Question

（1）下列說法中正確的是

ABC

A．盧瑟福認為原子的中心有原子核，包括帶正電的質子和不帶電的中子
B．各種原子的明線光譜中的明線和它吸收光譜中的暗線一一對應
C．用15eV的光子照射或用13eV動能的電子碰撞處于基態的氫原子，氫原子均能吸收能量
D．并不是所有的鈾原子核俘獲中子都能發生裂變反應，但鈾235只要俘獲中子就能進行鏈式反應
（2）兩只質量均為120kg的小船靜止在水面上，相距10m，并用鋼繩連接．一個質量為60kg的人在甲船頭以恒力F拉繩，不計水的阻力，求：
①當兩船相遇時，兩船各行進了多少米？
②當兩船相遇不相碰的瞬間，乙船速度為3m/s，為了避免碰撞，人從甲船跳向乙船需要對地的最小水平速度為多大？
（3）雷蒙德．戴維斯因研究來自太陽的電子中微子（v_e）而獲得了2002年度諾貝爾物理學獎，他探測中微子所用的探測器的主體是一個貯滿615t四氯乙烯（C₂Cl₄）溶液的巨桶，電子中微子可以將一個氯核（ ₁₇³⁷Cl轉變為一個氬（₁₈³⁷Ar 核，其核反應方程式為

ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e

．己知 ₁₇³⁷Cl核的質量為36.956 58u，₁₈³⁷Ar核的質量為36.956 91u，_-1⁰e的質量為0.000 55u，1u質量對應的能量為931.5MeV．根據以上數據，可以計算參與上述反應的電子中微子的能量至少為多少？

Answer 1

分析：（1）盧瑟福根據α粒子散射實驗提出了原子核式結構模型，根據對原子核式結構模型的掌握分析答題；
物質吸收電磁輻射后，以吸收波長或波長的其他函數所描繪出來的曲線即吸收光譜．是物質分子對不同波長的光選擇吸收的結果，是對物質進行分光光度研究的主要依據．光譜分為連續譜與線狀譜（發射），線狀譜由稀薄的單質氣體產生，是相同種類的少量原子的某些核外電子在其各能級上躍遷時產生的．因此僅有有限的幾條譜線；
電子與氫原子碰撞可能部分能量被吸收，一群動能均為E_k=13eV的電子與大量處于基態的氫原子碰撞，躍遷的最高能級為第4能級．氫原子處于激發態不穩定，會向基態發生躍遷．
鈾235只有俘獲慢中子才能進行鏈式反應．
（2）①用位移表示甲乙船的速度，根據動量守恒定律得出兩船的位移關系，由兩船位移之和等于10m，求出兩船行進的距離．
②由于兩船原來都處于靜止狀態，總動量為零，為了避免碰撞，人跳到乙船后系統至少都要靜止．根據動量守恒求出人在起跳前瞬間甲船和人的速度；
（3）根據核電核數守恒和質量數守恒 可得：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，根據愛因斯坦質能方程計算核反應過程中釋放出的能量．

解答：解：（1）A：盧瑟福認為，在原子的中心存在一個原子核，它由帶正電的質子和不帶電的中子組成．故A正確；
B：物質吸收電磁輻射后，以吸收波長或波長的其他函數所描繪出來的曲線即吸收光譜；線狀譜由稀薄的單質氣體產生，是相同種類的少量原子的某些核外電子在其各能級上躍遷時產生的；各種原子的明線光譜中的明線和它吸收光譜中的暗線一一對應．故B正確；
C：一群動能均為E_k=13eV的電子與大量處于基態的氫原子碰撞，躍遷的最高能級為第4能級；用15eV的光子照射處于基態的氫原子，能夠使氫原子電離；故C正確；
D：鈾235只有俘獲慢中子才能進行鏈式反應．故D錯誤．
故選：ABC．
（2）①由動量守恒定律，得（m_甲+m_人）v_甲-m_乙v_乙=0，
得到（m_甲+m_人）

s甲

t

=m_乙

s乙

t

，
已知s_甲+s_乙=10m，
解得s_甲=4m，s_乙=6m，
②為了避免碰撞，人跳到乙船后系統至少要靜止．
設人在起跳前瞬間甲船和人的速度為v₁，乙船速度v₂，
對乙船和人組成的系統由動量守恒得，m_人v₁+Mv=（M+m_人）×0，
解得：v₁=-6m/s，負號表示人與船乙的速度的方向相反．
答：①當兩船相遇時，s_甲=4m，s_乙=6m，②人從甲船跳向乙船需要對地的最小水平速度為6m/s．
（3）根據核電核數守恒和質量數守恒 可得：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，
反應過程需要能量為：E=mc²=（36.95691u+0.00055u-36.95658u）c²
根據l u質量對應的能量為931.5MeV，得：E≈0.82MeV，所以中微子的能量最小為0.82MeV，
故答案為：ν_e+₁₇³⁷Cl→₁₈³⁷Ar+_-1⁰e，中微子的能量最小為0.82MeV．

點評：該題考查到3-5的多個知識點的內容，都是比較基礎的知識，要加深對該部分知識的學習．