(2011?山西二模)(1)月球土壤里大量存在著一種叫做“氦3(32He)”的化學(xué)元素.科學(xué)家初步估計(jì)月球上至少有100萬(wàn)噸“氦3”,如果相關(guān)技術(shù)開(kāi)發(fā)成功,將能為地球帶來(lái)取之不盡的能源.關(guān)于“氦3(32He)”核與氘核的反應(yīng),下列說(shuō)法中正確的是
A
A

A.核反應(yīng)方程式為32He+21H→42He+11
B.核反應(yīng)生成物的質(zhì)量將大于參加反應(yīng)物的質(zhì)量
C.“氦3(32He)”一個(gè)核子的結(jié)合能大于“氦4(42He)”一個(gè)核子的結(jié)合能
D.“氦3(32He)”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生裂變將放出能量
(2)如圖所示,質(zhì)量M=4kg的滑板B靜止放在光滑水平面上,其右端固定一根輕質(zhì)彈簧,彈簧的自由端C到滑板左端的距離L=0.5m,這段滑板與木塊A(可視為質(zhì)點(diǎn))之間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ=0.2,而彈簧自由端C到彈簧固定端D所對(duì)應(yīng)的滑板上表面光滑.小木塊A 以速度v0=10m/s由滑板B左端開(kāi)始沿滑板B表面向右運(yùn)動(dòng).已知木塊A的質(zhì)量m=1kg,g取10m/s2
求:①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度;
②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能.
分析:(1)氦3(32He)、氘核屬于輕核,它們之間的核反應(yīng)屬于輕核聚變,聚變時(shí)放出能量,有質(zhì)量虧損.
(2)①M(fèi)與m組成的系統(tǒng),動(dòng)量守恒,當(dāng)彈簧壓縮到最短時(shí),M與m的速度相等,根據(jù)動(dòng)量守恒定律求出A的速度.
②在整個(gè)過(guò)程中系統(tǒng)動(dòng)能減小,彈性勢(shì)能增加,摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能增加,根據(jù)能量守恒定律求出木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能.
解答:解:(1)氦3(32He)”的原子核與一個(gè)氘核發(fā)生聚變反應(yīng),放出能量,根據(jù)質(zhì)能方程知,有質(zhì)量虧損,即反應(yīng)前的質(zhì)量大于反應(yīng)后的質(zhì)量.核反應(yīng)方程式為32He+21H→42He+11H..“氦3(32He)”一個(gè)核子的結(jié)合能小于“氦4(42He)”一個(gè)核子的結(jié)合能.故B、C、D錯(cuò)誤,A正確.
故選A.
(2)①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí),木塊A與滑板B具有相同的速度,設(shè)為v,從木塊A開(kāi)始沿滑板B表面向右運(yùn)動(dòng)至彈簧被壓縮到最短的過(guò)程中,A、B系統(tǒng)的動(dòng)量守恒:
mv0=(M+m)v
解得:v=
m
M+m
v0
代入數(shù)據(jù)得木塊A的速度:v=2 m/s.
②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中,彈簧被壓縮到最短時(shí),彈簧的彈性勢(shì)能最大.由能量關(guān)系,最大彈性勢(shì)能為:
Ep=
1
2
mv02-
1
2
(m+M)v2-μmgL
代入數(shù)據(jù)得:Ep=39J 
答::①?gòu)椈杀粔嚎s到最短時(shí)木塊A的速度為2m/s.
②木塊A壓縮彈簧過(guò)程中彈簧的最大彈性勢(shì)能為39J.
點(diǎn)評(píng):本題考查了核反應(yīng)以及動(dòng)量守恒等知識(shí)點(diǎn),難度中等,在第二小題中,將動(dòng)量守恒與能量守恒進(jìn)行了綜合,對(duì)學(xué)生的能力要求較高.
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t3
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