粤教版高中物理选修(3-5)章末检测四

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高中物理章末质量评估(四)粤教版选修3-5

章末质量评估(四)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共10小题，每小题3分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求，选对的得3分，选错或不答的得0分)1．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的( )A．质子数减少一个，中子数不变B．质子数增加一个，中子数不变C．质子数增加一个，中子数减少一个D．质子数减少一个，中子数增加一个解析：发生一次β衰变，原子核里有一个中子变为一个质子和一个电子，即10n→11H＋0－1 e.答案：C2．某种元素具有多种同位素，下面四幅图中能反映这些同位素的质量数A与中子数N 关系的是( )解析：设这些同位素的质子数为Z，由A＝N＋Z可知，当中子数N增大时，质量数A 也增大，选项A、D均错误；而元素的质子数Z不可能为零，故当中子数N为零时，质量数A并不为零，选项B正确，C错误．答案：B3．放射源放入铅制容器中，射线只能从容器的小孔射出，成为细细的一束．在射线经过的空间施加磁场，发现射线分成三束，如图所示．关于这三种射线及其性质，下列说法正确的是( )A ．射线a 的电离本领最弱B ．射线b 是高速中子流，速度可达光速C ．射线c 是原子的核外电子电离而产生的D ．若将放射源置于高温高压环境中，射线强度将不变化解析：根据射线的偏转情况可知：a 为α射线，b 为γ射线，c 为β射线，由三种射线的特性可判断A 、B 、C 均错；放射性与元素存在的物理、化学状态无关，D 正确．答案：D4．原子核A Z X 与氘核21H 反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：写出核反应方程：A Z X ＋21H →42He ＋11H ，由质量数守恒和电荷数守恒，列方程：A＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，解得：A ＝3，Z ＝2，故答案为D.答案：D5．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，相同质量的A 和B 经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B ＝( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶1解析：设A 、B 原来的质量均为m ，则20天后，m A ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t TA ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫125， m B ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫12t TB ＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫124，故m A∶m B＝1∶2.答案：C6.235 92U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb，则( )A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18解析：本题考查了原子核衰变的规律，解题的关键是抓住原子核发生α衰变和β衰变时原子核质量数和电荷数的变化规律，在此基础上进行有关计算，原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数增加1.比较这两种原子核，质量数减少28，说明发生了7次α衰变，电荷数应减少14，而电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B项正确．答案：B7．原子核聚变可望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时，氘核参与的几种聚变反应可能发生，并放出能量．这几种反应的总效果可以表示为621H →k42He＋d11H＋210n＋43.15 MeV，由平衡条件可知( )A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3解析：由质量数守恒和电荷数守恒，分别有4k＋d＝10，2k＋d＝6，解得k＝2，d＝2.正确选项为B.答案：B8．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是( )解析：设半衰期为T 1/2，那么m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 1/2.可见，随着t 的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C 选项图线符合衰变规律．答案：C9．静止的氡核222 86Rn 放出α粒子后变成钋核218 84Po ，α粒子动能为E α.若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能，真空中的光速为c ，则该反应中的质量亏损为( )A.4218·E αc 2B ．0 C.222218·E αc 2 D.218222·E αc 2解析：由于动量守恒，反冲核和α粒子的动量大小相等，由E k ＝p 22m ∝1m，它们的动能之比为4∶218，因此衰变释放的总能量是222218E α，由质能方程得质量亏损是222218·E αc 2. 答案：C10．“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核(称为子核)并且放出一个中微子的过程．中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的．一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子．下面的说法中正确的是( )A ．母核的质量数等于子核的质量数B ．母核的电荷数等于子核的电荷数C ．子核的动量与中微子的动量相同D ．子核的动能大于中微子的动能解析：衰变时母核与子核的质量数是相等的，A 正确；母核中的质子由于变为中子，则子核中的电荷数减少1，所以B错误；由动量守恒知中微子与子核的动量大小相等，但方向相反，C错误；由E k＝p22m知中微子的动能要大于子核的动能，D错误．答案：A二、多项选择题(本大题共4小题，每小题4分，共16分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)11．2013年12月中旬，中国自行研制的“玉兔”号月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步．月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的32He含量十分丰富，科学家认为32He是发生核聚变的极好原料，将来32He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大．关于32He，下列说法正确的是( )A.32He的原子核内有三个中子两个质子B.32He的原子核内有一个中子两个质子C.32He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.32He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起解析：32He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子一个中子，A错误，B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力紧密结合在一起，D错误．答案：BC12．下列关于核反应及衰变的表述正确的是( )A.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变B．X＋147N→178O＋11H中，X表示42HeC．半衰期与原子所处的化学状态无关D．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的解析：根据反应方程中的守恒量可判断B对；半衰期与原子所处的物理、化学状态无关，C对；β衰变是原子核内中子转化为质子而产生的，D错．答案：ABC13．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是( )A ．碘131释放的β射线由氦核组成B ．铯137衰变时辐射出的γ光子能量大于可见光光子能量C ．与铯137相比，碘131衰变更慢D ．铯133和铯137含有相同的质子数解析：该题综合考查了衰变规律和同位素的相关问题，原子核中不包含β射线，A 错；γ光子的能量大于可见光光子的能量，B 正确；铯137的半衰期长，衰变更慢，C 错；铯133和铯137是同位素，含有相同的质子数，D 选项正确．答案：BD14.一个静止的放射性原子核发生天然衰变时，在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹，如图所示．若两圆半径之比为44∶1，则( )A ．发生的是α衰变B ．轨迹2是反冲核的径迹C ．反冲核是逆时针运动，放射出的粒子是顺时针运动D ．该放射性元素的原子序数是90解析：由动量守恒可知：m 1v 1＝m 2v 2，而R ＝mvqB ，故q 1·BR 1＝q 2·BR 2，半径越小，则q 越大，故轨迹1是放出粒子的径迹，轨迹2是反冲核的径迹，故B 对；反冲核带正电，由洛伦兹力充当向心力，根据左手定则可知，反冲核速度向下，则放出的粒子速度向上，由受力方向可知，放出粒子带负电，即发生β衰变，故A 错，C 对；由q 1R 1＝q 2R 2及β衰变公式可知，放射性元素的原子序数为43，D错．答案：BC三、非选择题(本题共4小题，共54分．把答案填在题中的横线上或按题目要求作答．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤．只写出最后答案的不能得分．答案中必须明确写出数值和单位)15．(12分)完成下列核反应方程，并指出核反应的类型．(1)32He＋________→42He＋11H，是________变．(2)2411Na→2412Mg＋________，是________变．(3)2311Na＋________→2411Na＋11H，是________变．(4)23592U＋10n→14256Ba＋9136Kr＋3______，是______变．解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案：(1)21H 聚(2)0－1e β衰(3)21H 人工转(4)10n 裂16．(12分)(1)在核反应10n＋X→31H＋42He＋ΔE过程中，X是未知核．由核反应知识可以确定X核为________．若10n、X核、31H和42He的静止质量分别为m1、m X、m3和m4，则ΔE的值为________．(2)核能、风能等新能源是近年来能源发展的重点方向之一，与煤、石油等传统能源相比较，核能具有的优点是________________，缺点是___________________________________________________．(3)有一座城市，经常受到大风和风沙的侵扰．为了合理使用新能源，计划建造风能发电站或太阳能发电站．请用物理学知识，指出建造________类型的发电站更合适，理由是____________________．解析：(1)核反应方程遵循电荷数守恒、质量数守恒，由此可判断X核为63Li，核反应后的质量亏损Δm＝m1＋m X－(m3＋m4)，所以ΔE＝Δmc2＝[m1＋m X－(m3＋m4)]c2.(2)优点：核裂变产生的能源比使用煤和石油更加清洁、产能更多．缺点：核裂变反应造成的核废料具有放射性，难处理；建造成本高．(3)建风能发电站比较合理．理由：在使用风能发电时，根据能量守恒知识，风能一方面转化为电能，另一方面可以减弱风速，减小对城市的破坏．答案：(1)63Li [m 1＋m X －(m 3＋m 4)]c 2 (2)见解析 (3)见解析17．(14分)山东烟台海阳核电站项目，一期工程和2号常规岛正在进行设备安装，一期工程规划建设两台125万千瓦AP1000核电机组．如果铀235在中子的轰击下裂变为9038Sr 和136 54Xe ，质量m U ＝235.043 9 u ，m n ＝1.008 7 u ，m Sr ＝89.907 7 u ，m Xe ＝135.907 2 u ，阿伏加德罗常数N A ＝6.02×1023 mol －1.(1)写出裂变方程；(2)求出一个铀核裂变放出的能量；(3)若铀矿石的浓度为3%，一期工程建成后，一年将消耗多少吨铀矿石？解析：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n.(2)裂变过程的质量亏损Δm ＝m U ＋m n －m Sr －m Xe －10m n ＝0.1507 u ，释放的能量ΔE ＝Δmc 2＝0.1507×931MeV≈140.3 MeV.(3)核电站一年的发电量E ＝Pt ＝2×125×107×365×24×60×60 J ＝7.884×1016 J ，由E ＝N ΔE ＝m ·3%M N A ΔE ，得m ＝EM 3%·N A ΔE＝ 7.884×1016×2353%×6.02×1023×140.3×106×1.6×10－19g ≈4.57×107 g ＝45.7 t.答案：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋1010n(2)140.3 MeV (3)45.7 t18．(16分)1996年清华大学和香港大学的学生合作研制了太阳能汽车，该车是以太阳能电池将所接受的太阳光能转化为电能而提供给电动机来驱动的．已知车上太阳能电池接收太阳光能的板面面积为8 m 2，正对太阳能产生120 V 的电压，并对车上的电动机提供10 A 的电流，电动机的直流电阻为4 Ω，而太阳光照射到地面处时单位面积上的辐射功率为103 W/m 2.(1)太阳光的能量实际上是由质子所参与的一系列反应所产生的，即在太阳内部持续不断地进行着热核反应，4个质子聚变为1个氦核(42He)，写出核反应方程；(2)该车的太阳能电池转化太阳光能的效率η1是多少？电池把电能转化成机械能的效率η2是多大？(3)若质子、氦核、正电子的静止质量分别为m p ＝1.672 6×10－27 kg 、m α＝6.642 5×10－27 kg 、m e＝0.000 9×10－27 kg ，一次核反应过程中释放的能量是多少？ (4)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J ，则太阳每秒减少的质量为多少千克？若太阳质量减少万分之三，热核反应不能继续进行，计算太阳能存在多少年(太阳的质量为2×1030 kg ，结果保留一位有效数字)?解析：(1)核反应方程：411H →42He ＋201e.(2)η1＝UIP 0S ＝15%，η2＝UI －I 2R UI ＝66.7 %.(3)ΔE ＝(4m p －m α－2m e )c 2＝4.15×10－12 J ，(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026 J ，则太阳每秒减少的质量为Δm ＝ΔE c 2＝0.4×1010 kg ，太阳的质量为2×1030kg ，太阳还能存在的时间为t ＝ΔM Δm ＝2×1030×3×10－40.4×1010s ≈1.5×1017s ≈5×109年．答案：(1)411H →42He ＋201e (2)15% 66.7% (3)4.15×10－12J (4)0.4×1010kg 5×109年。

粤教版高中物理选修3-5第四章同步测试题及答案全套

粤教版高中物理选修3-5第四章同步测试题及答案第四章原子核第一节走进原子核[A级抓基础]1．(多选)在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的正确选项是()A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B．汤姆生首先提出了原子的核式结构学说C．贝克勒尔首先发现了天然放射现象D．卢瑟福首先发现了质子和中子解析：查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的，A正确；卢瑟福发现的质子并提出了核式结构模型，B错误；贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核有复杂结构，C正确；卢瑟福首先发现了质子，查德威克发现中子，D错误．答案：AC2．下列属于核子的是()A．电子B．α射线C．原子D．中子解析：质子和中子统称为核子．电子、α射线、原子不属于核子，故ABC错误；中子属于核子，故D正确．答案：D3．(多选)某种元素的原子核符号为A Z X，则()A．原子核的质子数为Z，中子数为A－ZB．原子核的质子数为Z，核子数为AC．原子核的质子数为A，中子数为ZD．原子核的质子数为A，中子数为A－Z解析：A Z X的质量数为A，质子数为Z，质量数＝质子数＋中子数，所以中子数是A－Z，故A正确，C、D错误；核子数＝质子数＋中子数，则核子数等于质量数，为A，故B正确．答案：AB4．据报道，放射性同位素钬16667Ho可以有效治疗癌症，该同位素原子核内中子数是()A．32B．67C．99 D．166解析：根据原子核的表示方法得核外电子数＝质子数＝67，中子数为166－67＝99，故C对，A、B、D错．答案：CB级提能力5．卢瑟福预想到原子核内除质子外，还有中子的事实依据是()A．电子数与质子数相等B．原子核的质量大约是质子质量的整数倍C．原子核的核电荷数只是质量数的一半或少一些D．质子和中子的质量几乎相等解析：卢瑟福发现质子后，设想原子核只由质子组成，但核电荷数只是质量数的一半或少一些，这与假设相矛盾，因此他又设想原子核内除质子外还有不带电的中子存在，所以选项C正确．答案：C6．下列说法正确的是()A．质子和中子的质量不等，但质量数相等B．质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量总和C．同一种元素的原子核有相同的质量数，但中子数可以不同D．中子不带电，所以原子核的总电量等于质子和电子的总电量之和解析：质子和中子的质量不等，但质量数相等，故A正确；质子和中子构成原子核，原子核的质量数等于质子和中子的质量数的总和，故B错误；同一种元素的原子核有相同的质子数，但中子数可以不同，故C错误；中子不带电，所以原子核的总电量等于质子总电量，故D错误．答案：A7．若用x代表一个中性原子的核外电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490Th 的原子来说()A．x＝90，y＝90，z＝234 B．x＝90，y＝90，z＝144C．x＝144，y＝144，z＝90 D．x＝234，y＝234，z＝324解析：在23490Th中，左下标为质子数，左上标为质量数，则y ＝90；中性原子的核外电子数等于质子数，所以x＝90；中子数等于质量数减去质子数，z＝234－90＝144.B项正确．答案：B第四章原子核第二节放射性元素的衰变A级抓基础1．关于三种天然放射线，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子B．穿透能力最强的是β射线C．天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构D．α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查解析：α射线是高速运动的氦原子核，故A错误；穿透能力最强的是γ射线，故B错误；天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构，故C正确；γ射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查，故D错误．答案：C2．(多选)关于原子核的衰变，下列说法中正确的是()A．α粒子来自于原子核，说明原子核里含有α粒子B．β粒子来自于原子中的电子，正如光电效应一样C．某些原子核发生衰变说明它们是不稳定的D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的解析：发生β衰变时，原子核内的中子转化为质子和电子，B错误，D正确；原子核由质子和中子组成，并不含有α粒子，A错误；某些原子核的核子间结合不太牢固、不稳定，会放出α粒子，C正确．答案：CD3．关于天然放射性，下列说法中正确的是()A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线解析：有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，故D 错误．答案：C4．在花岗岩、大理石等装饰材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是( )A ．α射线是发生α衰变时产生的，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4个B ．氡的半衰期为3.8天，16个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下2个氡原子核C.238 92U 衰变成206 82Pb 要经过6次β衰变和8次α衰变D ．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的解析：发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，但中子数减少2个，故A 错误；半衰期的对大量原子核的衰变的统计规律，对于单个是不成立的，故B 错误；根据质量数和电荷数守恒可知：发生α衰变放出42He ，导致质子数减小2个，质量数减小4，故中子数减小2；发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，电荷数多1，质量数不变，所以发生α衰变的次数是：238－2064＝8次，发生β衰变的次数是：2×8－(92－82)＝6次，故C 正确；根据β衰变的特点可知，放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，故D 错误．答案：CB 级提能力5．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)下列判断中正确的是( )A ．射到b 处的一定是α射线B ．射到b 处的一定是β射线C ．射到b 处的可能是γ射线D ．射到b 处的可能是α射线解析：因为γ射线不带电，所以射到b 点的一定不是γ射线，α、β射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是α，若洛伦兹力大于电场力说明是β射线．故D 正确，A 、B、C错误．答案：D6．(多选)下列说法正确的是()A.22688Ra衰变为22286Rn要经过1次α衰变和1次β衰变B.23892U衰变为23491Pa要经过1次α衰变和1次β衰变C.23290Th衰变为20882Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D.23892U衰变为22286Rn要经过4次α衰变和4次β衰变解析：原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A错误；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋91＝92，4x＋234＝238，解得x＝1，y ＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y 次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C正确；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0－1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋86＝92，4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故D错误．答案：BC7．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现. 已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成霉20983Bi，下列论断中正确的是() A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒B.20983Bi的原子核比得23793Np的原子核少28个中子C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变D．经过两个半衰期后含有23793Np的矿石的质量将变为原来的四分之一解析：20983Bi的原子核比23793Np的原子核质量数少28，电荷数少10，所以衰变过程中原子核的质量和电荷量不守恒，故A错误；20983Bi 的原子核比23793Np的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，故B错误；设23793Np变为20983Bi 需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83＝2x－y，4x＝237－209，解得：x＝7，y＝4，故C正确；经过两个半衰期后23793Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有23793Np的矿石质量大于原来的四分之一，故D错误．答案：C8．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目.聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )A ．钋210B ．氡222C ．锶90D ．铀238解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．答案：C 9．一个静止在磁场中的226 88Ra(镭核)，发生α衰变后转变为氡核(元素符号为Rn)．已知衰变中释放出的α粒子的速度方向跟匀强磁场的磁感线方向垂直. 设镭核、氡核和α粒子的质量分别是m 1、m 2、m 3，衰变的核能都转化为氡核和α粒子的动能. 求：(1)写出衰变方程．(2)α粒子和氡核在匀强磁场中做匀速圆周运动的轨道半径之比．解析：(1)衰变方程为：226 88Ra →222 86Rn ＋42He(2)根据q v B ＝m v 2r 得，r ＝m v qB发生α衰变后产生的α粒子和氡核动量等大，由半径公式r ＝m v qB∝1q ，得r 1r 2＝862＝431答案：(1)226 88Ra →222 86Rn ＋42He (2)43∶1第四章原子核第三节放射性同位素A级抓基础1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是() A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．答案：D3．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中使用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严重的影响，下列有关说法正确的是() A．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C．过量的射线对人体组织具有破坏性D．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏解析：贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A正确，B错误．过量射线对人体造成的伤害有时不会马上感觉到，C正确，D错误．答案：AC4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b判断正确的是()A．X代表正电子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表中子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析：根据电荷数守恒，知b＝1，则X代表正电子. 根据质量数守恒，a＝17，A正确．答案：A5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)23892U→23490Th＋____________；(2)94Be＋42He→126C＋________；(3)23490Th→23491Pa＋__________；(4)3015P→3014Si＋____________；(5)23592U＋________→9038Sr＋13654Xe＋1010n；(6)147N＋42He→178O＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He(2)10n(3)0－1e(4)0＋1e(5)10n(6)11HB级提能力6．(多选)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是()A.2713Al＋42He→3015P＋XB.147N＋42He→178O＋XC.21H＋γ→10n＋XD.31H＋X→42He＋10n解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A中X代表中子10n；B中X代表质子11H；C中X代表质子11H；D中X代表氘核21H，故选BC.答案：BC7．(多选)下列核反应方程不正确的是()A.147N＋42He→178O＋10nB.23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010nC．U23892→23490Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U23892书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋147N→x＋178O y＋94Be→z＋126Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子解析：将题给3个方程相加，整理后得73Li＋147N＋94Be→178O＋126C ＋Z，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．答案：C9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素158O注入人体，158O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.158O在人体内衰变方程是158O→157N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e→2γC．在PET中，158O的主要用途是作为示踪原子D．在PET中，158O的主要用途是参与人体的新陈代谢解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是158O→157N＋01e，故A正确；正负电子湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，158O 的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确、D错误．答案：ABC10．一个静止的氮核147N俘获一个速度为1.1×107m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．解析：(1)由题可知B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则B的电荷数为8，C的电荷数为1；由题可知B、C质量数之和为18，因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以B为178O，C为11H. 故核反应方程为：147N＋42He→178O＋11H(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：m He v He＝m B v B＋m C v C代入数据得：v C＝－2.4×107 m/s答案：(1)147N＋42He→178O＋11H(2) v C＝－2.4×107 m/s第四章原子核第四节核力与结合能A级抓基础1．氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则三种力从大到小的顺序是() A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力解析：核力是核子之间的一种强相互作用，其相互作用力巨大，远超过两个质子之间的库仑力，两质子之间的万有引力远小于库仑力，故选项D正确．答案：D2．质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，则() A．氘核的平均结合能是EB．氘核的结合能是EC．氘核中质子与中子间没有相互作用力D．质子与中子的总质量小于氘核的质量解析：质子与中子发生核反应，生成氘核，放出的能量为E，从而得知氘核的结合能为E，氘核的平均结合能为12E，故A错误，B正确；氘核中质子与中子间存在核力作用，故C错误；因为有能量放出，根据爱因斯坦质能方程知，有质量亏损，所以中子和质子的总质量大于氘核的质量，故D错误．答案：B3．如图，原子核的平均核子质量A与原子序数Z的关系图象，下列说法正确的是( )A ．若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要释放能量B ．若D 、E 能结合成F ，结合过程一定要吸收能量C ．若C 、B 能结合成G ，结合过程一定要释放能量D ．若F 、C 能结合成B ，结合过程一定要释放能量解析：由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，D 与E 的平均质量大于F 的平均质量，所以D 、E 结合成F ，平均质量减小，有质量亏损，根据爱因斯坦质能方程，有能量释放，故A 正确，B 错误；由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，B 与C 的平均质量小于 G 的平均质量，所以若C 、B 能结合成G ，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，故C 错误；由平均核子质量A 与原子序数Z 的关系图象可知，F 与C 的平均质量小于B 的平均质量，所以若C 、F 能结合成B ，则质量增加，根据爱因斯坦质能方程，要吸收能量，故D 错误．答案：A4．太阳因核聚变释放出巨大能量，同时其质量不断减少. 太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026 J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A ．1036 kgB ．1018 kgC ．1013 kgD ．109 kg解析：根据ΔE ＝Δmc 2得：Δm ＝ΔE c 2＝4×1026()3×1082 kg ＝4.4×109 kg ，故D 正确．答案：D5．氘核、氚核、中子、氦核的质量分别是m 1、m 2、m 3、m 4，氘核与氚核结合成一个氦核并释放一个中子：21H ＋31H →42He ＋10n.对于这个反应，以下看法正确的是( )A ．氘核和氚核的平均结合能比氦核大，所以该反应会释放核能B ．氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大，所以该反应会吸收一定的能量C ．对应的质量亏损是Δm ＝m 1＋m 2－()m 3＋m 4D ．反应中释放的核能为()m 3＋m 4－m 1－m 2c 2解析：根据平均结合能与核子数目的关系可以知道，氘核和氚核的平均结合能比氦核的平均结合能小，所以该反应会释放核能，故A错误；氘核和氚核的核子的平均质量比氦核大，所以该反应的过程中由质量亏损，会释放一定的能量，故B错误；根据质量之间的关系可以知道对应的质量亏损是Δm＝m1＋m2－()m3＋m4，故C正确；该反应是轻核的聚变，根据质能方程可以知道，反应中释放的核能为(m1＋m2－m3－m4)c2，故D错误．答案：CB级提能力6．(多选)光子的能量为hν，动量的大小为hνc.如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则下列说法错误的是()A．衰变后的原子核仍然静止B．衰变后的原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动C．该过程中质量亏损为hνc2D．该过程中质量亏损大于hνc2解析：由动量守恒知，衰变后的原子核沿着与光子运动方向相反的方向运动，故A错误、B正确；hνc2仅仅是光子对应的质量亏损，而原子核具有动能，还对应部分质量亏损，故C错误、D正确．答案：AC7．放射性物质碘131的衰变方程为13153I→13154Xe＋Y，若13153I的质量为m1，13154Xe的质量为m2，Y粒子的质量为m3.真空中的光速为c，则下列说法中正确的是()A．Y粒子具有很强的电离本领B．Y粒子具有很强的穿透本领C．核反应中释放出的核能为(m1－m2－m3)c2D．核反应中释放出的核能为(m1－m2－m3)c解析：根据核电荷数守恒可知，Y的核电荷数为53－54＝－1，质量数为131－131＝0，则Y是0－1e，即为β粒子，而α射线具有很强的电离本领，γ射线具有很强的穿透本领，故A、B错误；核反应过程中的质量亏损Δm＝m1－m2－m3，根据质能方程，那么这个核反应中释放的核能ΔE＝Δmc2＝( m1－m2－m3)c2，故C正确，D错误．答案：C8．原子质量单位为u，1 u相当于931.5 MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1kg和m2kg的原子核结合为质量为M kg的原子核时释放出的能量是( )A ．(M －m 1－m 2)u·c 2B ．(m 1＋m 2－M )u ×931.5 JC ．(m 1＋m 2－M )c 2D ．(m 1＋m 2－M )×931.5 eV解析：在核能计算时，如果质量的单位是kg ，则用ΔE ＝Δmc 2进行计算，如果质量的单位是u ，则利用1 u 相当于931.5 MeV 的能量计算，即ΔE ＝Δm ×931.5 MeV 进行计算，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C9．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出28.30 MeV 的能量，当三个α粒子结合成一个碳(C)核时，放出7.26 MeV 能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳(C)核时，释放的能量约为( )A ．21.04 MeVB ．35.56 MeVC ．77.64 MeVD ．92.16 MeV解析：6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×28.30 MeV ＝84.9 MeV ，3个α粒子再结合成一个碳核，放出7.26 MeV 能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84.9 MeV ＋7.26 MeV ＝92.16 MeV .故选D.答案：D10．原来静止的原子核a b X 发生α衰变时，放出α粒子的动能为E 0.假设衰变时产生的能量全部以动能的形式释放出来，则在此衰变过程中的质量亏损是( )A.E 0c 2B.E 0（a －4）c 2C.（a －4）E 0c 2D.aE 0（a －4）c 2解析：α粒子与新核质量比为4a －4，衰变过程满足动量守恒，即m αv α＝m 新·v 新，根据动量和动能的关系p 2＝2m ·E k 可知，新核动能为4a －4E 0.由ΔE ＝Δmc 2，得Δm ＝E 0＋4a －4E 0c 2＝aE 0（a －4）c 2，故D 选项正确．答案：D11．三个α粒子结合成一个碳12，已知碳原子的质量为12.000 0 u ，氦原子的质量为4.002 6 u(1 u ＝1.66×10－27 kg)．(1)写出核反应方程．(2)这个核反应放出的能量是多少焦耳？(3)这个能量合多少MeV?解析：(1)342He→126C＋ΔE.(2)Δm＝3×4.002 6 u－12.000 0 u＝0.007 8 u＝12.948×10－30kg，ΔE＝Δmc2＝1.165×10－12 J.(3)ΔE＝1.165×10－12 J＝7.28 MeV.答案：(1)342He→126C＋ΔE(2)1.165×10－12 J(3)7.28 MeV第四章原子核第五节裂变和聚变A级抓基础1．链式反应中，重核裂变时放出的可以使裂变不断进行下去的粒子是()A．质子B．中子C．β粒子D．α粒子解析：重核裂变时放出中子，中子再轰击其他重核发生新的重核裂变，形成链式反应，B项正确．答案：B2．太阳辐射能量主要来自太阳内部的()A．裂变反应B．热核反应C．化学反应D．放射性衰变解析：太阳的能量来自于内部的核聚变，产生很高的能量，又称为热核反应，故B正确．答案：B3．氢弹和原子弹各是根据什么原理制造的()A．都是根据重核裂变原理B．都是根据轻核聚变原理C．原子弹是根据轻核聚变原理，氢弹是根据重核裂变原理D．原子弹是根据重核裂变原理，氢弹是根据轻核聚变原理解析：氢弹是根据轻核聚变原理，原子弹是根据重核裂变原理，故选项D对．答案：D4．下列核反应方程，属于裂变反应的是( )A.238 92U →234 90Th ＋42HeB.235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936Kr ＋310nC.3015P →3014Si ＋01eD.94Be ＋42He →12 6C ＋10n解析：A 选项是α衰变，B 选项是裂变反应，C 选项是放射性元素的衰变，D 选项是查德威克发现中子的人工转变方程，故B 正确，A 、C 、D 错．答案：B5．下列说法正确的是( )A.15 7N ＋11H →12 6C ＋42He 是α衰变方程B.11H ＋21H →32He ＋γ是核聚变反应方程C.238 92U →234 90Th ＋42He 是核裂变反应方程D.42He ＋2713Al →3015P ＋10n 是核聚变反应方程解析：α衰变是自发地进行的，不需其它粒子轰击，A 错误；B 中的反应为轻核聚变反应方程，B 正确；C 中是α衰变方程，C 错误；D 中的反应方程为原子核人工转变方程，D 错误．答案：BB 级提能力6．(多选)我国科学家研制“两弹”所涉及的基本核反应有：(1)235 92U ＋10n →9038Sr ＋136 54Xe ＋k 10n(2)21H ＋31H →42He ＋d 10n关于这两个方程的下列说法，正确的是( )A ．方程(1)属于α衰变B ．方程(2)属于轻核聚变C ．方程(1)中k ＝10，方程(2)中d ＝1D ．方程(1)中k ＝6，方程(2)中d ＝1解析：方程(1)应属于重核裂变而不是α衰变，选项A 错误；方程(2)为轻核聚变，选项B 正确；核反应前后质量数守恒、核电荷数守恒，方程(1)中：235＋1＝90＋136＋k ×1，解得k ＝10，方程(2)中：2＋3＝4＋d ×1，解得d ＝1，选项C 正确，D 错误．答案：BC7．(多选)月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3”()32He 的化学元素，这是热核聚变的重要原料．科学家初步估计月球上至少有100万吨氦3，如果相关技术开发成功，将可为地球带来取之不尽的能源．关于“氦3”()32He 与氘核的聚变，下列说法中正确的是( )A ．核反应方程为32He ＋21H →42He ＋11HB ．核反应生成物的质量将大于反应物质量C ．氦3()32He 一个核子的结合能大于氦4()42He 一个核子的结合能D ．氦3()32He 的原子核与一个氘核发生聚变将放出能量解析：32He 和21H 的核聚变的方程为32He ＋21H →42He ＋11H ，同时释放大量的能量，故A 正确；由于核反应的过程中释放大量的能量，根据爱因斯坦质能方程ΔE ＝Δmc 2，可知生成物的质量小于反应物的质量，故B 错误；质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故一个生成物核子的结合能大于一个反应物的核子的结合能，故C 错误；由于质量中等的核的平均结合能最大，故使重核裂变为两个质量中等的核或使轻核聚变，都可使核更为稳定并放出能量，故D 正确．答案：AD8．典型的铀核裂变是生成钡和氪，并放出x 个中子，即235 92U ＋10n→144 56Ba ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235的质量为m 1，中子的质量为m 2，钡144的质量为m 3，氪89的质量为m 4，真空中的光速度为c .下列说法正确的是( )A ．该核反应类型属于人工转变B ．该反应放出能量为(m 1－xm 2－m 3－m 4)c 2C ．x 的值是3D ．该核反应比聚变反应对环境的污染小解析：该核反应是核裂变，可以自发进行，不是人工控制的，故A 错误；根据质量数守恒得：235＋1＝144＋89＋x ，解得x ＝3，故C 正确；根据爱因斯坦质能方程：ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 3－m 4－2m 2)c 2，故B 错误；该核反应比聚变反应对环境的污染大，故D 错误．答案：C9．一个原来静止的锂核(63Li)俘获一个速度为7.7×104 m/s 的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为1.0×103 m/s ，方向与中子的运动方向相反．(1)试写出核反应方程；(2)求出氦核的速度大小；(3)若让一个氘核和一个氚核发生聚变时可产生一个氦核，同时放出一个中子，求这个核反应释放出的能量(已知氘核质量为m D ＝2.014 102 u ，氚核质量为m T ＝3.016 050 u ，氦核质量m He ＝4.002 603 u ，中子质量m n ＝1.008 665 u ，1 u ＝1.660 6×10－27 kg)．解析：(1)63Li ＋10n →31H ＋42He.(2)取中子的运动方向为正方向，由动量守恒定律得m n v 0＝－m T v 1＋m He v 2，。

粤教版高中物理选修3-5 第四章原子核单元检测

粤教版高中物理选修3-5 第四章原子核单元检测一、单选题1.以下说法正确的是（）A. α衰变是原子核内的变化所引起的B. 某金属产生光电效应，当照射光的颜色不变而增大光强时，光电子的最大初动能增大C. 当氢原子以n=4的状态跃迁到n=1的状态时，要吸收光子D. 是α衰变方程2.阴极射线是（）A. 光子流B. 电子流C. 质子流D. 中子流3.如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向（）A. 向上B. 向左C. 向下D. 向右4.天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A. ②来自于原子核外的电子B. ①的电离作用最强，是一种电磁波C. ③的电离作用较强，是一种电磁波D. ③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子5.关于核力和结合能，下列说法正确的是（）A. 强相互作用力是原子核内部的力，弱相互作用力是原子核外部的力B. 强相互作用力和弱相互作用力都是短程力，其力程均在10﹣18米范围内C. 每个核子只跟邻近的核子发生核力作用，这种性质称为核力的饱和性D. 组成原子核的核子越多，它的结合能越低6.二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构。

发现了电子、中子和质子，右图是（）A. 卢瑟福的α粒子散射实验装置B. 卢瑟福发现质子的实验装置C. 汤姆逊发现电子的实验装置D. 查德威克发现中子的实验装置7.如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到，在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数．若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为（）A. β射线和γ射线B. α射线和β射线C. β射线和X射线D. α射线和γ射线8.日本发生里氏9.0级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故。

粤教版高中物理选修(35)章末检测四

高中物理第4章原子核章末检测粤教版选修3-5(new)

第4章原子核章末检测(时间:90分钟满分：100分）一、选择题（1～7题为单项选择题，8～12题为多项选择题,每小题5分,共60分)1．下列与α粒子相关的说法中正确的是( )A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B。

错误!U（铀238）核放出一个α粒子后就变为错误!Th(钍234)核C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为42He＋错误!N―→错误!O＋错误!n D．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型答案B解析α粒子的速度是c10，A错;根据核反应遵循的电荷数守恒、质量数守恒可知，B对,C错；D项中应是卢瑟福，D错．2．“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风．下列核反应方程中,属于研究“两弹”的基本核反应方程的是( )①错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H ②错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋10错误!n ③错误! U→错误!Th＋错误!He ④错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!nA．①② B．②③ C．②④ D．③④答案C解析“两弹"指原子弹和氢弹,原子弹的核反应方程是铀核裂变，②正确；氢弹的核反应方程是轻核聚变,④正确，所以选项C正确．3．放射性元素（错误!Rn)经α衰变成为钋（错误!Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素错误!Rn的矿石，其原因是（）A．目前地壳中的错误!Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素错误!Rn的含量足够高C．当衰变产物218， 84Po积累到一定量以后，218， 84Po的增加会减慢错误!Rn的衰变进程D。

错误!Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期答案A4．原子核聚变有望给人类未来提供丰富的洁净能源．当氘等离子体被加热到适当高温时,氘核参与的几种聚变反应可能发生，放出热量．这几种反应的总效果可以表示为621H―→k错误!He＋d错误!H＋2错误!n＋43.15 MeV由平衡条件可知（）A．k＝1，d＝4 B．k＝2，d＝2C．k＝1，d＝6 D．k＝2，d＝3答案B解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒得12＝4k＋d＋26＝2k＋d解得k＝2，d＝2。

2019年秋粤教版高中物理选修3-5章末综合测评 4.doc

章末综合测评(四)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分．其中第1～8小题为单选，第9～12小题为多选)1．关于宇宙，下列说法中正确的是()A．地球是宇宙中唯一有卫星的星球B．恒星的寿命取决于亮度C．太阳能够发光、放热，主要是因为太阳内部不断发生化学反应D．银河系是一种旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上D[宇宙中大部分星球有卫星，故A选项错误；恒星的寿命取决于质量，质量大，在巨大的引力下，原子核之间的距离近，容易引起核聚变，释放的能量越大，燃料聚变的速度越快，恒星死亡的就越快，故B选项错误；太阳发光、发热，主要是因为太阳内部的核聚变反应，故C选项错误；银河系有银盘和银晕，银盘的结构是有旋涡状的旋臂，因此银河系属于旋涡星系，太阳处在其中的一个旋臂上．故D选项正确．]2．1934年，约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al→10n＋X.X的原子序数和质量数分别为() A．15和28B．15和30C．16和30 D．17和31B[设X的质量数为m，电荷数为n，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知：4＋27＝1＋m；2＋13＝0＋n解得：m＝30；n＝15；故其原子序数为15，质量数为30；故B正确，A、C、D错误．]3．原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B ．原子核外的电子跃迁时放出的光子C ．原子核内存在着电子D ．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子D [因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋ 0－1e ，11H →10n ＋01e.由上式可看出β粒子(负电子)是由原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．]4．14C 是碳的一种半衰期为5 730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，若考古工作者探测到其棺木中14C 的含量约为原来的45，则该古木死亡的时间距今大约为⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1213＝0.8( ) A ．22 900年B ．11 400年C ．5 700年D ．1 900年D [假设古木死亡时14C 的质量为m 0，现在的质量为m ，从古木死亡到现在所含14C 经过了n 个半衰期，由题意可知：m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n＝45，所以n ≈13，即古木死亡的时间距今约为5 730×13年＝1 910年，D 正确．] 5．已知氘核的结合能是1.09 MeV ，氘核的比结合能是2.78 MeV ，氦核的比结合能是7.03 MeV .在某次核反应中，1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核并放出17.6 MeV 的能量，下列说法正确的是( )A ．这是一个裂变反应B ．核反应方程式为21H ＋31H →42He ＋10nC ．目前核电站都采用上述核反应发电D ．该核反应不会有质量亏损B[本题易错之处是不知道重核裂变与轻核聚变的原理.1个氘核和1个氚核结合生成1个氦核，这是聚变反应，根据质量数与电荷数守恒知同时有一个中子生成，反应方程为21H＋31H→42He＋10n，选项B正确，选项A错误；目前核电站都采用核裂变发电，选项C错误；该反应放出热量，所以一定有质量亏损，选项D错误．]6．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用β射线的贯穿性可以为金属探伤C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害D[利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电泄出，A错误；γ射线的贯穿性强，可用以金属探伤，用于医疗时，对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，D正确，B错误；DNA变异并不一定都是有益的，C错误．]7．氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：21H＋3H→42He＋X，式中X是某种粒子．已知：21H、31H、42He和粒子X的质量分别为12.0141 u、3.0161 u、4.0026 u和1.0087 u；1 u·c2＝931.5 MeV，c是真空中的光速．由上述反应方程和数据可知()A．粒子X是质子B．该反应释放出的能量约为17.6 MeVC．轻核的聚变反应可以在任何温度下进行D．自然界不存在热核聚变B[由核电荷数守恒可知，X粒子的核电荷数为：1＋1－2＝0，由质量数守恒可知，X粒子的质量数为：2＋3－4＝1，则X粒子是10n，即为中子，故A错误；核反应过程中释放的能量为E＝Δmc2＝17.6 MeV，故B正确；只有将原子核加热到很高的温度，达到几百万摄氏度以上的高温时，聚变才会发生，故C 错误；在太阳内部进行着热核反应，故D错误．]8．下列说法正确的是()A．自由核子结合成原子核时，一定遵守质量守恒B．在发生核反应时，反应前物质的总质量一定等于反应后所生成物质的总质量C．发生核反应时，反应前的总质量大于反应后的总质量D．不论哪种核反应，都遵守质量数守恒和电荷数守恒D[当自由核子结合成原子核时，一定存在质量亏损；核反应前后一般存在质量的变化，质量减少，放出能量，吸收能量，质量增加，A、B、C错误．由核反应规律知D项正确．]9．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应是23592U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋310n，下列说法正确的有()A．上述裂变反应中伴随着中子放出B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响AC[铀核裂变释放出3个中子，故A选项正确；铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响，故B选项错误；铀核的链式反应通过控制棒来进行控制，故C选项正确；半衰期与外界因素无关，高温高压不会改变半衰期，故D选项错误．]10．在下列判断中，正确的是()A．组成23892U核的核子中只有相邻核子之间才存在不可忽略的核力作用B．组成23892U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成23892U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成23892U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用AC[核力属于短程力，由于组成23892U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A 正确，B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．] 11．如图所示，国际原子能机构公布核辐射警示新标志为黑框经底三角，内有一个辐射波标记、一个骷髅头标记和一个逃跑的人形．核辐射会向外释放三种射线：α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．现有甲、乙两个原子核原来都静止在同一匀强磁场中，其中一个核放出一个α粒子，另一个核放出一个β粒子，得出如图所示的四条径迹，则()A．磁场的方向一定垂直于纸面向里B．甲核放出的是α粒子，乙核放出的是β粒子C．a为α粒子的径迹D．c为β粒子的径迹BD[衰变过程中满足动量守恒，释放粒子与新核的动量大小相等、方向相反，根据带电粒子在磁场中的运动不难分析：若轨迹为外切圆，则为α衰变；若轨迹为内切圆，则为β衰变．又因为R＝mv/qB知半径与电荷量成反比，可知答案为B、D项．]12．太阳每年辐射到地球上的能量相当于燃烧1 813亿吨标准煤所放出的能量，是全世界年需能量总和的5 000倍，是地球上最大的能源．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：21H＋31H→42He＋10n.若已知21H的质量为m1，3H的质量为m2，42He的质量为m3，10n的质量为m4，则下列说法中正确的是() 1A.10n是中子B.21H和31H是两种不同元素的原子核C.21H和31H在常温下就能够发生聚变D．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2AD[10n是中子，故A对，21H和31H是同种元素H的同位素，故B错，21H 和31H必须在高温下才能发生聚变，故C错，反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4)c2，故D正确．]二、非选择题(本题共4小题，共52分．按题目要求作答．)13．(10分)1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是22286Rn.22286Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的20682Pb.(1)求m、n的值；(2)一个静止的氡核(22286Rn)放出一个α粒子后变成钋核(21884Po)．已知钋核的速度v＝1×106 m/s，求α粒子的速率．[解析](1)4m＝222－206，m＝486＝82＋2m－n，n＝4.(2)由动量守恒定律得mαvα－m Po v＝0解得vα＝5.45×107 m/s.[答案](1)44(2)5.45×107 m/s14．(12分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这杯溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1 m3的水，并测得每分钟衰变10次，求水库的存水量为多少？[解析]由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量．设放射性同位素原有质量为m0,10天后其剩余质量为m，水库存水量为Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量为mQ，由每分钟衰变次数与其质量成正比m 0m /Q ＝8×10710，即10Q 8×107＝m m 0，由半衰期公式得：m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 由以上两式联立代入数据得10Q 8×107＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12102＝⎝ ⎛⎭⎪⎫125解得水库的存水量为Q ＝2.5×105 m 3.[答案] 2.5×105 m 315．(14分)31H 的质量是3.016 050 u ，质子的质量是1.007 277 u ，中子的质量是1.008 665 u ．则：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和平均结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？[解析] (1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是11H ＋210n ―→31H ，反应前各核子总质量为m p ＋2m n ＝1.007 277 u ＋2×1.008 665 u ＝3.024 607 u反应后新核的质量为m H ＝3.016 050 u质量亏损为Δm ＝3.024 607 u －3.016 050 u＝0.008 557 u因反应前的总质量大于反应后的总质量，故此核反应为放出能量的反应．释放的核能为ΔE ＝Δm ×931.5 MeV ＝0.008 557×931.5 MeV ＝7.97 MeV .(2)氚核的结合能即为ΔE ＝7.97 MeV它的平均结合能为ΔE 3＝2.66 MeV . (3)放出光子的频率为ν＝ΔE h ＝7.97×106×1.6×10－196.63×10－34 Hz ＝1.92×1021 Hz. [答案] (1)释放核能 7.97 MeV(2)7.97 MeV 2.66 MeV(3)1.92×1021 Hz16．(16分)处于静止状态的某原子核X ，发生α衰变后变成质量为M 的原子核Y ，被释放的α粒子垂直射入磁感应强度为B 的匀强磁场中，测得其圆周运动的半径为r ，设α粒子质量为m ，质子的电荷量为e ，试求：(1)衰变后α粒子的速率v α和动能E kα；(2)衰变后Y 核的速率v Y 和动能E kY ；(3)衰变前X 核的质量M X .[解析] (1)因为Bq v α＝m v 2αr ，α粒子的带电荷量为q ＝2e ，所以v α＝2Ber m ，E k α＝12m v 2α＝2B 2e 2r 2m . (2)由动量守恒定律得m v α－M v Y ＝0，所以v Y ＝2Ber M ，E kY ＝12M v 2Y ＝2B 2e 2r 2M . (3)由质能方程得ΔE ＝Δmc 2，而ΔE ＝E k α＋E kY ，所以Δm ＝2B 2e 2r 2c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1M ，衰变前X 核的质量M X ＝m ＋M ＋Δm ＝m ＋M ＋2B 2e 2r 2c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1M . [答案] (1)2Ber m 2B 2e 2r 2m (2)2Ber M 2B 2e 2r 2M(3)m ＋M ＋2B 2e 2r 2c 2⎝ ⎛⎭⎪⎫1m ＋1M。

粤教版物理选修3-5：第3章章末综合测评4

章末综合测评(四)(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分.1～6题为单选题，7～10题为多选题，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．) 1．最早发现天然放射现象的科学家为()A．卢瑟福B．贝克勒尔C．爱因斯坦D．查德威克【解析】卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现光电效应，贝克勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D不正确．【答案】 B2．下列说法中正确的是()【导学号：55272153】A．任何元素都具有放射性B．同一元素，单质具有放射性，化合物可能不具有C．原子序数大于83的所有元素都具有放射性D．元素的放射性将随着温度的变化而改变【解析】放射性与元素所处的物理、化学状态无关，原子序数大于83的所有元素都具有放射性，而原子序数小于或等于83的元素，有的也具有放射性．【答案】 C3．原子核发生β衰变时，此β粒子是()A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出一个电子【解析】因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个负电子，一个质子可以转化成一个中子和一个正电子，其转化可用下式表示：10n →11H ＋ 0－1e ，11H →10n ＋01e.由上式可看出β粒子(负电子)是由原子核内的中子转化而来，正电子是由原子核内的质子转化而来．【答案】 D4．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆．重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种钚239可由铀239(239 92U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )【导学号：55272154】A ．2B ．239C ．145D ．92【解析】 β衰变规律是质量数不变，质子数增加1.239 94Pu 比239 92U 质子数增加2，所以发生2次β衰变，A 对．【答案】 A5．14C 是碳的一种半衰期为5 730年的放射性同位素，2010年2月科学家发现了曹操墓，若考古工作者探测到其棺木中14C 的含量约为原来的45，则该古木死亡的时间距今大约为⎣⎢⎢⎡⎦⎥⎥⎤⎝ ⎛⎭⎪⎫1213＝0.8( ) A ．22 900年B ．11 400年C ．5 700年D ．1 900年【解析】假设古木死亡时14C 的质量为m 0，现在的质量为m ，从古木死亡到现在所含14C 经过了n 个半衰期，由题意可知：m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12n ＝45，所以n ≈13，即古木死亡的时间距今约为5 730×13年＝1 910年，D 正确．【答案】 D6．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x 个中子：235 92U ＋10n →144 56Ba ＋8936。

2020-2021高中物理第四章原子核章末过关检测卷粤教版选修3-5

章末过关检测卷（四)第四章原子核（考试时间：50分钟分值:100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确）1．（2015·珠海高二检测)物理学是一门实验科学，实验探究的方法在科学研究中具有重要作用．卢瑟福通过对α粒子散射实验结果的分析(B)A．发现了电子 B．建立了原子的核式结构模型C．提出原子核具有复杂的结构 D．发现某些元素具有天然放射现象解析：通过对α粒子的散射实验结果的分析，建立了原子的核式结构模型，B对．该实验中没有发现电子,A错．天然放射现象说明了原子核具有复杂的结构，C错．贝可勒尔发现了某些元素具有天然放射现象，D错．2．（2014·上海卷)核反应方程式中的X表示（D）A．质子 B．电子 C．光子 D．中子解析：本题考查核反应时电荷数和质量数守恒．3．在核反应方程中（B）A．X是中子，k＝9 B．X是中子，k＝10C．X是质子，k＝9 D．X是质子,k＝10解析：设X的质量数为A，电荷数为Z，根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒可得235＋1＝90＋136＋kA，92＝38＋54＋kZ.解得Z＝0，所以X为中子，则A＝1,k＝10.故选项B正确．4．太阳内部持续不断地发生着4个质子（)聚变为1个氦核(）的热核反应，核反应方程是，这个核反应释放出大量核能,已知质子、氦核、X的质量分别为m1、m2、m3，真空中的光速为c.下列说法中正确的是(D）A．方程中的X表示中子（)B．方程中的X表示电子()C．这个核反应中质量亏损Δm＝4m1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(4m1－m2－2m3）解析:由质量数守恒和核电荷数守恒知：X为0＋1e，A、B均错,该反应中质量亏损Δm＝4m1－m2－2m3,C错．ΔE＝Δmc2＝（4m1－m2－2m3)，D对．5．（2014·福建卷）如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是________．（填选项前的字母)（C)A．①表示γ射线，③表示α射线 B．②表示β射线，③表示α射线C．④表示α射线，⑤表示γ射线 D．⑤表示β射线，⑥表示α射线解析:α射线带正电,β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中,α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板,γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中,由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力,不发生偏转．故C项正确．6．铀是常用的一种核燃料，若它的原子核发生了如下的裂变反应：则a＋b可能是(D)A． B．C． D．解析：由核反应遵循的质量数守恒可知a＋b的质量数之和为234，由核反应遵循的电荷数守恒可知a＋b的电荷数为92，所以a＋b可能是,选项D正确．7．在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为（A)A．6次 B．10次 C．22次 D．32次解析:一个原子核衰变为一个原子核的过程中,发生α衰变的次数为（238－206）÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－（92－82）＝6次,选项A正确．二、多项选择题（本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有多个选项正确，全部选对的得6分，只选一个且正确的得3分，不选或有选错的得0分)8．“两弹一星" 可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风．下列核反应方程中，属于研究两弹的基本核反应方程的是(BD）解析：“ 两弹” 指原子弹和氢弹,原子弹的核反应方程是铀核裂变,B选项正确．氢弹的核反应方程是轻核聚变，D选项正确．9．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是（BD）A．E＝中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δ知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δ知，在核反应中亏损的静质量转化为动质量，被放出的能量带走解析:由爱因斯坦质能方程E＝表明物体的质量与其他各种形式的能量之间的关系，选项A错误、B正确；ΔE＝Δ表明,在核反应中,亏损Δm质量将产生ΔE＝Δ的能量，选项C错误、D正确．10．带电粒子进入云室会使云室中的气体分子电离，从而显示其运动轨迹．如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨道，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里．该粒子在运动时，其质量和电量不变,而动能逐渐减少，下列说法正确的是(AC）A．粒子先经过a点，再经过b点 B．粒子先经过b点，再经过a点C．粒子带负电 D．粒子带正电解析：由r＝错误!可知，粒子的动能越小,圆周运动的半径越小，结合粒子运动轨迹可知，粒子先经过a点，再经过b点,选项A正确，根据左手定则可以判断粒子带负电，选项C正确．11．太阳每年辐射到地球上的能量相当于燃烧1 813亿吨标准煤所放出的能量，是全世界年需能量总和的5 000倍，是地球上最大的能源．太阳内部有多种热核反应，其中的一个反应方程是：.若已知的质量为m1,的质量为m2，的质量为m3，的质量为m4，则下列说法中正确的是(AD）A．是中子B．和是两种不同元素的原子核C．和在常温下就能够发生聚变D．这个反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4）解析:是中子，故A对，和是同种元素H的同位素，故B错，和必须在高温下才能发生聚变，故C错,反应释放的核能为ΔE＝(m1＋m2－m3－m4），故D正确．12．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其一种裂变反应，下列说法正确的有（AC) A．上述裂变反应中伴随着中子放出 B．铀块体积对链式反应的发生无影响C．铀核的链式反应可人工控制 D．铀核的半衰期会受到环境温度的影响解析:根据题给裂变反应方程，可知上述裂变反应中伴随着中子放出，选项A正确，铀块体积对链式反应的发生有影响，只有铀块体积大于临界体积时才能发生链式反应，选项B错误．铀核的链式反应可人工控制，铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，选项C正确，D错误．三、非选择题（本题共3小题，共42分．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位）13．(8分)完成下列核反应方程,并指出核反应的类型．解析:根据质量数守恒和电荷数守恒可判断粒子种类．答案: (1）聚（2) β衰（3) 人工转（4）裂14．（16分）太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核同时放出两个正电子的热核反应,这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能源．（1）写出这个核反应方程．(2)这一核反应能释放多少能量？（3)已知太阳每秒释放的能量为3.8× J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？（m p＝1。

2020年粤教版高中物理选修3-5课后练习(4)(含答案解析)

2020年粤教版选修3-5课后练习（4）一、单选题（本大题共2小题，共8.0分）1.关于冲量和动量，以下说法正确的是A. 物体的运动状态改变，不一定受到冲量的作用B. 物体运动时合外力的冲量方向与物体动量方向相同C. 物体的动量发生了改变，则合外力一定对物体做了功D. 运动物体动量方向与即时速度方向相同，而合外力的冲量与合外力的方向相同2.如图所示的装置中，木块B与水平桌面间的接触是光滑的，子弹A沿水平方向射入木块后留在木块内，将弹簧压缩到最短，现将子弹、木块和弹簧合在一起作为研究对象系统，则此系统在从子弹即将射入木块到弹簧压缩至最短的过程中A. 动量守恒，机械能守恒B. 动量不守恒，机械能不守恒C. 动量守恒，机械能不守恒D. 动量不守恒，机械能守恒二、多选题（本大题共2小题，共8.0分）3.从同样高度落下的玻璃杯，掉在水泥地上容易打碎，而掉在草地上不容易打碎，其原因是A. 掉在水泥地上的玻璃杯动量大，而掉在草地上的玻璃杯动量小B. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变大，而掉在草地上的玻璃杯动量改变小C. 掉在水泥地上的玻璃杯动量改变快，而掉在草地上的玻璃杯动量改变慢D. 掉在水泥地上的玻璃杯与地面接触时，相互作用时间短，而掉在草地上的玻璃杯与地面接触时间长4.向空中发射一物体。

不计空气阻力，当物体的速度恰好沿水平方向时，物体炸裂为a，b两块。

若质量较大的a块的速度方向仍沿原来的方向则A. b的速度方向一定与原速度方向相反B. 从炸裂到落地这段时间里，a飞行的水平距离一定比b的大C. a，b一定同时到达地面D. 炸裂的过程中，a中受到的爆炸力的冲量大小一定相等三、填空题（本大题共1小题，共4.0分）5.在利用碰撞做“验证动量守恒定律”实验中，实验装置如图所示，仪器按要求安装好后开始实验，先是不放被碰小球，重复实验若干次；然后把被碰小球静止放在斜槽末端的水平部分的前端边缘处，又重复实验若干次，在白纸上记录下重锤位置和各次实验时小球落点的平均位置，依次为O、M、P、N，设入射小球和被碰小球的质量分别为、，且，则：入射小球每次滚下都应从斜槽上的同一位置无初速释放，其目的是______．A.为了使入射小球每次都能水平飞出槽口B.为了使入射小球每次都以相同的动量到达槽口C.为了使入射小球在空中飞行的时间不变D.为了使入射小球每次都能与被碰小球对心碰撞下列有关本实验的说法中正确的有______．A.未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球的落点分别为M、PB.未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球的落点分别为P、MC.未放被碰小球和放了被碰小球时，入射小球的落点分别为N、MD.在误差允许的范围内若测得，则表明碰撞过程中由、两球组成的系统动量守恒．四、计算题（本大题共3小题，共30.0分）6.试在下述简化情况下由牛顿定律导出动量守恒定律的表达式：系统是两个质点，相互作用力是恒力，不受其他力，沿直线运动要求说明推导过程中每步的根据，以及式中各符号和最后结果中各项的意义．7.如图所示，在同一竖直面上，质量为2m的小球A静止在光滑斜面的底部，斜面高度为小球受到弹簧的弹性力作用后，沿斜面向上运动．离开斜面后，达到最高点时与静止悬挂在此处的小球B发生弹性碰撞，碰撞后球B刚好能摆到与悬点O同一高度，球A沿水平方向抛射落在水平面C上的P点，O点的投影与P的距离为已知球B质量为m，悬绳长L，视两球为质点，重力加速度为g，不计空气阻力，求：球B在两球碰撞后一瞬间的速度大小；球A在两球碰撞前一瞬间的速度大小；弹簧的弹性力对球A所做的功．8.如图所示，一条轨道固定在竖直平面内，粗糙的ab段水平，bcde段光滑，cde段是以O为圆心、R为半径的一小段圆弧，圆心O与在ab同一水平线上．可视为质点的物块A和B紧靠在一起，静止于b处，A的质量是B的3倍．两物块在足够大的内力作用下突然分离，分别向左、右始终沿轨道运动．B到d点时速度沿水平方向，此时轨道对B的支持力大小等于B所受重力的倍，A与ab段的动摩擦因数为，重力加速度为g，求：物块B在d点的速度大小；物块A滑行的距离s和时间t．五、简答题（本大题共2小题，共16.0分）9.一人平躺在木板上，腹部放一块大条石，另一人用大铁锤猛击大条石，石裂开而人无恙请勿模仿。

2017-2018学年高中物理(SWSJ)粤教版选修3-5教学案：第四章章末盘点含答案

错误!错误!错误!考点一核反应与核反应方程1.核反应常见核反应分为衰变，人工转变，裂变，聚变等几种类型:(1)衰变α衰变：错误!U→错误!Th＋错误!He（核内2错误!H＋2错误!n→错误!He)β衰变：错误!Th→错误!Pa＋错误!e（核内错误!n→错误!H＋0－1e）γ衰变:原子核处于较高能级，辐射光子后跃迁到低能级。

衰变反应的特点：衰变是原子核自发地转变成另一种原子核,反应物只有一个放射性核，生成物中除有一个新核外,还有α粒子或β粒子.(2)人工转变:错误!7N＋错误!He→错误!O＋错误!H（发现质子的核反应）9，4Be＋错误!He→错误!C＋错误!n（发现中子的核反应）人工转变特点：以高能微观粒子轰击原子核为标志,反应物中除有一个原子核外，还有一个入射粒子，如α粒子、质子、中子等。

（3）裂变：235， 92U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n裂变特点：质量较大的重核捕获中子分裂成两个以上中等质量的核，并放出几个中子。

(4)聚变：错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n聚变特点：反应物为n个质量较小的轻核，生成物包含一个质量较大的核。

2．核反应方程的书写(1）必须遵守电荷数守恒、质量数守恒规律，有些核反应方程还要考虑到能量守恒规律.(2)核反应方程中的箭头（→)表示核反应进行的方向，不能把箭头写成等号。

（3）写核反应方程必须要有实验依据，决不能毫无根据地编造。

(4）在写核反应方程时，应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上；然后根据质量数守恒和电荷数守恒规律计算出未知核（或未知粒子)的电荷数和质量数；最后根据未知核（或未知粒子）的电荷数确定它们是哪种元素（或哪种粒子），并在核反应方程一般形式中的适当位置填写上它们的符号。

[例1] 正电子发射计算机断层扫描(PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段.PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂。

2019-2020学年粤教版物理选修3-5新素养学案：第四章章末过关检测(四) Word版含答案

章末过关检测(四)(时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．根据有关放射性知识，下列说法正确的是()A．235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短B．与天然放射性物质相比，人工放射性同位素的放射强度容易控制C．氡的半衰期为3.8天，则若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核了D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强解析：选B.放射性元素衰变的快慢由核内部自身的因素决定，与原子所处的物理状态或化学状态和外部条件都没有关系，A项错误；放射性同位素的优点之一是便于人为控制，B项正确；半衰期是一种统计规律，四个氡核是否立即衰变受多种偶然因素的支配，C项错误；γ射线穿透能力最强，但电离本领最弱，D项错误．2．下列核反应方程中，属于α衰变的是()A．14 7N＋42He→17 8O＋11HB．238 92U→234 90Th＋42HeC．21H＋31H→42He＋10nD．234 90Th→234 91Pa＋0－1e解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．3．下列关于放射性现象的说法中，正确的是()A．原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4B．原子核发生α衰变时，生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量C．原子核发生β衰变时，生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1D．单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的解析：选D.原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了2，A错误；生成核与α粒子的总质量小于原来的原子核的质量，B错误；原子核发生β衰变时，生成核的质量数与原来的原子核的质量数相同，C错误；放射性元素的半衰期由原子核的内部因素决定，跟元素的化学状态无关，所以单质的铀238与化合物中的铀238的半衰期是相同的，D正确．4．有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是15天，30天，经过60天这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M甲∶M乙是()A ．1∶4B ．4∶1C ．2∶1D ．1∶2解析：选B.对60天时间，甲元素经4个半衰期，乙元素经2个半衰期，由题知M 甲⎝⎛⎭⎫124＝M 乙⎝⎛⎭⎫122，则M 甲∶M 乙＝4∶1，故B 正确．5．某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论，其中的两个核反应方程为11H ＋12 6C →13 7N ＋Q 1，11H ＋15 7N →12 6C ＋X ＋Q 2方程中Q 1、Q 2表示释放的能量，相关的原子核质量见下表：原子核11H 32He 42He 12 6C 13 7N 15 7N 质量/u 1.007 8 3.016 0 4.002 6 12.000 0 13.005 7 15.000 1以下推断正确的是( )A ．X 是32He ，Q 2＞Q 1B ．X 是42He ，Q 2＞Q 1C ．X 是32He ，Q 2＜Q 1D ．X 是42He ，Q 2＜Q 1解析：选B.11H ＋12 6C →13 7N 中质量亏损为Δm 1＝(1.007 8＋12.000 0－13.005 7) u ＝0.002 1u ，根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H ＋15 7N →12 6C ＋X 中X 的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm 2＝(1.007 8＋15.000 1－12.000 0－4.002 6) u ＝0.005 3 u ，根据爱因斯坦的质能方程可知Q 1＝Δm 1c 2、Q 2＝Δm 2c 2，则Q 1＜Q 2.二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)6．在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为5∶1，如图所示，那么碳的衰变方程是( )A ．14 6C →42He ＋10 4BeB ．14 6C →01e ＋14 5B C ．14 6C →0－1e ＋14 7ND ．14 6C →21H ＋12 5B解析：选BD.由于两个轨迹为外切圆，所以放出的粒子和反冲核速度方向相反，由左手定则可知它们均带正电荷．而衰变过程中两核的动量守恒，即两核的动量大小相等，方向相反，即m 1v 1＝m 2v 2，由于q v B ＝m v 2R 则q ＝m v BR，知半径之比R 1∶R 2＝5∶1，则它们的电荷量之比为q 1∶q 2＝R 2∶R 1＝1∶5，B 、D 项正确．7．关于α、β、γ三种射线，下列说法中正确的是( )A ．α射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强B ．β射线是原子核外电子电离形成的电子流，它具有中等的穿透能力C ．γ射线一般是伴随着α或β射线产生的，它的穿透能力最强D ．γ射线是电磁波，它的穿透能力最强解析：选CD.α射线是速度约为光速1/10的氦核流，由原子核中的两个质子和两个中子组成，穿透本领很弱，电离作用很强，故A 错；β射线是速度接近光速的电子流，其实质是原子核中的一个中子变为质子，同时放出一个电子，贯穿本领很强，电离作用较弱，所以B 错；γ射线是波长极短的电磁波，贯穿本领最强，电离作用很弱．对于同一个原子核，不可能同时发生α衰变和β衰变．放射性元素同时发出三种射线，是不同原子核同时衰变的结果，γ射线总是伴随着α射线或β射线而产生的，C 、D 均对．8．科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：X ＋Y →42He ＋31H ＋4.9 MeV 和21H ＋31H →42He ＋X ＋17.6 MeV ，下列表述正确的有( ) A ．X 是中子B ．Y 的质子数是3，中子数是6C ．两个核反应都没有质量亏损D ．氘和氚的核反应是核聚变反应解析：选AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由21H ＋31H →42He ＋X ＋17.6MeV 知 X 为10n ，由X ＋Y →42He ＋31H ＋4.9 MeV 知Y 为63Li ，其中Y 的质子数是3，中子数也是3，选项A 正确，选项B 错误；两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C错误；X ＋Y →42He ＋31H ＋4.9 MeV 是原子核的人工转变，21H ＋31H →42He ＋10n ＋17.6 MeV 为轻核聚变，选项D 正确．9．关于核反应方程234 90Th →234 91Pa ＋X ＋ΔE (ΔE 为释放出的核能，X 为新生成粒子)，已知234 90Th 的半衰期为T ，则下列说法正确的是( )A ．234 91Pa 没有放射性B ．234 91Pa 比234 90Th 少1个中子，X 粒子是从原子核中射出的，此核反应为β衰变C ．N 0个234 90Th 经2T 时间因发生上述核反应而放出的核能为34N 0ΔE (N 0数值很大) D ．234 90Th 的比结合能为ΔE 234解析：选BC.原子序数大于或等于83的元素都有放射性，A 错误；X 粒子是电子，它是由中子衰变成一个质子而放出电子，所以此核反应为β衰变，B 正确；有半数原子核发生衰变的时间为半衰期，N 0个234 90Th 经2T 时间发生两次衰变，C 正确；ΔE 不是234 90Th 原子核分解成自由核子的结合能，则D 错误．10．放射性元素238 92U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成210 83Bi ，而210 83Bi 可以经一次衰变变成210a X(X 代表某种元素)，也可以经一次衰变变成 b 81Tl ，210a X 和 b 81Tl 最后都变成206 82Pb ，衰变路径如图所示．则( )A ．a ＝84，b ＝206B ．210 83Bi →210 a X 是β衰变，210 83Bi → b 81Tl 是α衰变C ．210 83Bi →210 a X 是α衰变，210 83Bi → b 81Tl 是β衰变 D ．b 81Tl 经过一次β衰变变成206 82Pb解析：选ABD.由210 83Bi →210 a X ，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a ＝84.由210 83Bi → b 81Tl 是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b ＝206，由206 81Tl →206 82Pb 发生了一次β衰变．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式或重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(10分)一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次．将它注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10 cm 3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．解析：根据题意，可求得一开始小瓶中的放射性同位素的总原子核数N 0＝6 000×60×5×2个＝3 600 000个．15小时以后，剩余的放射性同位素原子核数N 1＝N 0⎝⎛⎭⎫12t τ＝3 600 000×⎝⎛⎭⎫12155个＝450 000个．刚抽出血样时10 cm 3血液中的放射性同位素总原子核数n ＝2×60×5×2个＝1 200个．人体内所有血液的总量为N 1n ×10＝450 0001 200×10 cm 3＝3 750 cm 3. 答案：3 750 cm 312．(14分)假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是235 92U ＋10n→141 56Ba ＋9236Kr ＋( )10n.(1)在括号内填写10n 前的系数；(2)用m 1、m 2、m 3分别表示235 92U 、141 56Ba 、9236Kr 核的质量，m 表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE 是多少？(3)假设核反应堆的功率P ＝6.0×105 kW ，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11 J ，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg 铀235？(铀235的摩尔质量M ＝0.235kg/mol ，一个月约为t ＝2.6×106 s ，阿伏加德罗常数N A ＝6.0×1023 mol －1，计算结果保留两位有效数字)解析：(1)由电荷数守恒和质量数守恒可知10n 前的系数为3.(2)ΔE ＝Δmc 2＝(m 1－m 2－m 3－2m )c 2.(3)一个月内核反应产生的总能量为E ＝Pt ，同时E ＝m M N A ΔE ，解得m ＝PtM N A ΔE≈22 kg. 答案：(1)3 (2)(m 1－m 2－m 3－2m )c 2 (3)22 kg13．(16分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104 m/s的中子而发生核反应，即63Li ＋10n →31H ＋42He ，若已知42He 的速度v 2＝2.0×104 m/s ，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)31H 的速度大小和方向．(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比． (3)当42He 旋转三周时，粒子31H 旋转几周？解析：(1)反应前后动量守恒：m 0v 0＝m 1v 1＋m 2v 2(v 1为氚核速度，m 0、m 1、m 2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v 1＝－1.0×103 m/s ，方向与v 0相反．(2)31H 和42He 在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r 1∶r 2＝m 1v 1Bq 1∶m 2v 2Bq 2＝3∶40.(3)31H 和42He 做匀速圆周运动的周期之比T 1∶T 2＝2πm 1Bq 1∶2πm 2Bq 2＝3∶2所以它们的旋转周数之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，即42He旋转三周，31H旋转2周．答案：(1)大小为1.0×103 m/s，方向与v0相反(2)3∶40(3)2周。

粤教版高中物理选修3-5高二物理期末测试答案

高中物理学习材料金戈铁骑整理制作广东阳江市两阳中学高二期末测试物理试题（2009．6）参考答案一．不定项选择题（每题至少有一个正确答案，每题6分，全对得6分，漏选得3分，错选得0分。

共6题，共36分）题号 1 2 3 4 5 6答案 B AB BCD AD BD C二．填空题。

每空2分，共9空，共18分。

7．（1） 6.125 mm （2）54.5mm （3）4008．（1）___0.6_____A（保留一位小数）、___C_____(填字母)（2）___E______(填字母)， __分压_____式接法（填“分压”或“限流”）（3）在方框中补充完成测定该电阻Rx的电路图（说明：如果电流表、滑动变阻器选错了，也给分）（4）参考电路图，连接实物图三．计算题．要求有必要的文字说明和分步解题步骤．共3题，（共46分）9．（15分）解：（1）共2分（2）共4分（3）共4分（4）共5分（1）带电粒子带正电荷-----------（2分）（2）带电粒子在速度选择器中不偏转，有qE qvB =1 -----------（2分）得速度大小1B Ev =-----------（2分）（3）带电粒子在偏转磁场，有r v m qvB 22=-----------（2分）得半径212B qB mEqB mv r ==-----------（2分） (4) 带电粒子从S ＇处进入偏转磁场到打在MN 板P 点的偏转角 0180=α -----------（1分）粒子从S ＇处进入偏转磁场到打在MN 板P 点的运动时间 T t ⨯=360α-----------（1分）而周期vrT π2=-----------（1分）得运动时间22qB mT t π==-----------（2分）10．（15分）解：（1）共2分（2）共4分（3）共9分dL（1）线框进入磁场时的感应电流方向为逆时针 -----------（2分）（1）线框静止到刚进入磁场，有 0212-=mv mgh -----------（2分）得线框刚进入磁场时的速度大小 gh v 2=-----------（2分）（2）线框匀速进入磁场，有BIL mg =-----------（2分）而电流 RE I =-----------（2分）电动势BLv E = -----------（2分）解得，线框的质量 gRghL B m 222=-----------（3分）11．（16分）解：（1）共4分（2）共6分（3）共6分（1）小铁块A 受到的摩擦力大小，为 g m f A μ=-----------（2分）N N 41022.0=⨯⨯= -----------（2分）（2）取水平向右为正方向，小铁块A 刚好没有滑离小车B ，两者有共同速度V-----------（1分）对A 、B 系统，有 v m m v m v m B A B B A A )(+=- -----------（2分）得,小车B 的速度大小 s m s m m m vB m v m v B A B A A /1/121122)(=+⨯-⨯=+-=---------（2分）小车B 的速度方向水平向右-----------（1分）（3）小铁块A 从开始到刚好没有滑离小车B ，对A 、B 系统，有 222)(212121v m m v m v m fL B A B B A A +-+= -----------（4分）得小车长度222)(212121fvm m v m v m L B A B B A A +-+=m 41)12(2111212221222⨯+⨯-⨯⨯+⨯⨯=V AV BBA-----------（2分）m.075（用动能定理、运动学公式求解也相应给分）。