Question

[物理--选修3-5]
（1）下列说法正确的是

B

_A．7¹⁵N+₁¹H→₆¹²C+₂⁴He是α衰变方程
B．太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变
C．大量的处于 n=5能级的氢原子只能够发出6条谱线
D．α粒子散射实验证实原子核是由中子和质子组成的
（2）如图所示，木板A质量m_A=1kg，足够长的木板B质量m_B=4kg，质量为m_C=2kg的木块C置于木板B上，水平面光滑，B、C之间有摩擦．现使A以v₀=12m/s的初速度向右运动，与B碰撞后以4m/s速度弹回．求：
（1）B运动过程中的最大速度大小．
（2）C运动过程中的最大速度大小．
（3）整个过程中系统损失的机械能的多少．

Answer 1

分析：（1）₇¹⁵N+₁¹H→₆¹²C+₂⁴He是原子核的人工转变．太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变．大量的处于n能级的氢原子只能够发出C

2 n

条谱线．α粒子散射实验证实了原子由原子核和核外电子组成的．
（2）A与B发生碰撞B获得速度，开始做匀减速直线运动，C开始做匀加速直线运动，当BC速度相同时，两者相对静止，A与B碰后瞬间，B速度最大．B与C速度相同时，C速度最大，根据动量守恒和能量守恒求解C运动过程中的最大速度大小和整个过程中系统损失的机械能．

解答：解：
（1）A、此式不是α衰变方程，而是原子核的人工转变．故错误．
B、太阳辐射的能量主要来源于轻核聚变．故B正确．
C、大量的处于 n=5能级的氢原子向低能级跃迁过程中，任意两个之间跃迁一次，发出一条谱线，所以只能够发出C

2 6

=15条谱线．故C错误．
D、α粒子散射实验不能证实原子核是由中子和质子组成，而是说明原子由原子核和核外电子组成的．故D错误．
故选B
（2）（1）A与B碰后瞬间，B速度最大．由A、B系统动量守恒（取向右为正方向）有：
   m_Av₀+0=-m_Av_A+m_Bv_B 
代入数据得：v_B=4 m/s     
（2）B与C共速后，C速度最大，由BC系统动量守恒，有
   m_Bv_B+0=（m_B+m_C）v_C   
代入数据得：v_C=2 m/s          
（3）△E_损=

1

2

m_Av₀²-

1

2

m_Av_A²-

1

2

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

点评：对于碰撞过程基本规律是动量守恒．木块在木板上滑动过程，可由牛顿定律分析运动过程，根据动量守恒、能量守恒解决速度、产生的内能等问题．