Question

模塊3-5試題
（1）2011年是盧瑟福創立原子的核式結構模型100周年，下列關于原子核的說法正確的是

A

A．原子核的能量與原子的能量相似，也是不連續變化的，是量子化的
B．原子核的半衰期與原子核所處的環境有關
C．貝克勒爾發現了原子核的放射性現象，并提出了“放射性”這個詞用來描述這一現象
D．原子核的結合能越大，原子核越穩定
（2）如圖所示，光滑水平面上A、B兩小球沿同一方向運動，A球的動量p_A=4kg?m/s，B球的質量m_B=1kg，速度v_B=6m/s，已知兩球相碰后，A球的動量減為原來的一半，方向與原方向一致．
求：
①碰撞后B球的速度變為多大？
②A球的質量范圍．

Answer 1

分析：（1）在原子的中心有一個很小的核，叫原子核，原子的全部正電荷和幾乎全部質量都集中在原子核里，帶負電的電子在核外空間里繞著核旋轉．半衰期是對大量放射性元素的統計規律，是由元素本身決定，與原子核所處環境、狀態無關；“放射性”這個詞是由居里夫人提出來的．原子核的平均結合能越大，原子核越穩定．
（2）A球能追上B球并與之碰撞根據動量守恒定律列出等式，根據碰撞后A球不可能運動到B球前方和碰撞過程系統能量不可能增加求解．

解答：解：（1）A、原子核的能量與原子的能量相似，也是不連續變化的，是量子化的，故A正確．
B、半衰期是對大量放射性元素的統計規律，是由元素本身決定，與原子核所處環境、狀態無關；故B錯誤
C、“放射性”這個詞是由居里夫人提出來的．故C錯誤．
D、原子核的平均結合能越大，原子核越穩定．故D錯誤．
故選A．
（2）①由題意，p_A′=2 kg?m/s，
根據動量守恒定律p_A+m_Bv_B=p'_A+m_Bv'_B
解得 v′_B=8.0 m/s
②設A球質量為m_A，A球能追上B球并與之碰撞，應滿足：vA=

pA

mA

＞vB
碰撞后A球不可能運動到B球前方，所以：v′A=

p′A

mA

≤v′B
碰撞過程系統能量不可能增加：

p ′ 2 A

2mA

+

1

2

mBv′B2≤

pA2

2mA

+

1

2

mBvB2
解得：

1

4

≤mA≤

3

7

故答案為：（1）A
（2）①碰撞后B球的速度變為8.0 m/s
②A球的質量范圍是

1

4

≤mA≤

3

7

．

點評：對于原子物理的基礎知識，大都需要記憶，因此注意平時多加積累；正確理解氫原子的躍遷問題；理解動量和能量守恒在原子物理中的應用