Question

（1）为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是______．
A．₂¹H+₃¹H→₄²He+₁n
B．₉₂²³⁵U+¹n→₁₄₁⁵⁶Ba+₉₂³⁶Kr+3¹n
C．₉₀²³⁴Th→₉₁²³⁴Pa+_-1e
D．₉₂²³⁸U→₉₀²³⁴Th+₂⁴He
（2）氢原子第n能级的能量为E_n=，n=1，2…．其中E₁是n=1时的基态能量，若一氢原子发射能量为-E₁的光子后，处于比基态能量高出-E₁的激发态，则氢原子发射光子前处于第______能级，发射光子后处于第______能级．
（3）如图所示，滑块A、B的质量分别为m₁和m₂，由轻质弹簧相连，置于光滑水平面上，把两滑块拉至最近，使弹簧处于最大压缩状态后用一轻绳绑紧，两滑块一起以恒定的速率v向右滑动．若突然断开轻绳，当弹簧第一次恢复原长时，滑块A的动能变为原来的，求弹簧第一次恢复到原长时B的速度．

Answer 1

【答案】分析：（1）人工热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的核聚变．反应后的生成物是无放射性污染的氦．由于反应堆温度高，释放出来的核能多，俗称“人造太阳”．
（2）由题得到发射光子后氢原子能量为E=E₁+（-）=，根据氢原子第n能级的能量为E_n=，分析n的数值，判断发射光子后氢原子所处的能级．根据玻尔理论氢原子发射光子能量E=E_m-E_n（m＞n），得到氢原子发射光子前能量，再判断能级．
（3）细线断开后，弹簧恢复原长前，弹簧对A、B有向两侧的弹力，故物块B加速，物体A减速并且反向加速到动能变为；根据题意，求出A滑块可能的速度，然后根据动量守恒定律列式并结合实际情况进行分析．
解答：解：（1）人工热核聚变是在上亿摄氏度的高温条件下，利用氢的同位素氘、氚的核聚变．反应后的生成物是无放射性污染的氦．故选A
（2）由题得到发射光子后氢原子能量为E=E₁+（-）=，根据玻尔理论氢原子发射光子能量E=E_m-E_n（m＞n），得到氢原子发射光子前的能量E′=+（-）=．根据氢原子第n能级的能量为E_n=，得到发射光子前n=4，发射光子后n=2．
（3）A滑块动能为初态的，设滑块A此时速率为v，B滑块的速度为v_B
对A滑块有=
解得：v=
对系统有
2m₁v=m₁v+m₂v_B
解得
v_B=或vB=
答：（1）A；（2）4；2；（3）弹簧第一次恢复到原长时B的速度为或
点评：（1）本题注意“人造太阳”，是从海水中提取原料，海水中氢的同位素氘、氚含量充足；
（2）本题考查对玻尔理论的理解和应用能力，难度适中；
（3）本题关键根据动量守恒定律列式并根据实际情况进行分析．