Question

（1）2011年3月11日，日本東海岸發(fā)生9.0級(jí)地震，地震引發(fā)的海嘯摧毀了日本福島第一核電站的冷卻系統(tǒng)，最終導(dǎo)致福島第一核電站的6座核反應(yīng)堆不同程度損壞，向空氣中泄漏大量碘131和銫137等放射性物質(zhì)，這些放射性物質(zhì)隨大氣環(huán)流飄散到許多國家．4月4日，日本開始向太平洋排放大量帶有放射性物質(zhì)的廢水，引起周邊國家的指責(zé)．下列說法中正確的是：
A．福島第一核電站是利用原子核衰變時(shí)釋放的核能來發(fā)電
B．碘131能自發(fā)進(jìn)行β衰變，衰變后生成的新物質(zhì)原子核比碘131原子核多一個(gè)中子而少一個(gè)質(zhì)子
C．銫137進(jìn)行β衰變時(shí)，往往同時(shí)釋放出γ射線，γ射線具有很強(qiáng)的穿透能力，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板
D．銫137進(jìn)入人體后主要損害人的造血系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)，其半衰期是30.17年，如果將銫137的溫度降低到0度以下，可以延緩其衰變速度．
（2）如圖所示，在光滑的水平面上有一質(zhì)量為m，長度為l的小車，小車左端有一質(zhì)量也是m可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊，車子的右擘固定有一個(gè)處于鎖定狀態(tài)的壓縮輕彈簧（彈簧長度與車長相比可忽略），物塊與小車間動(dòng)摩擦因數(shù)為u，整個(gè)系統(tǒng)處于靜止．現(xiàn)在給物塊一個(gè)水平向右的初速度V₀，物塊剛好能與小車右壁的彈簧接觸，此時(shí)彈簧鎖定瞬間解除，當(dāng)物塊再回到左端時(shí)，與小車相對(duì)靜止．求：
（1）物塊的初速度V₀．
（2）彈簧的彈性勢(shì)能E_p．

Answer 1

分析：（1）正確解答本題需要掌握：核裂變與核能的利用；三種衰變粒子的性質(zhì)，以及衰變方程書寫；正確理解半衰期的物理意義．
（2）由動(dòng)量守恒定律及能量關(guān)系列式即可求解．

解答：解：（1）A、福島第一核電站是利用重核裂變釋放的核能進(jìn)行發(fā)電的，故A正確；
B、β衰變是一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子的過程，因此β衰變后生成的新物質(zhì)原子核比碘131原子核少一個(gè)中子而多一個(gè)質(zhì)子，故B錯(cuò)誤；
C、α、β、γ三種射線中γ射線具有很強(qiáng)的穿透能力，故C正確；
D、半衰期長短由元素本身決定，與外界環(huán)境如溫度、壓強(qiáng)以及所處狀態(tài)等無關(guān)，故D錯(cuò)誤．
故選C．
（2）由動(dòng)量守恒定律得：mv₀=2mv        
由能量關(guān)系有：

1

2

mv₀²-

1

2

（2m）v²=μmgL       
解得：v₀=2

μgL

        
物體最終速度為v₁，由動(dòng)量守恒定定律得：mv₀=2mv₁      
由能量關(guān)系有：E_P=

1

2

mv₀²-

1

2

（2m）v₁²=μmgL    
 答：（1）物塊的初速度為2

μgL

．
（2）彈簧的彈性勢(shì)能為μmgL．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了原子物理中有關(guān)衰變的基礎(chǔ)知識(shí)以及動(dòng)量守恒與能量守恒的綜合應(yīng)用，是一道全面考查基礎(chǔ)知識(shí)的好題．