Question

[物理--選修3-5]
（1）下列說(shuō)法正確的是

B

_A．7¹⁵N+₁¹H→₆¹²C+₂⁴He是α衰變方程
B．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于輕核聚變
C．大量的處于 n=5能級(jí)的氫原子只能夠發(fā)出6條譜線
D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)原子核是由中子和質(zhì)子組成的
（2）如圖所示，木板A質(zhì)量m_A=1kg，足夠長(zhǎng)的木板B質(zhì)量m_B=4kg，質(zhì)量為m_C=2kg的木塊C置于木板B上，水平面光滑，B、C之間有摩擦．現(xiàn)使A以v₀=12m/s的初速度向右運(yùn)動(dòng)，與B碰撞后以4m/s速度彈回．求：
（1）B運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度大�。�
（2）C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度大�。�
（3）整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能的多少．

Answer 1

分析：（1）₇¹⁵N+₁¹H→₆¹²C+₂⁴He是原子核的人工轉(zhuǎn)變．太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于輕核聚變．大量的處于n能級(jí)的氫原子只能夠發(fā)出C

2 n

條譜線．α粒子散射實(shí)驗(yàn)證實(shí)了原子由原子核和核外電子組成的．
（2）A與B發(fā)生碰撞B獲得速度，開始做勻減速直線運(yùn)動(dòng)，C開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，當(dāng)BC速度相同時(shí)，兩者相對(duì)靜止，A與B碰后瞬間，B速度最大．B與C速度相同時(shí)，C速度最大，根據(jù)動(dòng)量守恒和能量守恒求解C運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的最大速度大小和整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)損失的機(jī)械能．

解答：解：
（1）A、此式不是α衰變方程，而是原子核的人工轉(zhuǎn)變．故錯(cuò)誤．
B、太陽(yáng)輻射的能量主要來(lái)源于輕核聚變．故B正確．
C、大量的處于 n=5能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷過(guò)程中，任意兩個(gè)之間躍遷一次，發(fā)出一條譜線，所以只能夠發(fā)出C

2 6

=15條譜線．故C錯(cuò)誤．
D、α粒子散射實(shí)驗(yàn)不能證實(shí)原子核是由中子和質(zhì)子組成，而是說(shuō)明原子由原子核和核外電子組成的．故D錯(cuò)誤．
故選B
（2）（1）A與B碰后瞬間，B速度最大．由A、B系統(tǒng)動(dòng)量守恒（取向右為正方向）有：
   m_Av₀+0=-m_Av_A+m_Bv_B 
代入數(shù)據(jù)得：v_B=4 m/s     
（2）B與C共速后，C速度最大，由BC系統(tǒng)動(dòng)量守恒，有
   m_Bv_B+0=（m_B+m_C）v_C   
代入數(shù)據(jù)得：v_C=2 m/s          
（3）△E_損=

1

2

m_Av₀²-

1

2

m_Av_A²-

1

2

（m_B+m_C）v_C²=48J   
故答案為：
（1）B；（2）v_B=4 m/s；v_C=2 m/s

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于碰撞過(guò)程基本規(guī)律是動(dòng)量守恒．木塊在木板上滑動(dòng)過(guò)程，可由牛頓定律分析運(yùn)動(dòng)過(guò)程，根據(jù)動(dòng)量守恒、能量守恒解決速度、產(chǎn)生的內(nèi)能等問(wèn)題．