20xx教科版高中物理選修3-5模塊檢測(cè)一(更新版)
【正文】 知 v2－ v1v0 ＝ 1516 解得 v1＝ 1748v0， v2＝ 3124v0 16. (10 分 )40 kg的女孩騎自行車帶 30 kg的男孩 (如圖 8所示 )， 行駛速 度 m/ ， 男孩要從車上跳下來(lái)． (1)他知道如果直接跳下來(lái) ， 他可能會(huì)摔跤 ， 為什么？ (2)男孩安全跳下車且速度為零 ， 計(jì)算男孩安全跳下車的瞬間 ， 女 孩和自行車的速度； (3)計(jì)算自行車與兩個(gè)孩子 ， 在男孩跳下車前后整個(gè)系統(tǒng)的動(dòng)能的值．如有不同 ， 請(qǐng)解釋． 答案 (1)由于慣性 (2)4 m/s (3)250 J 400 J 男孩跳下車時(shí)用力向前推自行車 ， 對(duì)系統(tǒng)做了正功 ， 使系統(tǒng)的動(dòng)能增加了150 J 解析 (1)如果直接跳下來(lái) ， 人具有和自行車相同的速度 ， 腳著地后 ， 腳的速度為零 ， 由于慣性 ， 上身繼續(xù) 向前傾斜 ， 因此他可能會(huì)摔跤．所以他下來(lái)時(shí)用力往前推自行車 ， 這樣他下車時(shí)可能不摔跤． (2)男孩跳下車前后 ， 對(duì)整體由動(dòng)量守恒定律有： (m1＋ m2＋ m3)v0＝ (m1＋ m2)v 得 v＝ 4 m/s(m1 表示女孩質(zhì)量 ， m2 表示自行車質(zhì)量 ， m3 表示男孩質(zhì)量 ) (3)男孩跳下車前系統(tǒng)的動(dòng)能 Ek1＝ 12(m1＋ m2＋ m3)v20＝ 12(40＋ 10＋ 30)()2 J ＝ 250 J 男孩跳下車后系統(tǒng)的動(dòng)能 Ek2＝ 12(m1＋ m2)v2＝ 12(40＋ 10)42 J＝ 400 J 男孩跳下車時(shí)用力向前推自行車 ， 對(duì)系統(tǒng)做了正功 ， 使系統(tǒng)的動(dòng)能增加了 150 J. 圖 8 17． (12 分 )2021 年 12 月 28 日 ， 山東海陽(yáng)核電站一期工程舉行開工儀式．工程規(guī)劃建設(shè)兩臺(tái) 125 萬(wàn)千瓦的 AP1000 三代核電機(jī)組．如果鈾 235 在中子的轟擊下裂變?yōu)?9038Sr 和 136 54Xe，質(zhì)量 mU＝ 9 u， mn＝ 7 u， mSr＝ 7 u， mXe＝ 2 u. (1)寫出裂變方程； (2)求出一個(gè)鈾核裂變放出的能量； (3)若鈾礦石的濃度為 3 %， 一期工程建成后 ， 一年將消耗多少噸鈾礦石？ 答案 (1)235 92U＋ 10n―→ 9038Sr＋ 136 54Xe＋ 1010n (2) MeV (3) t 解析 (2)裂變過(guò)程的質(zhì)量虧損 Δ m＝ mU＋ mn－ mSr－ mXe－ 10mn＝ 7 u， 釋放的能量 Δ E＝ Δ mc2＝ 7931 MeV≈ MeV. (3)核電站一年的發(fā)電量 E＝ Pt＝ 2125107365246060 J＝ J， 由 E＝ NΔ E＝ m Eα， 由質(zhì)能方程得質(zhì)量虧損是 222218 Eαc2 B． 0 3 %M NAΔ E， 得 m＝ EM3 % Eαc2 答案 C 解析 由于動(dòng)量守恒 ， 反沖核和 α 粒子的動(dòng)量大小相等 ， 由 Ek＝ p22m∝ 1m， 它們的動(dòng)能之比圖 2 圖 3 為 4∶ 218， 因此衰變釋放的總能量是 222218 Eαc2 NAΔ E ＝ 1016 2353 % 1023 106 10－ 19 g≈ g＝ t.
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