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第37届全国中学生物理竞赛决赛理论试题.rar
第 37 届全国中学生物理竞赛决赛理论试题
一、（40 分）我国大科学装置散裂中子源于 2018 年建成并投入使用，它在诸多领域有广泛
的应用。历史上，查德威克在 1932 年首次确认了中子的存在并测出了它的质量；哈恩等人
在 1939 年发现用中子轰击铀原子核可使其分裂，同时放出中子，引发链式反应。为了使链
式反应能够持续可控地进行，可通过弹性碰撞使铀核放出的中子慢化。不考虑相对论效应。
（1）查德威克用中子（质量为m
测得氢核的最大出射速率为
，氮核的最大出射速率为
（2）在上述实验中一个氮核也可能受到一束中子的连续撞击。假设氮核开始时是静止的，
每次与之相碰的中子的速率都是
0 v ，碰撞都使得氮核速率的增量最大。试计算经过多少次
碰撞后氮核的动能与中子的初动能近似相等？
（3）设经过多次碰撞被减速的中子处于热平衡状态，其速率满足麦克斯韦分布
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