Question

【物理-选修3-5】
（1）核电站的核能来源于

235 92

U核的裂变，下列说法中正确的是

ABE

A．

235 92

U原子核中有92个质子、143个中子
B．

235 92

U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，如

139 54

Xe和

95 38

Sr，反应方程式为：

235 92

U+

1 0

n→

139 54

Xe+

95 38

Sr+2

1 0

n
C．

235 92

U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短
D．反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理
E．一个

235 92

U核裂变的质量亏损为△m=0.2155u，则释放的核能约201MeV
（2）如图所示，在光滑水平面上有一辆质量M=8kg的平板小车，车上有一个质量m=1.9kg的木块，木块距小车左端6m（木块可视为质点），车与木块一起以v=1m/s的速度水平向右匀速行驶．一颗质量m₀=0.1kg的子弹以v₀=179m/s的初速度水平向左飞来，瞬间击中木块并留在其中．如果木块刚好不从车上掉下来，求木块与平板小车之间的动摩擦因数μ．（g=l0m/s²）

Answer 1

分析：（1）质子数等于电荷数，质量数等于质子数与中子数之和．根据电荷数守恒、质量数守恒判断核反应方程的正误．半衰期的大小由原子核内部因素决定，与外部环境无关．根据爱因斯坦质能方程求出释放的核能．
（2）子弹射入木块的过程中子弹和木块组成的系统动量守恒，根据动量守恒定律求出子弹和木块共同的速度，因为最终木块刚好不从车上掉下来，知木块滑动小车的末端时，正好具有相同的速度，结合动量守恒定律和能量守恒定律求出木块与平板小车之间的动摩擦因数．

解答：解：（1）A、

235 92

U原子核中电荷数为92，所以有92个质子，质量数为235，所以中子数为143．故A正确．
B、该核反应方程电荷数守恒、质量数守恒．故B正确．
C、半衰期的大小与温度无关，由原子核内部因素决定．故C错误．
D、放射性与物质的化学性质无关．故D错误．
E、根据爱因斯坦质能方程△E=△mc²得，△m=0.2155u，则释放的核能约201MeV．故E正确．
故答案为：ABE
（2）设子弹射入木块后的共同速度为v₁，以水平向左为正，则由动量守恒有：
m₀v₀-mv=（m+m₀）v₁  …①
v₁=8 m/s
它们恰好不从小车上掉下来，则它们相对平板车滑行s=6m时它们跟小车具有共同速度v₂，则由动量守恒有：
（m+m₀）v₁-Mv=（m+m₀+M）v₂        …②
v₂=0.8 m/s
由能量守恒定律有：
Q=μ（m₀+m）g s=

1

2

(m+m0)

v

2 1

+

1

2

Mv2-

1

2

(m0+m+M)

v

2 2

…③
由①②③，代入数据可求出?=0.54
答：木块与平板小车之间的动摩擦因数μ=0.54．

点评：本题综合考查了原子核的衰变、质能方程、动量守恒定律和能量守恒定律，第（2）问对学生的能力要求较高，综合性较强，需加强训练．