Question

[物理--选修3-5]
（1）下列说法中正确的是______
A．X射线是处于激发态的原子核辐射出的
B．一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C．放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1
D．₉₂¹³⁵U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短
（2）如图所示，放在光滑水桌面上的滑块Q与轻质弹簧相连，Q静止，P以某一初速度v向Q运动，P、Q质量均m，与轻位于簧发生碰撞的整个过程中，弹簧具有的最大弹性势能为多少？

Answer

（1）x射线又叫伦琴射线，它是由原子内层电子跃迁时发射的波长很短的电磁波；
处于n能级的氢原子，能辐射出的光谱数为C 2n；
β衰变指原子核内的中子发生衰变，一个中子衰变为一个质子和一个电子，所以核电荷数+1，原子序数+1；
放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关．
（2）P与Q相互作用过程中，外力的合力为零，系统动量守恒，同时由于只有弹簧弹力做功，系统机械能也守恒；P刚与弹簧接触时，弹簧弹力逐渐变大，P做加速度变大的加速运动，Q做加速度变大的加速运动，当P与Q速度相等时，弹簧最短，弹性势能最大，根据动量守恒定律和机械能守恒定律列式即可．
【解析】
A、x射线是位于原子内层电子跃迁才能放出的波长较短的一种电磁波，而由原子核辐射的光子能量更高，故A错误；
B、n=3能级的氢原子，自发跃迁时发出C2n=3条谱线，故B正确；
C、β衰变指原子核内的中子发生衰变，一个中子衰变为一个质子和一个电子，所以核电荷数+1，原子序数+1，故C正确；
D、半衰期是由原子核内部自身决定的，与地球环境不同，故D错误；
故选BC．
（2）【解析】
在整个过程中，弹簧具有最大弹性势能时，P和Q的速度相同．
根据动量守恒定律
mv=2mv′
根据机械能守恒定律，有
Ep=mv2-×2mv′2=mv2
所以最大弹性势能等于mv2
故答案为：（1）BC
（2）最大弹性势能等于mv2