1.(1)下列说法中正确的是________.(双选,填正确答案标号)
A.放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化
B.比结合能越大,表示原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定
C.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的
D.原子核的衰变是原子核在其他粒子的轰击下而发生的
(2)如图6-15-8所示,水平地面上静止放置一辆小车A,质量mA=4 kg,上表面光滑,小车与地面间的摩擦力极小,可以忽略不计.可视为质点的物块B置于A的最右端,B的质量mB=2 kg.现对A施加一个水平向右的恒力 F=10 N,A运动一段时间后,小车左端固定的挡板与B发生碰撞,碰撞时间极短,碰后A、B粘合在一起,共同在F的作用下继续运动,碰撞后经时间t=0.6 s,二者的速度达到vt=2 m/s.求:
A开始运动时加速度a的大小;
A、B碰撞后瞬间的共同速度v的大小;
A的上表面长度l.
解析 (1)放射性元素的半衰期是它们的固有特性,不会随外部因素(如温度、压强)的变化而变化,选项A错误;比结合能越大,原子核中核子结合得越牢固,原子核越稳定,B正确;β衰变发生时,原子核内的中子转化成质子,并且释放出一个电子,选项C正确;原子核的衰变是自发进行的,不需要其他粒子的轰击,选项D错误.
(2)以A为研究对象,由牛顿第二定律得
F=mAa
代入数据解得:a=2.5 m/s2
②对A、B碰撞后共同运动t=0.6 s的过程中,由动量定理得Ft=(mA+mB)vt-(mA+mB)v
代入数据解得:v=1 m/s
③设A、B发生碰撞前,A的速度为vA,对A、B发生碰撞的过程,由动量守恒定律有:
mAvA=(mA+mB)v
从开始运动到与B发生碰撞前,由动能定理得:
Fl=mAv
联立式,代入数据解得:l=0.45 m.
答案 (1)BC (2)2.5 m/s2 1 m/s 0.45 m
2.(1)辽宁号航母建设成功后,下一步我国将建设核动力航母,核动力航母利用可控核裂变释放核能获得动力,核反应U+n→Ba+Kr+yX是若干核反应中的一种,其中X为待求粒子,y为X的个数,则X是________(填“质子”、“中子”或“电子”),y=________.若反应过程中释放的核能为E,光在真空中的传播速度为c,则核反应的质量亏损表达式为________.
(2)静止放在光滑水平面上的小车左端有光滑圆弧滑道AB,与水平滑道相切于B点,水平滑道上的BC部分粗糙,小车右端固定一个轻弹簧P,整个滑道质量为m1,如图6-15-9所示.现让质量为m2的滑块(可视为质点)自A点由静止释放,滑块滑过BC后与小车右端弹簧碰撞,第一次被弹簧弹回后没有再滑上圆弧滑道.已知粗糙水平滑道BC长l=1.0 m,滑块与BC间的动摩擦因数μ=0.15,m1=2m2,重力加速度取g=10 m/s2.求:
光滑圆弧滑道AB的半径大小范围;
整个过程中小车可能获得的最大速度.
解析 (1)结合质量数守恒和电荷数守恒可知y=3,X是中子,由质能方程ΔE=Δmc2可知Δm=
(2)在滑块与小车相互作用的整个过程中,水平方向上系统不受外力,动量守恒,因此当滑块被弹簧弹回后应停在BC段,此时系统总动量为零,速度为零.
由能量守恒得:m2gR-μm2gs=0
其中滑块在BC段滑动的路程s应满足l
解得0.15 m 由动量守恒可知,滑块速度最大时,小车速度最大,所以滑块第一次滑到B点时小车具有最大速度,而当半径R=0.30 m时小车能获得的速度最大 m2v2-m1v1=0 m2gR=m2v+m1v 代入m1=2m2,R=0.30 m解得v1=1 m/s 答案 (1)中子 3 (2)0.15 m 3.(2014·潍坊3月模拟)(1)下列关于近代物理知识的说法正确的是________.(双选,填正确答案标号) A.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了2个 B.β射线是原子核外的电子电离形成的电子流,它具有较强的穿透能力 C.含有10个原子核的放射性元素,经过一个半衰期,一定有5个原子核发生衰变 D.氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时氢原子的电势能减小,电子的动能增大