Question

[物理--選修3-5]
（1）2011年3月日本發(fā)生9級大地震，并引發(fā)海嘯．位于日本東部沿海的福島核電站部分機(jī)組發(fā)生爆炸，在日本核電站周圍檢測到的放射性物質(zhì)碘131．在核泄漏中，碘的放射性同位素碘131（半衰期為8.3天）是最為危險的，它可以在最短的時間內(nèi)讓人體細(xì)胞癌化，尤其是針對甲狀腺細(xì)胞，甲狀吸收后造成損傷．下列有關(guān)說法中正確的是
A．在出事故前，正常運(yùn)行的福島核電站中使用的主要核燃料是碘131
B．若現(xiàn)在有100個碘131原子核，8.3天后一定只剩下50個碘1311原子核
C．碘131發(fā)生β衰變時所釋放出的電子是原子核外電子發(fā)生電離而發(fā)射出來的
D．碘131也可以做示蹤原子；給人注射微量碘131，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的疾病
（2）如圖所示，已知水平面上的P點(diǎn)右側(cè)光滑，左側(cè)與滑塊m₁間的動摩擦因數(shù)為μ．質(zhì)量分別為m₁和m₂的兩個滑塊在水平面上P點(diǎn)的右側(cè)分別以速度v₁、v₂向右運(yùn)動，由于v₁＞v₂而發(fā)生碰撞（碰撞前后兩滑塊的速度均在一條直線上）．二者碰后m₁繼續(xù)向右運(yùn)動，m₂被右側(cè)的墻以原速率彈回，再次與m₁相碰，碰后m₂恰好停止，而m₁最終停在Q點(diǎn)．測得PQ間的距離為l．求第一次碰后滑塊m₁的速率．

Answer 1

分析：（1）在日本核電站周圍檢測到的放射性物質(zhì)碘131，在出事故前，正常運(yùn)行的福島核電站中使用的主要核燃料不是碘131．原子核的衰變是隨機(jī)的，有100個碘131原子核，8.3天后不一定只剩下50個碘131原子核．碘131發(fā)生β衰變時所釋放出的電子是核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化而成的．利用碘131的射線，可以做示蹤原子；給人注射微量碘131，然后定時用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的疾�。�
（2）碰撞過程中兩物體所受的合外力為零，動量守恒，由動量守恒定律列式得到兩次次碰撞后兩物體的速度與碰撞前速度的關(guān)系，m₁過P點(diǎn)向左運(yùn)動過程中，摩擦力做功，動能減小，根據(jù)動能定理得到第二次碰撞后m₁滑塊的速度與l的關(guān)系式，聯(lián)立可求得第一次碰后滑塊m₁的速率．

解答：解：（1）A、在日本核電站周圍檢測到的放射性物質(zhì)碘131，由于衰變可知，在出事故前，正常運(yùn)行的福島核電站中使用的主要核燃料不是碘131．故A錯誤．
B、原子核的衰變是隨機(jī)的，有100個碘131原子核，8.3天后不一定只剩下50個碘131原子核，可能這些原子核全部衰變，一個不剩，也可能一個都沒有衰變．故B錯誤．
C、碘131發(fā)生β衰變時，所釋放出的電子是核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化來的．故C錯誤．
D、利用碘131的射線，可以做示蹤原子；給人注射微量碘131，由于射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，用探測器測量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，有助于診斷甲狀腺的疾�。�故D正確．
故選D
（2）設(shè)第一次碰后m₁滑塊的速度大小為v₁′，m₂滑塊的速度大小為v₂′，設(shè)向右為正方向，根據(jù)動量守恒定律有：
   m₁v₁+m₂v₂=m₁v₁′+m₂v₂′
第二次碰撞   m₁v₁′-m₂v₂′=-m₁v₃
m₁過P點(diǎn)向左運(yùn)動過程中，由動能定理得：-μm₁gl=0-

1

2

m1

v

2 3

聯(lián)立解得：v₁′=

m1v1+m2v2-m1 2μgl

2m1

答：（1）D；
（2）第一次碰后滑塊m₁的速率是

m1v1+m2v2-m1 2μgl

2m1

．

點(diǎn)評：本題考查對衰變的理解．第2題關(guān)鍵分析物體的運(yùn)動過程，運(yùn)用動量守恒和動能定理結(jié)合研究．