靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖所示(圖中直徑沒有按比例畫)，則                                                                                                             (　　)

A．α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反

B．原來放射性元素的原子核電荷數是90

C．反沖核的核電荷數是88

D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88

【解析】：粒子之間相互作用的過程中遵循動量守恒定律，由于原來的原子核是靜止的，初動量為零，則末動量也為零，即：α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反，所以A正確．

由于釋放的α粒子和反沖核，在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，所以由牛頓第二定律得：

qvB＝m，得R＝.

若原來放射性元素的核電荷數為Q，則對α粒子：

R₁＝.

對反沖核：R₂＝.

由于p₁＝p₂，所以有：＝.

解得：Q＝90.

它們的速度大小與質量成反比．所以B、C正確，D錯誤．

靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖所示(圖中直徑沒有按比例畫)，則                                                                                                            (　　)

A．α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反

B．原來放射性元素的原子核電荷數是90

C．反沖核的核電荷數是88

D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88

【解析】：粒子之間相互作用的過程中遵循動量守恒定律，由于原來的原子核是靜止的，初動量為零，則末動量也為零，即：α粒子和反沖核的動量大小相等，方向相反，所以A正確．

由于釋放的α粒子和反沖核，在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，所以由牛頓第二定律得：

qvB＝m，得R＝.

若原來放射性元素的核電荷數為Q，則對α粒子：

R₁＝.

對反沖核：R₂＝.

由于p₁＝p₂，所以有：＝.

解得：Q＝90.

它們的速度大小與質量成反比．所以B、C正確，D錯誤．

1924年法國物理學家德布羅意提出物質波的概念，任何一個運動著的物體，小到電子，大到行星、恒星都有一種波與之對應，波長為λ＝h/p，p為物體運動的動量，h是普朗克常量．同樣光也具有粒子性，光子的動量為p＝h/λ．根據上述觀點可以證明一個靜止的自由電子如果完全吸收一個γ光子，會發生下列情況：設光子頻率為v，則E＝hv，p＝h/λ＝hv/c，被電子吸收后有hv＝m_ev²/2，hv/c＝m_ev．由以上兩式可解得：v＝2c，電子的速度為兩倍光速，顯然這是不可能的．關于上述過程以下說法正確的是

1. A.
   因為在微觀世界動量守恒定律不適用，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子
2. B.
   因為在微觀世界能量守恒定律不適用，上述論證錯誤，所以電子可能完全吸收一個γ光子
3. C.
   動量守恒定律、能量守恒定律是自然界中普遍適用規律，所以唯一結論是電子不可能完全吸收一個γ光子
4. D.
   若γ光子與一個靜止的自由電子發生作用，則y光子被電子散射后頻率不變

1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發現了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發現而獲得諾貝爾物理學獎．

(1)寫出這個過程的核反應方程式．

(2)若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發生碰撞，但沒有發生核反應，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

【解析】：(1)核反應方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設該種粒子的質量為m，則¹²C核的質量為12m.由動量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)＋12mv₂

解得：v₂＝

則碰撞后該種粒子運動方向與原粒子運動方向相同．

1934年約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊靜止的Al，發現了放射性磷P和另一種粒子，并因這一偉大發現而獲得諾貝爾物理學獎．

(1)寫出這個過程的核反應方程式．

(2)若該種粒子以初速度v₀與一個靜止的¹²C核發生碰撞，但沒有發生核反應，該粒子碰后的速度大小為v₁，運動方向與原運動方向相反，求碰撞后¹²C核的速度．

【解析】：(1)核反應方程式為：He＋Al―→P＋n

(2)設該種粒子的質量為m，則¹²C核的質量為12m.由動量守恒定律可得：mv₀＝m(－v₁)＋12mv₂

解得：v₂＝

則碰撞后該種粒子運動方向與原粒子運動方向相同．