题目内容
【题目】 [选修3-5]
(1)原子核的比结合能曲线如图所示,根据该曲线,下列判断中正的有 ( )
A.
He核的结合能约为14MeV
B.
He核比 Li核更稳定
C.两个 H核结合成 He核时释放能量
D.
U核中核子的平均结合能比 Kr核中的大
(2)质子( H)和α粒子( He)被加速到相同动能时,质子的动量(选填“大于”、“小于”或“等于”)α粒子的动量,质子和α粒子的德布罗意波波长之比为 .
(3)甲、乙两运动员在做花样滑冰表演,沿同一直线相向运动,速度大小都是1m/s,甲、乙相遇时用力推对方,此后都沿各自原方向的反方向运动,速度大小分别为1m/s和2m/s.求甲、乙两运动员的质量之比.
【答案】
(1)B,C
(2)小于;2:1
(3)
解:甲、乙相遇时用力推对方的过程系统动量守恒,以甲的初速度方向为正方向,由动量守恒定律得:
m甲v甲+m乙v乙=m甲v甲′+m乙v乙′,
代入得:m甲×1+m乙×(﹣1)=m甲×(﹣1)+m乙×2,
解得:m甲:m乙=3:2.
答:甲、乙两运动员的质量之比是3:2.
【解析】(1)A、由图可知,氦核的结合能大约为7MeV,氦核的核子数为4,则氦核的结合能大约为28MeV,故A错误.
B、比结合能越大,原子核越稳定,由图可知,氦核的比结合能大,则 He核比 Li核更稳定,故B正确.
C、两个 H核结合成 He核时有质量亏损,释放能量,故C正确.
D、由图可知, U核中核子的平均结合能比 Kr核中的小,故D错误.
故选:BC.
(2)动能与动量的关系为:P= ,
物质波的波长:λ= ,
联立得到: ∝ ,
质子( H)和α粒子( He)质量之比为1:4,故物质波的波长之比为2:1;
所以答案是:小于,2:1.
【考点精析】掌握动量守恒定律和质能方程是解答本题的根本,需要知道动量守恒定律成立的条件:系统不受外力或系统所受外力的合力为零;系统所受的外力的合力虽不为零,但系统外力比内力小得多;系统所受外力的合力虽不为零,但在某个方向上的分量为零,则在该方向上系统的总动量的分量保持不变;爱因斯坦的相对论指出:物体的能量和质量之间存在着密切的联系,它们的关系是:E = mc2,这就是爱因斯坦的质能方程.