Question

选修题3-5
（1）太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：²₁H+³₁H→⁴₂He+x．若已知²₁H的质量为m₁，³₁H的质量为m₂，⁴₂He的质量为m₃，x的质量为m₄，则下列说法中正确的是：
A．x是中子
B．²₁H和³₁H在常温下就能够发生聚变
C．这个反应释放的核能为△E=（m₁+m₂-m₃-m₄）c²
D．我国大亚湾核电站就是利用轻核的聚变释放的能量来发电的
（2）质量为m_B=2kg的平板车B上表面水平，开始时静止在光滑水平面上，在平板车左端静止着一块质量为m_A=2kg的物体A，一颗质量为m=0.01kg的子弹以v=600m/s的水平初速度瞬间射穿A后，速度变为v=100m/s，已知A，B之间的动摩擦因数不为零，且A与B最终达到相对静止．求：
①物体A的最大速度v_A；
②平板车B的最大速度v_B．

Answer

（1）根据质量数守恒和电荷数守恒，得到x的质量数和电荷数，即可得到x是什么粒子．聚变不能在常温下发生．根据爱因斯坦质能方程，求解核反应释放的核能．我国大亚湾核电站就是利用重核的裂变释放的能量来发电的．
（2）①子弹射穿A后瞬间，A的速度最大．根据动量守恒定律求解物体A的最大速度vA；
②子弹射穿物体A后，A获得了速度，将相对于小车B向右运动，受到小车水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，小车受到水平向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，当两者速度相等时，一起做匀速直线运动，小车的速度达到最大，由子弹、A、B组成的系统动量守恒求解车的最大速度．
【解析】
（1）A、根据质量数守恒和电荷数守恒得到，x的质量数为1，电荷数为0，则x是中子．故A正确．
B、21H和31H在常温下不能发生聚变，只有在高温下才能发生聚变．故B错误．
C、该方程的质量亏损为△m=m1+m2-m3-m4，△E=△mc2=（m1+m2-m3-m4）c2，故C正确．
D、我国大亚湾核电站就是利用重核的裂变释放的能量来发电的．故D错误．
故选AC
（2）子弹射穿物体A后，A获得了速度，将相对于小车B向右运动，受到小车水平向左的滑动摩擦力而做匀减速运动，小车受到水平向右的滑动摩擦力而做匀加速运动，当两者速度相等时，一起做匀速直线运动，小车的速度达到最大，则在子弹射穿A后瞬间A的速度最大．
由子弹、A组成的系统动量守恒得：
mv=mv+mAvA，
解得：vA=2.5m/s
由子弹、A、B组成的系统动量守恒得：
mv=mv+（mA+mB）vB，
解得：vB=1.25m/s
答：（1）AC；
    （2）①物体A的最大速度vA是2.5m/s．②平板车B的最大速度vB是1.25m/s．