设计的节能运动系统.斜面轨道倾角为30°,质量为M的木箱与轨道的动摩擦因数为.木箱在轨道顶端时,自动装货装置将质量为m的货物装入木箱,然后木箱载着货物沿轨道无初速滑下,当轻弹簧被压缩至最短时,自动卸货装置立刻将货物卸下,然后木箱恰好被弹回到轨道顶端,再重复上述过程.下列选项正确的是(   )
A.m=M
B.m=2M
C.木箱不与弹簧接触时,上滑的加速度大小小于下滑的加速度大小
D.在木箱与货物从顶端滑到最低点的过程中,减少的重力势能全部转化为弹簧的弹性势能

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科目:高中物理 来源:不详 题型:单选题

在下列过程中机械能守恒的是                                     
A.跳伞运动员在空中匀速下落B.沿光滑圆弧面下滑的物体
C.匀速上坡的汽车D.沿斜面匀速下滑的物体

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科目:高中物理 来源:不详 题型:计算题

(供选学物理1-1的考生做)(8分)如图所示,位于竖直平面内的光滑轨道,由一段倾斜直轨道和与之相切的圆形轨道连接而成,圆形轨道的半径为R
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