Question

模块3-5试题
（1）2011年是卢瑟福创立原子的核式结构模型100周年，下列关于原子核的说法正确的是

A

A．原子核的能量与原子的能量相似，也是不连续变化的，是量子化的
B．原子核的半衰期与原子核所处的环境有关
C．贝克勒尔发现了原子核的放射性现象，并提出了“放射性”这个词用来描述这一现象
D．原子核的结合能越大，原子核越稳定
（2）如图所示，光滑水平面上A、B两小球沿同一方向运动，A球的动量p_A=4kg?m/s，B球的质量m_B=1kg，速度v_B=6m/s，已知两球相碰后，A球的动量减为原来的一半，方向与原方向一致．
求：
①碰撞后B球的速度变为多大？
②A球的质量范围．

Answer 1

分析：（1）在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间里绕着核旋转．半衰期是对大量放射性元素的统计规律，是由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关；“放射性”这个词是由居里夫人提出来的．原子核的平均结合能越大，原子核越稳定．
（2）A球能追上B球并与之碰撞根据动量守恒定律列出等式，根据碰撞后A球不可能运动到B球前方和碰撞过程系统能量不可能增加求解．

解答：解：（1）A、原子核的能量与原子的能量相似，也是不连续变化的，是量子化的，故A正确．
B、半衰期是对大量放射性元素的统计规律，是由元素本身决定，与原子核所处环境、状态无关；故B错误
C、“放射性”这个词是由居里夫人提出来的．故C错误．
D、原子核的平均结合能越大，原子核越稳定．故D错误．
故选A．
（2）①由题意，p_A′=2 kg?m/s，
根据动量守恒定律p_A+m_Bv_B=p'_A+m_Bv'_B
解得 v′_B=8.0 m/s
②设A球质量为m_A，A球能追上B球并与之碰撞，应满足：vA=

pA

mA

＞vB
碰撞后A球不可能运动到B球前方，所以：v′A=

p′A

mA

≤v′B
碰撞过程系统能量不可能增加：

p ′ 2 A

2mA

+

1

2

mBv′B2≤

pA2

2mA

+

1

2

mBvB2
解得：

1

4

≤mA≤

3

7

故答案为：（1）A
（2）①碰撞后B球的速度变为8.0 m/s
②A球的质量范围是

1

4

≤mA≤

3

7

．

点评：对于原子物理的基础知识，大都需要记忆，因此注意平时多加积累；正确理解氢原子的跃迁问题；理解动量和能量守恒在原子物理中的应用