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能源危机是一个全球性的共同问题，科学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人的前景．热核反应比相同数量的核子发生裂变反应释放  的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应的氘（）在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题．
（1）热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核（）聚变为一个氦核（），请完成这个核反应方程式：．
（2）若氘核的质量为2.0141u，氚核的质量为3.0161u，中子的质量为1.0087u，氦核的质量为4.0026u．其中u是原子质量单位，已知1u相当于931MeV的能量，则上述核反应过程中释放的能量为______MeV．（保留3位有效数字）

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能源危机是一个全球性的共同问题，科学家们正在积极探索核能的开发与和平利用，其中可控热核反应向人类展示了诱人的前景.热核反应比相同数量的核子发生裂变反应释放的能量要大好几倍，同时所造成的污染也要轻得多，而且可用于热核反应的氘（H）在海水中的总含量非常丰富，所以一旦可控热核反应能够达到实用，便可解决人类所面临的能源危机问题.

（1）热核反应中的一种反应是1个氘核和1个氚核（H）聚变为一个氦核（He）.请完成这个核反应方程式：H＋H→He＋________＋能量.

（2）若氘核的质量为2.0141 u，氚核的质量为3.0161 u，中子质量为1.0087 u，氦核的质量为4.0026 u，其中u是原子质量单位.已知1 u相当于931 MeV的能量，则上述核反应过程中释放的能量为________ MeV.（保留三位有效数字）

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（选修模块3-5）
（1）以下有关近代物理内容的若干叙述中，正确的是：

 

A、一束光照射到某金属表面时，能发生光电效应，此时若减弱照射光的强度，则很有可能不能发生光电效应
B、物质波既是一种电磁波，又是一种概率波
C、氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小
D、在核聚变反应中，由于要释放能量，发生质量亏损，所以聚变后的原子的总质量数要减少
（2）第一代核反应堆以铀235为裂变燃料，而在天然铀中占99%的铀238不能被利用，为了解决这个问题，科学家们研究出快中子增殖反应堆，使铀238变成高效核燃料．在反应堆中，使用的核燃料是钚239，裂变时释放出快中子，周围的铀238吸收快吕子后变成铀239，铀239（

239 92

U）很不稳定，经过

 

次β次衰变后变成钚239（

239 94

Pu），写出该过程的核反应方程式：

 

．
（3）如图所示，位于光滑水平桌面上的小滑块P和Q都可视为质点，质量分别为m和3m．Q与轻弹簧相连，若Q静止，P以某一速度v向Q运动，并与弹簧发生碰撞．求P、Q速度相等时两者的速度是多大？此时弹簧弹性势能多大？

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一．选择题

1．C 

2．A 

3．B 

4．C 

5．B 

6．B 

7．D 

8．BD 

9．ABD 

10．AC

二．实验题（18分）

11．（1）C （3分）（2）AB（3分）

12．(1)D (2)C 保持R不阻值不变，调节R^′阻值  DACB  R» R^′ 大  小

三．计算题（52分）

13．滑沙者在斜面上下滑的过程中，受到重力mg、斜面对支持力N和摩擦力f，其中f=μN=μmgcos53°设其下滑过程中的加速度为a₁，由牛顿第二定律

mgsin53°－μmgcos53°=ma₁-------------------------------①

s=a₁t₁²-----------------------------------------------------------②

v= a₁t₁--------------------------------------------------------------③

其中斜坡长度s= h/sin53°t₁为滑沙者在斜坡上的滑行时间，v为其滑至坡底时的速度大小，由①②③式可解得

a₁=5.6m/s^2N        t₁=5s         v=28m/s

在水平沙滩上，滑沙者滑行的加速度为a₂，由牛顿第二定律

μmg=ma₂-----------------------------------------------------------④

设滑沙者在水平沙滩上又滑行了时间t₂，由速度公式

0=v－a₂ t₂----------------------------------------------------------⑤

由④⑤式得   t₂=7s

所以滑沙者总共滑行的时间t= t₁ +t₂=12s------------------⑥

本题共16分，其中①式4分，②③④⑤式各2分，⑥式4分（结果错误扣1分）。其他方法正确也给分。

14．线框被匀速拉出磁场的过程中，受到竖直向下的重力mg、安培力F及竖直向上的绳的拉力F_T，线框中产生的感应电动势、感应电流分别为E、I^′。

由物体的平衡条件

F_T=mg+F------------------------------------------------------------------①

其中 F=BI^′L------------------------------------------------------------②

I^′=E/R--------------------------------------------------------------------③     

E=BLv---------------------------------------------------------------------④

由①②③④式可解得

F_T=mg+------------------------------------------------------------⑤

设线框被匀速拉出磁场所用时间为t，由能量转化和守恒定律

UIt=F_Tvt+Q-----------------------------------------------------------------⑥

其中Q为电机线圈内阻产生的热量

t=L/v-----------------------------------------------------------------------⑦

解得Q=(UI－mgv－)-------------------------------------⑧

 本题共16分，①②③④⑤⑥⑦⑧式各2分。其他方法正确也给分。

15．（1）设子弹、小物块、长木板的质量分别为m₀、M、m，子弹的初速度为v₀，子弹击中小物块后二者的共同速度为v₁，由动量守恒定律

m₀ v₀=(M+ m₀) v₁-------------------------------------------------------------------------------①

子弹击中小物块后物块的质量为M^′，且M^′= M+ m₀．设当物块滑至第n块木板时，木板才开始运动

μ₁M^′g＞μ₂〔M^′+(6－n)m〕g   -----------------------------------------------------------②

其中μ₁、μ₂分别表示物块与木板间、木板与地面间的动摩擦因数．

由式解得n＞4.3

即物块滑上第五块木板时，木板才开始在地面上滑动．

（2）设物块刚滑上第五块木板时的速度为v₂，每块木板的长度为L，由动能定理

－μ₁ M^′g×4L=M^′v₂²－M^′v₁²----------------------------------------------------------③

由①②式解得　v₂=1m/s----------------------------------------------------------------------④

物块在第五块木板表面做匀减速直线运动，木板做匀加速直线运动，设经历时间t，物块与木板能获得相同的速度v₃，由动量定理

－μ₁ M^′gt=M^′v₃－M^′v₃----------------------------------------------------------------------⑤

〔μ₁ M^′g－μ₂(M^′+m)〕t=m v₃--------------------------------------------------------------⑥

由⑤⑥式解得v₃=m/s-----------------------------------------------------------------------⑦

在此过程中，物块发生的位移为s₁，由动能定理

－μ₁ M^′g s₁=M^′v₃²－M^′v₂²------------------------------------------------------------⑧

解得s₁=m＜0.5m

即物块与木板获得m/s的共同速度，之后整体向前匀减速运动s₂后静止．

由动能定理

－μ₂ （M^′+m）g s₂=－(M^′+m)v₃² ------------------------------------------------------⑨

解得s₂=m

所以物块总共发生的位移s=4L+ s₁+ s₂ ----------------------------------------------------⑩

解得s≈2.27m　--------------------------------------------------------------------------------