Question

[物理--选修3-5]
（1）2011年3月日本发生9级大地震，并引发海啸．位于日本东部沿海的福岛核电站部分机组发生爆炸，在日本核电站周围检测到的放射性物质碘131．在核泄漏中，碘的放射性同位素碘131（半衰期为8.3天）是最为危险的，它可以在最短的时间内让人体细胞癌化，尤其是针对甲状腺细胞，甲状吸收后造成损伤．下列有关说法中正确的是
A．在出事故前，正常运行的福岛核电站中使用的主要核燃料是碘131
B．若现在有100个碘131原子核，8.3天后一定只剩下50个碘1311原子核
C．碘131发生β衰变时所释放出的电子是原子核外电子发生电离而发射出来的
D．碘131也可以做示踪原子；给人注射微量碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病
（2）如图所示，已知水平面上的P点右侧光滑，左侧与滑块m₁间的动摩擦因数为μ．质量分别为m₁和m₂的两个滑块在水平面上P点的右侧分别以速度v₁、v₂向右运动，由于v₁＞v₂而发生碰撞（碰撞前后两滑块的速度均在一条直线上）．二者碰后m₁继续向右运动，m₂被右侧的墙以原速率弹回，再次与m₁相碰，碰后m₂恰好停止，而m₁最终停在Q点．测得PQ间的距离为l．求第一次碰后滑块m₁的速率．

Answer

（1）在日本核电站周围检测到的放射性物质碘131，在出事故前，正常运行的福岛核电站中使用的主要核燃料不是碘131．原子核的衰变是随机的，有100个碘131原子核，8.3天后不一定只剩下50个碘131原子核．碘131发生β衰变时所释放出的电子是核内质子转化而成的．利用碘131的射线，可以做示踪原子；给人注射微量碘131，然后定时用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病．
（2）碰撞过程中两物体所受的合外力为零，动量守恒，由动量守恒定律列式得到两次次碰撞后两物体的速度与碰撞前速度的关系，m1过P点向左运动过程中，摩擦力做功，动能减小，根据动能定理得到第二次碰撞后m1滑块的速度与l的关系式，联立可求得第一次碰后滑块m1的速率．
【解析】
（1）A、在日本核电站周围检测到的放射性物质碘131，由于衰变可知，在出事故前，正常运行的福岛核电站中使用的主要核燃料不是碘131．故A错误．
B、原子核的衰变是随机的，有100个碘131原子核，8.3天后不一定只剩下50个碘131原子核，可能这些原子核全部衰变，一个不剩，也可能一个都没有衰变．故B错误．
C、碘131发生β衰变时，所释放出的电子是核内质子转化来的．故C错误．
D、利用碘131的射线，可以做示踪原子；给人注射微量碘131，由于射线的穿透本领较强，用探测器测量甲状腺及邻近组织的放射强度，有助于诊断甲状腺的疾病．故D正确．
故选D
（2）设第一次碰后m1滑块的速度大小为v1′，m2滑块的速度大小为v2′，设向右为正方向，根据动量守恒定律有：
   m1v1+m2v2=m1v1′+m2v2′
第二次碰撞   m1v1′-m2v2′=-m1v3
m1过P点向左运动过程中，由动能定理得：-μm1gl=0-
联立解得：v1′=
答：（1）D；
（2）第一次碰后滑块m1的速率是．