第3講 原子物理和動(dòng)量1(2015重慶卷)高空作業(yè)須系安全帶，如果質(zhì)量為m的高空作業(yè)人員不慎跌落，從開(kāi)始跌落到安全帶對(duì)人剛產(chǎn)生作用力前人下落的距離為h(可視為自由落體運(yùn)動(dòng))此后經(jīng)歷時(shí)間t安全帶達(dá)到最大伸長(zhǎng)，若在此過(guò)程中該作用力始終豎直向上，則該段時(shí)間安全帶對(duì)人的平均作用力大小為(A)AmgBmgCmgD.mg解析：人做自由落體運(yùn)動(dòng)時(shí)，有v，選向下為正方向，又mgtFt0mv，得Fmg，所以A正確2關(guān)于原子核的結(jié)合能，下列說(shuō)法正確的是(ABC)A原子核的結(jié)合能等于使其完全分解成自由核子所需的最小能量B一重原子核衰變成粒子和另一原子核，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來(lái)重核的結(jié)合能C銫原子核(Cs)的結(jié)合能小于鉛原子核(Pb)的結(jié)合能D比結(jié)合能越大，原子核越不穩(wěn)定E自由核子組成原子核時(shí)，其質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)的能量大于該原子核的結(jié)合能解析：結(jié)合能是原子核完全分解成自由核子時(shí)吸收的能量，選項(xiàng)A正確；由于重核裂變反應(yīng)中能量守恒，且釋放能量，因此，衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原重核的結(jié)合能，選項(xiàng)B正確；原子核的核子數(shù)越多，結(jié)合能越大，選項(xiàng)C正確；比結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；自由核子結(jié)合成原子核時(shí)釋放能量，其質(zhì)量虧損對(duì)應(yīng)的能量等于原子核的結(jié)合能，選項(xiàng)E錯(cuò)誤3有些核反應(yīng)過(guò)程是吸收能量的，例如，在XNOH中，核反應(yīng)吸收的能量Q(mOmH)(mXmN)c2.在該核反應(yīng)方程中，X表示什么粒子？X粒子以動(dòng)能Ek，轟擊靜止的N核，若EkQ，則該核反應(yīng)能否發(fā)生？請(qǐng)簡(jiǎn)要說(shuō)明理由解析：設(shè)X粒子的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)分別為A和Z，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，有A14171，Z781，可得A4，Z2，所以X粒子是He.He粒子轟擊靜止的N核，說(shuō)明He粒子具有動(dòng)量，由動(dòng)量守恒知，反應(yīng)后總動(dòng)量不為零，則吸收的能量小于Q，所以這樣的核反應(yīng)不能發(fā)生答案：He不能發(fā)生，因?yàn)椴荒芡瑫r(shí)滿(mǎn)足能量守恒和動(dòng)量守恒的要求4(2016陜西寶雞九校聯(lián)考)盧瑟福用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)了，發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)為：NHeOH.已知氮核質(zhì)量為mN14.007 53 u，氧核的質(zhì)量為mo17.00454u，氦核的質(zhì)量為mHe4.00387u.質(zhì)子(氫核)質(zhì)量為mF1.00815 u(已知：1uc2931 MeV，結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)求：(1)這一核反應(yīng)是吸收能量還是放出能量的反應(yīng)？相應(yīng)的能量變化為多少？(2)若入射氦核以v03107 m/s的速度沿兩核中心連線(xiàn)方向轟擊靜止氮核，反應(yīng)生成的氧核和質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，且速度大小之比為150，求氧核的速度大小解析：(1)mmNmHemomp0.001 29 u.Emc21.20 MeV.故這一核反應(yīng)是吸收能量的反應(yīng)，吸收的能量為1.20 MeV.(2)mHev0mHvHmOvO，又vOvH150，解得vO1.8106 m/s.答案：(1)吸收能量1.20 MeV(2)1.8106 m/s5(湖北武漢2016屆模擬)如圖所示，AB為傾角37的粗糙斜面軌道，通過(guò)一小段光滑圓弧與光滑水平軌道BC相連接，質(zhì)量為m2的小球乙靜止在水平軌道上，質(zhì)量為m1的小球甲以速度v0與乙球發(fā)生彈性正碰，若m1m212，且軌道足夠長(zhǎng)，要使兩球能發(fā)生第二次碰撞，求乙球與斜面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)的取值范圍(sin 370.6，cos 370.8)解析：設(shè)碰后甲的速度為v1，乙的速度為v2，由動(dòng)量守恒和機(jī)械能守恒定律有m1v0m1v1m2v2，m1vm1vm2v，聯(lián)立式解得v1v0v0，v2v0v0.設(shè)上滑的最大位移大小為s，滑到斜面底端的速度大小為v，由動(dòng)能定理有(m2gsin 37m2gcos 37)sm2v，(m2gsin 37m2gcos 37)sm2v2，聯(lián)立式解得()2乙要能追上甲，則v，解得0.45.答案：0.45