高中物理章末质量评估(四)粤教版选修35

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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。

高中物理第四章原子核章末过关检测(四)课件粤教选修35粤教高二选修35物理课件

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，Q2＞Q1 C．X 是32He，Q2＜Q1
B．X 是42He，Q2＞Q1 D．X 是42He，Q2＜Q1
12/10/2021
第八页，共二十八页。
解析：选 B.11H＋162C→137N 中质量亏损为 Δm1＝(1.007 8＋12.000 0－13.005 7) u＝0.002 1 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H＋157N→126C＋X 中 X 的电荷数为 2、质量数为 4，质量亏损为 Δm2＝(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 Q1＝ Δm1c2、Q2＝Δm2c2，则 Q1＜Q2.
12/10/2021
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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 N0＝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 N1＝N012τt＝3 600 000×12155个＝450 000 个．刚抽出血样时 10 cm3 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
Nn1×10＝4150200000×10 cm3＝3 750 cm3. 答案：3 750 cm3
12/10/2021
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12．(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23952U＋10n→15461Ba＋3962Kr＋(
)10n.

2018粤教版高中物理选修(3-5)第四章《原子核》章末检测

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题5分，共30分)1．(2018·常州高二检测)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()．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．答案 B2．(2010·天津)下列关于原子和原子核的说法正确的是()．A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，选项A 错误；玻尔的基本假设是轨道、能量都是量子化的，选项B正确；半衰期由原子核的内部因素决定，跟元素的化学状态、温度、压强等因素均无关，选项C错误；比结合能越大，表示原子核中的核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项D错误．答案 B3．在核反应方程235 92U＋10n―→9038Sr＋136 54Xe＋k X中()．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．答案 B4．太阳内部持续不断地发生着4个质子(11H)聚变为1个氦核(42He)的热核反应，核反应方程是411H―→42He＋2X，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()．A．方程中的X表示中子(10n)B．方程中的X表示电子(0－1e)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)c2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)c2，D 对．答案 D5．下列叙述中不正确的是()．A．放射性元素的半衰期与元素所处的外部环境无关B．β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚而形成的电子流C．重核的裂变和轻核的聚变都可以放出大量的能量D．一种元素的同位素具有相同的化学性质和不同的物理性质解析放射性元素的半衰期是由元素内部的因素决定的，与外部环境无关，选项A对．β射线是原子核内一个中子变成一个质子时放出电子形成的，选项B错．重核裂变和轻核聚变时都要发生质量亏损，放出能量，选项C对．一种元素的同位素具有相同的化学性质和不同的物理性质，选项D对．答案 B6．一个氡核222 86Rn衰变成钋核218 84Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，1 g氡Rn衰变成21884Po的过程中放出的粒子分经过7.6天衰变掉氡的质量，以及22286别是()．A．0.25 g，α粒子B．0.75 g，α粒子C．0.25 g，β粒子D．0.75 g，β粒子解析氡核半衰期为3.8天，7.6天为2个半衰期，所以1 g 氡7.6天衰变掉的质量为1 g×12＋⎝⎛⎭⎪⎫1 g×12×12＝0.75 g．由22286Rn―→218 84Po＋42He知222 86Rn衰变成21884Po的过程中放出的粒子是42He，即α粒子，所以B正确．答案 B二、双项选择题(本题共5小题，每小题7分，共35分)7．“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()．A.14 4N＋42He→17 8O＋11HB.235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010nC.238 92U→234 90Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n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．答案BD8．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()．A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝mc2是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δmc2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＝mc2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＝Δmc2表明，在核反应中，亏损Δm质量将产生ΔE＝Δmc2的能量，选项C错误、D正确．答案BD9．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1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，而动图1能逐渐减少，下列说法正确的是( )．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 ＝m v qB 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．答案 AC10．(2018·大连高二检测)“中国月球着陆探测器”在中国航天馆揭开神秘面纱．它将带着中国制造的月球车，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，所以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的，D 错误．答案 BC11．下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是( )．A ．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型图2图3B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是β射线C．据图3可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D．据图3可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量解析卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，则选项A对；放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，而β射线带负电，它在电磁场中会偏转，则选项B错误；由图可知，A为重核，B、C为中等质量的核，重核裂变为中等质量的核将向外释放出能量，则选项C对；而D、E为轻核，轻核聚变成较大质量的原子核时要向外释放巨大的能量，则选项D错．综上所述，选项A、C正确．答案AC三、非选择题(本题共3小题，共35分)12．(10分)235 92U受中子轰击时会发生裂变，产生139 56Ba和9436Kr，同时放出能量，已知每个铀核裂变时释放的能量为200 MeV.(1)写出核反应方程．(2)现在要建设发电功率为5×105 kW的核电站，用铀235作为核燃料，假设核裂变释放的能量一半转化为电能，那么该核电站一天消耗铀235多少千克？(阿伏加德罗常数为N A＝6.0×1023 mol－1)解析(1)核反应方程为23592U＋10n―→139 56Ba＋9436Kr＋310n＋200 MeV(2)核电站一天发出的电能为E1＝Pt＝5×105×24×3.6×106 J＝4.32×1013 J铀核裂变释放的总能量为E2＝2E1＝8.64×1013 J由于每个铀核裂变时释放的能量E0＝200 MeV＝3.2×10－11 J，则铀核的物质的量为n＝E2E0N A＝8.64×10133.2×10－11×6.0×1023mol＝4.5 mol故一天消耗的23592U的质量为m＝nM＝4.5×235 g＝1.06 kg.答案(1)23592U＋10n―→139 56Ba＋9436Kr＋310n＋200 MeV(2)1.06 kg13．(12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3.8×1026 J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？(m p＝1.007 3 u，m He＝4.001 5 u，m e＝0.000 55 u)解析(1)核反应方程应为411H―→42He＋20＋1e.(2)反应前的质量m1＝4m p＝4×1.007 3 u＝4.029 2 u，反应后质量m2＝m He＋2m e＝4.001 5 u＋2×0.000 55 u＝4.002 6 u，Δm＝m1－m2＝0.026 6 u，由质能方程得，释放能量ΔE＝Δmc2＝0.026 6×931.5 MeV＝24.78 MeV.(3)由质能方程，ΔE＝Δmc2得每秒减少的质量Δm＝ΔEc2＝3.8×1026（3×108）2kg＝4.2×109 kg.答案(1)411H―→42He＋20＋1e(2)24.78 MeV(3)4.2×109 kg14．(13分)用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核(10 5B)，产生锂核(73Li)和α粒子．已知中子质量m n＝1.008 665 u，硼核质量m B＝10.016 77 u，锂核质量m Li＝7.018 22 u，α粒子质量mα＝4.002 60 u.(1)写出该反应的核反应方程；(2)求出该反应放出的能量ΔE；(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和α粒子的动能各是多少？(1 u相当于931.5 MeV)解析根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和α粒子的动能．(1)核反应方程为10 5B＋10n―→73Li＋42He.(2)核反应过程中的质量亏损为Δm＝(10.016 77 u＋1.008 665 u)－(7.018 22 u＋4.002 60 u)＝0.004 615 u，释放出的能量为ΔE＝0.004 615×931.5 MeV＝4.30 MeV.(3)根据动量守恒定律有m Li v Li＝mαvα，由动能定义式有E kLi＝12m Liv2Li，E kα＝12mαv2α，联立有E kLiE kα＝mαm Li＝47，根据能量守恒有E kLi＋E kα＝ΔE＝4.30 MeV，解得锂核和α粒子的动能分别为E kLi＝1.56 MeV，E kα＝2.74 MeV.答案(1)10 5B＋10n―→73Li＋42He(2)4.30 MeV(3)1.56 MeV 2.74 MeV。

【高中】高中物理第四章原子核章末复习课检测粤教版选修35

【关键字】高中章末复习课【知识体系】[答案填写] ①质子②γ射线③X→Y＋He ④X→Y＋e ⑤质量数⑥电荷数⑦核本身性质⑧重核裂变主题1 对核反应方程及类型的理解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：U→Th＋He(核内2H＋2n→He)．β衰变：Th→Pa＋e(核内n→H＋e)．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．N＋He→O＋H(发现质子的核反应)．Be＋He→C＋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．U＋n→Ba＋Kr＋3n.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．H＋H→He＋n聚变特点：反应物中为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．【典例1】(2015·江苏卷)核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，92U 是核电站常用的核燃料.92U受一个中子轰击后裂变成Ba和Kr两部分，并产生________个中子．要使链式反应发生，裂变物质的体积要________(选填“大于”或“小于”)它的临界体积．解析：由质量数守恒和电荷数守恒可知：U＋n→Ba＋Kr＋3n，可见产生了3个中子，链式反应的一个条件是铀燃料的体积必须大于或等于临界体积．答案：3 大于针对训练1．(2015·北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图，则( )A．轨迹1是电子的，磁场方向笔直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向笔直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向笔直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向笔直纸面向里解析：静止的核发生β衰变(X→AZ＋1Y＋e)由内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，笔直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由qvB＝m可知r＝，则两个新核的运动半径与电量成反比，即，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向笔直纸面向里，选项D正确．答案：D主题2 核能的计算核能的计算是原子核物理中的热点问题，在重核的裂变、轻核的聚变、放射性衰变以及某些人工转变的核反应中，都伴随着巨大的核能释放，根据不同的题设条件和不同的核反应特征，归纳以下几种计算方法：(1)根据质量亏损计算(E＝mc2或ΔE＝Δmc2)．①根据核反应方程，计算核反应前和核反应后的质量亏损Δm.②根据爱因斯坦质能方程E＝mc2或ΔE＝Δmc2计算核能．③计算过程中Δm的单位是千克，ΔE的单位是焦耳．(2)利用原子单位u和电子伏特计算(ΔE＝Δm×931.5 MeV)．①明确原子单位u和电子伏特间的关系．因1 u ＝1.6606×10－，则E ＝mc2＝1.660 6×10－27×(3.0×108)2 J ＝1.494×10－10 J.又1 eV ＝1.6×10－19 J ，则E ＝1.494×10－10 J ＝931.5 MeV.②根据1原子质量单位(u)相当于931.5 MeV 能量，用核子结合成原子核时质量亏损的原子质量单位数乘以931.5 MeV ，即ΔE ＝Δm ×931.5 MeV.③上式中，Δm 单位是u ，ΔE 的单位是MeV.(3)利用平均结合能来计算核能．原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数．核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．(4)根据能量守恒和动量守恒来计算核能．参与核反应的粒子所组成的系统，在核反应过程中的动量和能量是守恒的，因此，在题给条件中没有涉及质量亏损，或者核反应所释放的核能全部转化为生成的新粒子的动能而无光子辐射的情况下，从动量和能量守恒可以计算出核能的变化．(5)应用阿伏加德罗常数计算核能．若要计算具有宏观质量的物质中所有原子核都发生核反应所放出的总能量，应用阿伏加德罗常数计算核能更为简便．①根据物体的质量m 和摩尔质量M ，由n ＝m M 求出摩尔数，并求出原子核的个数N ＝N A n ＝N A m M.②由题设条件求出一个原子核与另一个原子核反应放出或吸收的能量E 0(或直接从题目中找出E 0)．③再根据E ＝NE 0求出总能量．【典例2】已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( )A ．释放出4.9 MeV 的能量B ．释放出6.0 MeV 的能量C ．释放出24.0 MeV 的能量D ．吸收4.9 MeV 的能量解析：依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H ＋21H →42He ，因氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，故核反应过程释放能量．ΔE ＝4×7.1 MeV －2×2×1.1 MeV＝24.0 MeV ，故选C.答案：C针对训练2．试计算用α粒子轰击铍(94Be)核发现中子的核反应中所释放的能量(已知铍核、碳核、α粒子和中子的质量分别为m Be＝9.012 19 u，m C＝12.000 0 u，mα＝4.002 6 u，m n＝1.008 665 u．1 u＝1.660 566×10－27 kg)．解析：核反应方程为94Be＋42He→12 6C＋10n＋ΔE，核反应中的质量亏损为Δm＝m Be＋mα－m C－m n＝(9.012 19＋4.002 6－12.000 0－1.008 665)u＝0.006 125 u，ΔE＝Δmc2＝0.006 125×931.5 MeV≈5.705 MeV或ΔE＝0.006 125×1.660 566×10－27×(3×108)2 J≈9.15×10－13 J.答案：5.705 MeV(或9.15×10－13 J)统揽考情半衰期、质能方程的应用、计算和核反应方程的书写是高考的热点问题，试题一般以基础知识为主，较简单．真题例析(2014·课标全国Ⅰ卷)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是________．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无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强E．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：并不是所有的元素都能发生衰变，只有原子序号超过83的元素才都能发生衰变，选项A错．放射性元素的半衰期由原子核内部的结构决定，与外界温度无关，选项B对．放射性元素其放射性来自于原子核内部，与其他元素形成化合物并没有改变其内部原子核结构，所以仍具有放射性，选项C对．α、β和γ三种射线中，γ射线能量最高，穿透能力最强，选项D对．一个原子核在一次衰变中，要么是α衰变要么是β衰变，同时伴随着能量的释放，选项E错．答案：BCD针对训练(2014·课标全国Ⅱ卷)(多选)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法符合历史事实的是________．A．密立根通过油滴实验测得了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(P0)和镭(R a)两种新元素D．卢瑟福通过α粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子E．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷解析：密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值为1.60×10－19C，A 对；贝克勒尔通过对天然放射性的研究，证明了原子核有复杂结构，B错；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，C 对；卢瑟福通过α粒子散射实验，得出了原子的核式结构理论，D 错；汤姆孙通过对阴极射线在电场及在磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测定了粒子的比荷，E对．答案：ACE1．(2015·重庆卷)下图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里．以下判断可能正确的是( )A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹解析：γ射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，故选项B错误．α粒子为氦核带正电，由左手定则知受到向上的洛伦兹力向上偏转，故选项A、C错误；β粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确．答案：D2．(2015·北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是( )A.14 7N＋42H e→17 8O＋11HB.238 92U→234 90Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.234 90Th→234 91Pa＋0－1e解析：用人工方法42He核轰击14 7N产生质子，选项A错误；衰变是原子核自发放射粒子的核反应，选项B正确；两个轻核结合成中核的反应为轻核聚变反应，选项C错误；D为β衰变．答案：B3．(2015·山东卷)(多选)14C发生放射性衰变为14N，半衰期约为5 700年．已知植物存活其间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减少．现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一．下列说法正确的是( )A．该古木的年代距今约为5 700年B．12C、13C、14C具有相同的中子数C．14C衰变为14N的过程中放出β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析：因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，则可知经过的时间为一个半衰期，即该古木的年代距今约为5 700年，选项A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数，由于质量数不同，故中子数不同，选项B错误；根据核反应方程可知，14C衰变为14N的过程中放出电子，即发出β射线，选项C正确；外界环境不影响放射性元素的半衰期，选项D错误．答案：AC4．(2015·福建卷)下列是有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是( )A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.210 83Bi的半衰期是5天，100克210 83Bi经过10天后还剩下50克解析：γ射线是光子流，所以A错误；氢原子辐射光子后，从高轨道跃迁到低轨道，其绕核运动的电子速度增大，动能增大，所以B正确；太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变，所以C错误；半衰期是大量的统计规律，少数原子核不适应，100克210 83Bi经过10天后还剩25克，所以D错误．答案：B5．(2015·广东卷)(多选)科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚核反应获得能量，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：由21H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，X的质量数为1，电荷数为0，因此X是中子，故选项A正确；再由X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV，根据反应前后质量数、电荷数守恒可知，Y的质量数为6，电荷数为3，即其质子数为3，中子数也为3，故选项B错误；由于两个反应中都释放了能量，因此根据爱因斯坦质能方程可知，两个反应中都存在质量亏损，故选项C错误；根据核聚变反应的定义可知，氘和氚反应生成了一个核42He，故选项D正确．答案：AD此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word可编辑版本！。

粤教版高中物理选修3-4模块综合检测.docx

高中物理学习材料桑水制作模块综合检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题6分,共48分。

在每小题给出的四个选项中,第1~5小题只有一个选项正确,第6~8小题有多个选项正确)1.下列叙述中正确的有()A.在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度都是不相同的B.两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域交替变化C.光的偏振现象说明光波是纵波D.当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变答案D解析由狭义相对论原理可知,在不同的惯性参考系中,光在真空中的速度是相同的,选项A错误;两列波相叠加产生干涉现象,则振动加强区域与减弱区域相互隔开,形成稳定的干涉图样,选项B错误;光的偏振现象说明光波是横波,选项C错误;当观察者向波源靠近时,接收到的波的频率增大,但波源自身的频率不变,选项D正确。

2.下列说法正确的是()A.太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,这是光的干涉的结果B.用光导纤维传送图象信息,这是光的衍射的应用C.眯着眼睛看发光的灯丝时能观察到彩色条纹,这是光的偏振现象D.在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,可使景像清晰答案D解析太阳光通过三棱镜形成彩色光谱,是由于不同色光在介质中折射率不同产生的色散现象,A错;用光导纤维传送图象信息是利用了光的全反射,B错;眯着眼睛看发光的灯丝时观察到彩色条纹是光的衍射现象,C错;在照相机镜头前加装偏振滤光片拍摄日落时水面下的景物,滤去了水面的反射光,使景像清晰,D对。

3.如图所示为同一实验中甲、乙两个单摆的振动图象,从图象可知()A.两摆球质量相等B.两单摆的摆长相等C.两单摆相位相差πD.在相同的时间内,两摆球通过的路程总有s甲=2s乙答案B解析由题图知T甲=T乙,则摆长相同,B正确。

单摆的周期与质量无关,A错误。

由题图可知,甲、乙的振动方程分别为x甲=0.02sin(ωt+)x乙=0.01sin ωt。

由此可知C错误。

粤教版高中物理选修3-5课时练习第四章原子核章末质量评估

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．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.可看出β粒子(负电子)是由原子核内的中子转化而来．答案：D2．某种元素不同同位素的原子核内，中子数N与原子核质量数A 的关系是()解析：同位素的质子数相同，中子数不同，而质量数等于质子数加中子数，设质子数为M，则有：A＝N＋M，所以C正确．答案：C3．关于放射性元素发出的三种射线，下列说法正确的是()A．α粒子就是氢原子核，它的穿透本领很强B．β射线是电子流，其速度接近光速C．γ射线是一种频率很高的电磁波，它的穿透本领很弱D．三种射线中，α射线的电离本领最弱，γ射线的电离本领最强解析：α射线是高速He核流，带正电，它的穿透本领很弱，A项错误；β射线是高速电子流，其速度接近光速，B项正确；γ射线是波长很短、频率很高的电磁波，它的穿透本领很强，C项错误；α、β、γ、三种射线中穿透能力最强的是γ射线，α射线穿透能力最弱，一张厚的黑纸可以挡住α射线．电离能力最强的是α射线，γ射线电离能力最弱，D项错误．答案：B4．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＝3 D．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．某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为()A．1.4天B．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：有78的原子核发生了衰变，即有18的原子核未发生衰变．据m ＝ m 0 ⎝ ⎛⎭⎪⎫12 代入数据解得： t ＝3 T ＝11.4天，即T ＝3.8天．故ABC 错误，D 正确．答案：D6.235 92U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成20782Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．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 →k 42He ＋d 11H ＋210n ＋43.15MeV ，由平衡条件可知( )A ．k ＝1，d ＝4B ．k ＝2，d ＝2C ．k ＝1，d ＝6D ．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.T t答案：B8．关于原子核及其变化，下列说法中正确的是( )A ．衰变和裂变都能自发的发生B ．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C ．升高温度可以使放射性元素的半衰期缩短D ．同种放射性元素在化合物中的半衰期与单质中的半衰期相等解析：衰变能自发发生，裂变不能自发发生，故A 错误；β衰变是原子核中的中子转化为质子同时产生电子的过程，但电子不是原子核的组成部分，故B 错误；元素原子核的半衰期是由元素本身决定，与元素所处的物理和化学状态无关，故C 错误，D 正确．答案：D9．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 2 B ．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．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 ＋8936Kr ＋x 10n ，铀235质量为m 1，中子质量为m 2，钡144质量为m 3，氪89的质量为m 4，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(m1－m2－m3－m4)c2C．x的值是3D．该核反应比聚变反应对环境的污染少解析：该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程235 92U＋10n→144 56Ba＋8936Kr＋x10n中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得x＝3；根据爱因斯坦质能方程，该反应放出能量为：ΔE ＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B错误，C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误．答案：C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．下列关于爱因斯坦质能方程的说法中正确的是()A．E＝mc2中的E是物体以光速c运动的动能B．E＝mc2是物体各种形式能的总和C．由ΔE＝Δmc2知，在核反应中，亏损的质量Δm转化成能量ΔE放出D．由ΔE＝Δmc2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＝mc2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＝Δmc2表明，在核反应中，亏损Δm质量将产生ΔE＝Δmc2的能量，选项C错误，D正确．答案：BD12．下列核反应方程及其表述中正确的是()A.2411Na→2412Mg＋0－1e 是原子核的β衰变B.32He＋21H→42He＋11H 是原子核的α衰变C.42He＋2713Al→3015P＋10n 是原子核的人工转变D.235 92U＋10n→9236Kr＋141 56Ba＋310n是重核的裂变反应解析：A是β衰变方程，故A正确；B是轻核聚变方程，故B错误；C是原子核的人工转变方程，故C正确；D是重核的裂变反应，故D正确．答案：ACD13．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．下列说法正确的是()A．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B．两个质子间，不管距离如何，总有核力存在，且核力总是大于库仑力C ．放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态有关D ．核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量解析：γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，A 项正确；核力是短程力，当距离超过1.5×10－15 m 时核力为零，B 项错误；半衰期与原子核本身有关，与外界因素无关，C 项错误；核子结合成原子核一定有质量亏损，释放出能量，例如轻核聚变，D 项正确．答案：AD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)235 92U ＋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)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K 时，可以发生“氦燃烧”．完成“氦燃烧”的核反应方程为：42He ＋______→84Be ＋γ.(2)Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s ．一定质量的Be ，经7.8×10－16 s 后所剩Be 占开始时的__________________．(3)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为____________．该反应放出的能量为Q ，则氘核的平均结合能为______．(4)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不________环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的________效应制成的．解析：(1)根据电荷数、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为42He.(2)半衰期为2.6×10－16 s ，经7.8×10－16 s ，即3个半衰期，根据m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18知，剩余84Be 占开始时的18＝12.5%. (3)由质量数与核电荷数守恒可知，核反应方程式为：10n ＋11H →21H ；氘核的平均结合能为Q 2； (4)太阳内部不停地进行着热核反应(氢聚变为氦)，同时释放出巨大的能量．太阳能的特点之一是不污染环境，太阳能电池是根据在半导体中发生的光电效应制成的．答案：(1)42He (2)12.5% (3)10n ＋11H →21H Q 2(4)污染光电 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＝Δmc2＝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＝NΔE＝m·3%M N AΔE，得m＝EM3%·N AΔE＝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 m2，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/m2.(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(42 He)，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、mα＝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3.8×1026J，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2×1030kg，结果保留一位有效数字)?解析：(1)核反应方程：411H→42He＋201e.(2)η1＝UIP0S＝15%，η2＝UI－I2RUI＝66.7 %.(3)ΔE＝(4m p－mα－2m e)c2＝4.15×10－12 J，(4)太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为Δm＝ΔEc2＝0.4×1010 kg，太阳的质量为2×1030kg，太阳还能存在的时间为t＝ΔMΔm＝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)0.4×1010kg5×109年。

2017-2018学年高中创新设计物理粤教版选修3-5：第四章原子核章末检测-word文档

章末检测(四)(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．其中1～6题为单项选择题，7～10题为多项选择题)1．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()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答案 B解析卢瑟福通过对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．克克勒尔发现了某些元素具有天然放射现象，D错．2．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法不符合历史事实的是()A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的荷质比答案 B解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的荷质比，D项正确．3．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原理判断下列表述不正确的是()A.158O在人体内衰变方程是158O―→157N＋0＋1eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e―→2γC．在PET中，158O主要用途是作为示踪原子D．在PET中，158O主要用途是参与人体的新陈代谢答案 D解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的158O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此158O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错．4．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是()A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U衰变成20682Pb要经过8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中子转化为质子时产生的答案 D解析β射线是高速电子流，不是电磁波，其穿透本领比γ射线弱，选项A错；半衰期只具有统计意义，对少数粒子不适用，选项B错；23892U―→20682Pb＋x42He＋y0－1e，根据质量数和电荷数守恒有238＝206＋4x,92＝82＋2x－y，可解得x＝8，y＝6，所以要经过8次α衰变和6次β衰变，选项C错；放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内中子转化为质子时产生的，选项D正确．5．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc2，这一关系叫爱因斯坦质能方程．质子的质量为m p，中子的质量为m n，氦核的质量为mα，下列关系式正确的是()A．mα＝(2m p＋2m n) B．mα<(2m p＋2m n)C．mα>(2m p＋2m n) D．以上关系式都不正确答案 B解析由核反应方程211H＋210n→42He知，核子结合成原子核时要放出能量，即有质量亏损，故选B.6．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，放出热量．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①②得k＝2，d＝2.7．铁的平均结合能比铀核的平均结合能大，下列关于它们的说法正确的是() A．铁的结合能大于铀核的结合能B．铁核比铀核稳定C．铀核发生核变化变成铁核要放出能量D．铀核发生核变化变成铁质量要亏损答案BCD解析铁核的平均结合能大，则铁核比铀核更稳定，铀核平均结合能小变成铁核会放出核能，出现质量亏损，B、C、D正确．8．月球土壤里大量存在着一种叫做“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的质量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答案AD解析根据电荷数守恒和质量数守恒可得核反应方程为32He＋21H―→42He＋11H，A 对；根据平均结合能曲线可知氦3(32He)一个核子的结合能小于氦4(42He)一个核子的结合能，所以核反应中释放了能量，发生质量亏损，B、C错，D对．9．“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()A.147N＋42He→178O＋11HB.23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010nC.23892U→23490Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n答案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．10．如图1所示，下列关于原子结构和原子核的说法中正确的是()图1A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中不偏转的是β射线C．据题图可知，原子核A裂变成原子核B和C要放出核能D．据题图可知，原子核D和E聚变成原子核F要吸收能量答案AC解析卢瑟福根据α粒子散射实验的结果提出了原子的核式结构模型，选项A 对；放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，而β射线带负电，它在电磁场中会偏转，选项B错误；由题图可知，A为重核，B、C为中等质量的核，重核裂变为中等质量的核将向外释放出能量，选项C对；D、E为轻核，轻核聚变成较大质量的原子核时要向外释放巨大的能量，选项D错．二、填空题(本题共2小题，共18分)11．(8分)在下列核反应方程中，属于α衰变的是__________，属于β衰变的是__________，属于裂变的是_____________，属于聚变的是______________．(填正确答案标号)A.146C→147N＋0－1eB.3215P→3216S＋0－1eC．D.147N＋42He→178O＋11HE．F.31H＋21H→42He＋10n答案C AB E F解析α衰变是原子核自发地放射出α粒子的核衰变过程，选C；β衰变是原子核自发地放射出β粒子的核衰变过程，选A、B；重核裂变选E；轻核聚变选F. 12．(10分)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子11H轰击静止的A E X，生成两个动能均为8.9 MeV的42He.(1 MeV＝1.6×10－13 J)(1)上述核反应方程为_____________________________________________________________________ _____________________________________________________________________.(2)质量亏损为________kg.答案 (1)11H ＋73X ―→42He ＋42He (或11H ＋73Li ―→42He ＋42He)(2)3.1×10－29解析 (1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为11H ＋73X ―→42He ＋42He 或11H ＋73Li ―→42He ＋42He.(2)设反应前质子的动能为E k0，反应后42He 的动能为E k ，由于质量亏损而释放的能量为ΔE ＝2E k －E k0＝(2×8.9－0.5) MeV ＝17.3 MeV ，根据爱因斯坦质能方程，有Δm ＝ΔE c 2＝17.3×1.6×10－13(3.0×108)2kg ≈3.1×10－29 kg. 三、计算题(本题共3小题，共32分) 13．(10分)放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出β射线，试写出有关核反应方程；(2)若测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？答案 (1)见解析 (2)17 190年解析 (1)(2)依题意得：(12)n ＝12.5100＝0.125，解得n ＝3，则t ＝5 730×3＝17 190年．14．(10分)已知氘核的质量m D ＝3.344 6×10－27 kg.如果用入射光子照射氘核使其分解为质子和中子，质子质量m p ＝1.672 6×10－27 kg ，中子质量m n ＝1.674 9×10－27kg.求入射光子的频率．答案 3.94×1020Hz解析氘核分解为质子和中子，增加的质量为Δm ＝m p ＋m n －m D ＝(1.672 6＋1.674 9－3.344 6)×10－27 kg ＝0.002 9×10－27 kg. 吸收的入射光子的能量为E ＝Δmc 2＝0.002 9×10－27×(3×108)2 J ＝2.61×10－13 J.由公式E ＝hν知，入射光子的频率为 ν＝E h ＝2.61×10－136.63×10－34 Hz ≈3.94×1020 Hz. 15．(12分)用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核(10 5B)，产生锂核(73Li)和α粒子．已知中子质量m n ＝1.008 665 u ，硼核质量m B ＝10.016 77 u ，锂核质量m Li ＝7.018 22 u ，α粒子质量m α＝4.002 60 u. (1)写出该反应的核反应方程； (2)求出该反应放出的能量ΔE ；(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和α粒子的动能各是多少？(1 u 相当于931.5 MeV)答案 (1)10 5B ＋10n ―→73Li ＋42He(2)4.30 MeV(3)1.56 MeV 2.74 MeV解析根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和α粒子的动能．(1)核反应方程为10 5B ＋10n ―→73Li ＋42He.(2)核反应过程中的质量亏损为Δm ＝(10.016 77 u ＋1.008 665 u)－(7.018 22 u ＋4.002 60 u)＝0.004 615 u ，释放出的能量为ΔE ＝0.004 615×931.5 MeV ≈4.30 MeV . (3)根据动量守恒定律有m Li v Li ＝m αv α，由动能定义式有E kLi ＝12m Li v 2Li ， E kα＝12m αv 2α，联立有E kLi E kα＝m αm Li ＝47，根据能量守恒有E kLi ＋E kα＝ΔE ＝4.30 MeV ，解得锂核和α粒子的动能分别为 E kLi ＝1.56 MeV ，E kα＝2.74 MeV .。

高中物理第4章《原子核》章末小结粤教版选修35

【金版学案】2014-2015学年高中物理第4章《原子核》章末小结粤教版选修3-51．下列说法不正确的是( )A．康普顿发现了电子B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型C．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象D．伦琴发现了X射线解析：由物理学史可知，汤姆生发现电子，所以A错误，B、C、D正确．答案：A2．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解析：①、②、③分别为α、β、γ射线，分别为氦核流、电子流、光子流，则D正确．答案：D3．(2012·重庆卷)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x、y和z是三种不同的粒子，其中z是( )A．α粒子 B．质子C．中子 D．电子解析：将上述三个方程相加，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：C4．(2012·广东卷)(双选)能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一，下列释放核能的反应方程，表述正确的有( )A.31H＋21H→42He＋10n是核聚变反应B.31H＋21H→42He＋10n是β衰变C.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是核裂变反应D.23592U＋10n→14054Xe＋9438Sr＋210n是α衰变解析：该题考查核反应的基本知识(主要考查衰变与其他的核反应的区别)，只要学生认真看课本即可．答案：AC5．表示放射性元素碘131(131 53I)β衰变的方程是( )解析：β衰变必须放射出电子，即 0－1e ，故选B. 答案：B6．原子核U 经放射性衰变①变为原子核23490Th ，继而经放射性衰变②变为原子核Pa ，再经放射性衰变③变为原子核23492U.放射性衰变 ①、②和③依次为( ) A ．α衰变、β衰变和β衰变 B ．β衰变、β衰变和α衰变 C ．β衰变、α衰变和β衰变 D ．α衰变、β衰变和α衰变解析：衰变①中质量数少4，电荷数少2，说明为α衰变．衰变②中质子数加1，质量数不变，说明为β衰变，中子转化成质子．衰变③中质子数加1，质量数不变，说明为β衰变，中子转化成质子．故选A.答案：A7．太阳因核聚变释放出巨大的能量，同时其质量不断减少．太阳每秒钟辐射出的能量约为4×1026J ，根据爱因斯坦质能方程，太阳每秒钟减少的质量最接近( )A ．1036kg B ．1018kg C ．1013kg D ．109kg解析：根据爱因斯坦的质能方程： Δm ＝ΔE c 2＝4×10269×1016≈4.4×109(kg)．答案：D8．一个放射性元素的原子核放出一个α粒子和一个β粒子后，其核内质子数和中子数的变化是( )A ．质子数减少3个，中子数减少1个B ．质子数减少2个，中子数减少1个C ．质子数减少1个，中子数减少3个D ．质子数减少1个，中子数减少2个解析：由衰变规律可得AZ X ――→αA －4Z －2Y ――→βA －4Z －1P ，故发生一次α衰变和一次β衰变后，质子减少Z －(Z －1)＝1，中子减少(A －Z )－[(A －4)－(Z －1)]＝3，故选项C 对．答案：C9．(2013全国高考理综)放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po)，半衰期为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(22286Rn)的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中的22286Rn 主要来自于其它放射元素的衰变 B ．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高C ．当衰变产物21884Po 积累到一定量以后，21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程 D.22286Rn 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解析：目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是目前地壳中的22286Rn 主要来自于其他放射元素的衰变，选项A 正确．答案：A10．(2012·上海卷)6027Co 发生一次β衰变后变为Ni ，其衰变方程为________________________________________________________________________，在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为________．解析：衰变方程满足质量数守恒和电荷数守恒；根据光子的能量ε＝hν，可知两个光子总能量为h (ν1＋ν2)．答案：。

高中物理第4章章末复习课教案粤教版选修3-5

章末复习课［自我校对］①电离②穿透③有半数④核子⑤氮核⑥铍核⑦质量数⑧电荷数⑨Δmc2_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________四类核反应及其核反应方程2．常见的核反应方程及相关内容核反应式与其相关的重要内容23892U→错误!Th＋错误!Heα衰变实质2错误!H＋2错误!n→错误!He错误!Th→错误!Pa＋错误!eβ衰变实质错误!n→错误!H＋错误!e错误!N＋错误!He→错误!O质子的发现（1919年) 卢瑟福＋错误!H错误!Be＋错误!He→错误!C中子的发现(1932年）查德威克＋错误!n错误!Al＋错误!He→错误!P人工放射性同位素的发现约里奥·居里夫妇＋错误!n错误!P→错误!Si＋错误!e正电子的发现(1934年）约里奥·居里夫妇错误!U＋错误!n→错误!Sr＋错误!Xe＋10错误!n重核裂变错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n错误!H＋错误!H→错误!He轻核聚变＋1，0n（1)核反应过程一般都是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．（2）核反应的生成物一定要以实验为基础，不能凭空只依据两个守恒规律杜撰出生成物来写核反应方程．（3)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒；遵循电荷数守恒．（4)四类核反应的判断技巧：衰变方程的箭头左侧只有一项且箭头右侧必有错误!He或错误!e;人工转变的箭头左侧都含有一个用来轰击的小粒子，多为质子、中子、α粒子或β粒子,且被轰击核多为中等质量核；重核裂变的箭头左侧多为铀235,且有中子；聚变方程的箭头左侧的原子序数都很小多为前4号元素．【例1】2017年1月9日，大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖．大多数原子核发生核反应的过程中都伴有中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等．下列关于核反应的说法，正确的是（）A.错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n是α衰变方程，错误!Th→错误!Pa＋错误!e是β衰变方程B．高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为错误!N＋错误! He→17 8O＋错误!nC. 错误!Th衰变为错误!Rn，经过3次α衰变，2次β衰变D。

粤教版高中物理选修3-5第二学期期末教学质量检测.docx

鼎尚高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）清远市2013—2014学年度第二学期期末教学质量检测高二物理科试题说明：1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共20小题．满分100分，考试时间100分钟．2．答第Ⅰ卷前考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔填写学校、班级、姓名和座位号，再用2B 铅笔把考号的对应数字涂黑．3．答选择题时，必须将各小题选出的字母代号填写在答题卷相应位置上，填写在试题上不予评改． 4．非选择题用黑色字迹钢笔或签字笔作答，答案必须写在答题卷指定区域内的相应位置上；如需改动先划掉原来的答案，然后再写上新的答案；不准使用铅笔和涂改液，不按要求作答的答案无效． 5．保持答题卷面清洁，不要折叠，不要弄破，考试结束后只需上交答题卷．第I 卷（选择题50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．请把符合题目要求选项的字母代号填写在答题卷中相应位置．选对的得3分，选错或不答的得0分．1．街道旁的路灯、江海里的航标灯都要求夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，主要利用了下列哪种传感器A ．温度传感器B ．光电传感器C ．压力传感器D ．以上三种任意一种都行2．如图1甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图1乙是工业上利用射线的穿透性来检查钢板内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查是利用了哪种射线A ．α射线B ．β射线C ．γ射线D ．三种射线都可以3．夏天开空调，冷气从空调中吹进室内，则室内气体分子的A ．热运动剧烈程度加剧B ．平均动能变大C ．每个分子速率都会相应的减小D ．速率小的分子数所占的比例升高4．如图2所示，当氢原子从n ＝4迁到n ＝2的能级和从n ＝3迁到n ＝1的能级时，分别辐射出光子a 和光子b ，则A ．由于放出光子，原子的能量增加B ．光子a 的能量小于光子b 的能量C ．光子a 的波长小于光子b 的波长D ．若光子a 能使某金属发生光电效应，则光子b 不一定能使图 1ab 图2鼎尚该金属发生光电效应5．在光电效应实验中，用光照射光电管阴极，发生了光电效应。

2019年秋粤教版高中物理选修3-4章末综合测评%28三%29.doc

章末综合测评(三)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1．(多选)按照麦克斯韦的电磁场理论，以下说法中正确的是()A．恒定的电场周围产生恒定的磁场，恒定的磁场周围产生恒定的电场B．变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场C．均匀变化的电场周围产生均匀变化的磁场，均匀变化的磁场周围产生均匀变化的电场D．均匀变化的电场周围产生稳定的磁场，均匀变化的磁场周围产生稳定的电场【解析】恒定的电(磁)场周围不产生磁(电)场，A错．均匀变化的电(磁)场周围产生稳定的磁(电)场，C错D对．【答案】BD2．(多选)一台收音机可接收中波、短波两个波段的无线电波．打开收音机后盖，在磁棒上能看到两组线圈，其中一组是细线密绕匝数多的线圈，另一组是粗线疏绕匝数少的线圈，收音机中的调谐电路为LC电路，由此可以判断() A．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收中波B．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较小，故用于接收短波C．匝数少的电感较小，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收短波D．匝数多的电感较大，使调谐回路的固有频率较大，故用于接收中波【解析】线圈的自感系数L与匝数有关，匝数越多，L越大．由λ＝v f＝v T＝v2π LC，知L越大，λ越大，A、C正确．【答案】AC3．(多选)一个LC振荡电路中，线圈的自感系数为L，电容器电容为C，从电容器上电压达到最大值U m开始计时，则有()A．至少经过πLC，磁场能达到最大B ．至少经过12πLC ，磁场能达到最大 C ．在12π LC 时间内，电路中的平均电流是2U m πC LD ．在12πLC 时间内，电容器放电电荷量为CU m 【解析】 LC 振荡电路周期T ＝2π LC ，电容器电压最大时，开始放电，经12πLC 时间，放电结束，此时电容器电荷量为零，电路中电流最大，磁场最强，磁场能最大，因为Q ＝C ·U ，所以电容器放电荷量Q ＝CU m ，由I ＝q t ，所以I ＝CU m 12πLC 得I ＝2U m π C L . 【答案】 BCD4．(多选)电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的，现发现电子钟每天要慢30 s ，造成这一现象的原因可能是( )A ．电池用久了B ．振荡电路中电容器的电容大了C ．振荡电路中线圈的电感大了D ．振荡电路中电容器的电容小了【解析】根据T ＝2π LC 可判断BC 正确．【答案】 BC5．(多选)如图所示，将开关S 由b 扳到a 开始，在电流振荡了半个周期时，电路中( )A ．电容器C 里的电场强度最强，场强方向向上B ．线圈L 周围磁场最强C ．线圈中的磁感应强度为零D ．电场能即将向磁场能转化【解析】开关S 与b 接通给电容器充电，再与a 接通，电容器通过线圈放电，经过T 2时，正是电容器反向充电完毕时刻，此时电容器下极板带正电，A 项正确；线圈中电流为零，故B错，C对；此后电容器又要放电即由电场能转化为磁场能，D正确．【答案】ACD6．关于电磁波谱中各波段的特性及应用的特性，下列说法正确的是() A．红外线遥感是利用了红外线波长较长的特点B．一切物体都在不停地辐射红外线，温度越高，辐射越强C．验钞机检验钞票真伪体现了紫外线的荧光作用D．X射线可深入人的骨骼，杀死病变细胞【解析】在人体内杀死病变细胞是利用了γ射线的放射作用．【答案】ABC7．(多选)关于电磁波的发射和接收，下列说法中正确的是()A．为了使振荡电路有效地向空间辐射能量，必须是闭合电路B．为了使振荡电路有效地向外辐射能量，必须是开放电路C．当接收电路的固有频率与收到的电磁波的频率相同时，接收电路中产生的振荡电流最强D．要使电视机的屏上有图象，必须要有检波过程【解析】由电磁波的发射和接收的知识，便可判断．【答案】BCD8．(多选)如图所示为调幅振荡电流图象，此电流存在于电磁波发射和接收的哪些阶级()A．经调制后B．经调谐后C．经检波后D．耳机中【解析】为了把信号传递出去，需要将信号“加”到高频振荡电流上，这就是调制，调制的方法之一是使高频振荡电流的振幅随信号而变化，成为调幅振荡电流，这就是调幅；在接收电路中，经过调谐，回路中将出现调幅振荡电流，经检波后，调幅振荡电流将被“切”去一半，得到单向脉冲电流，而在耳机中只有随信号变化的音频电流．【答案】AB9．(多选)眼睛的视觉暂留时间为0.1 s为了使电视图象是连续活动的，电视台每秒内发送的图像信号()A．应该多于10张B．应该少于10张C．通常每秒发射10张D．通常每秒发射25张【解析】n>1Δt＝10通常情况下每秒钟发射25张．【答案】AD10．关于生活中遇到的各种波，下列说法正确的是()A．电磁波可以传递信息，声波不能传递信息B．手机在通话时涉及的波既有电磁波又有声波C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传播速度相同D．遥控器发出的红外线波长和医院“CT”中的X射线波长相同【解析】声波、电磁波都能传递能量和信息，A项错误；在手机通话过程中，既涉及电磁波又涉及声波，B项正确；可见光属于电磁波，B超中的超声波是声波，波速不同，C项错误；红外线波长较X射线波长长，故D项错误．【答案】 B二、填空题(共12分)11．(6分)现在，移动电话(手机)已经十分普遍，随身携带一个手机就可以在城市的任何一个角落进行通话．我国现有1.2亿以上部手机，那么每一部手机接收到的电磁波频率________(填“相同”或“不相同”)．现在建了很多地面转播塔，但还是有很多“盲区”，我们不用同步卫星直接转播的原因是________．【答案】不相同同步卫星离地面太远，而手机的辐射功率小，从而使信号非常弱而无法接收12．(6分)如图所示的LC振荡回路中振荡电流的周期为2×10－2 s．自振荡电流沿逆时针方向达到最大值时开始计时，当t ＝3.4×10－2 s 时，电容器正处于________(填“充电”、“放电”、“充电完毕”或“放电完毕”)状态．这时电容器的上极板________(填“带正电”、“带负电”或“不带电”)．【解析】振荡电路在一个周期内，经历放电→充电→放电→充电四个过程，每一个过程历时T 4.当振荡电流以逆时针达到最大时，电容器上极板刚放电完毕，将开始对下极板充电．由于时间t ＝3.4×10－2 s ＝1.7T ，根据电磁振荡的周期性特点，此时刻状态与开始计时后经过t ′＝0.7T 的状态一样，所以电容器正处于充电状态，且上极板带正电．【答案】充电带正电三、计算题(共38分，计算题必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(8分)麦克斯韦在1865年发表的《电磁场的动力学理论》一文中揭示了电、磁现象与光的内在联系及统一性，即光是电磁波．一单色光在折射率为1.5的介质中传播，某时刻电场横波图象如图所示，求该光波的频率．【解析】设光在介质中的传播速度为v ，波长为λ，频率为f ，则f ＝v λ①v ＝c n ②联立①②式得 f ＝c nλ从波形图上读出波长λ＝4×10－7 m 代入数据得f ＝5×1014 Hz.【答案】 5×1014 Hz14．(10分)波长50～10 m 的无线电波适宜通过电离层的反射向远处传播，这些无线电波的频率范围是多大？若传到相隔1 500 km 的远处最少需要多长时间？【解析】根据公式c ＝λf ，得：f 1＝c λ1＝3×10850Hz ＝0.6×107 Hz f 2＝c λ2＝3×10810Hz ＝3×107 Hz. 所以，这些无线电波的频率范围是0.6×107～3×107 Hz.传到相隔1 500 km 的远处需要的最少时间：t ＝s c ＝1.5×1063×108 s ＝5×10－3 s. 【答案】 0.6×107～3×107 Hz 5×10－3 s15．(10分)如图所示振荡电路中，线圈自感系数L ＝0.5 H ，电容器电容C ＝2μF.现使电容器带电，从接通开关S 时刻算起：(1)当t ＝3.0×10－2 s 时，电路中电流方向如何？(2)经过多长时间，线圈中的磁场能第一次达到最大？【解析】 (1)LC 回路振荡的周期：T ＝2πLC ＝2π 0.5×2×10－6 s ＝6.28×10－3 s 当t ＝3.0×10－2 s 时，t ＝4.78T ，即434T <t <5T ，此时电容器正处于正向充电阶段，所以电流方向为顺时针．(2)当接通开关S 时，电容器开始放电，当电场能完全转化为磁场能时，磁场能第一次达到最大，此时t ＝T 4＝1.57×10－3 s. 【答案】 (1)顺时针 (2)1.57×10－3 s 16．(10分)如图所示的电路中，电容器的电容C ＝1 μF ，线圈的自感系数L ＝0.1 mH ，先将开关S 拨至a ，这时电容器内有一带电油滴恰能保持静止，然后将开关S 拨至b ，经过3.14×10－5 s ，油滴的加速度是多少？当油滴的加速度为何值时，LC 回路中的振荡电流有最大值？(g 取10 m/s 2，π取3.14，研究过程中油滴不与极板接触)【解析】 (1)当S 拨至a 时，油滴受力平衡，显然油滴带负电，则mg ＝q U d①当S 拨至b 时，LC 回路中有振荡电流，振荡周期为T ，则T ＝2πLC ＝6.28×10－5 s.当t ＝3.14×10－5 s 时，电容器恰好反向充电结束，两极板间场强与t ＝0时两极板间场强等大反向，由牛顿第二定律得q U d ＋mg ＝ma ②联立①②得a ＝20 m/s 2.(2)当振荡电流最大时，电容器处于放电完毕状态，两极板间无电场，油滴仅受重力作用，则mg ＝ma ′，a ′＝10 m /s 2，即当油滴加速度为10 m/s 2时，LC 回路中振荡电流有最大值．【答案】 20 m /s 2 10 m/s 2。

【高中】高中物理第四章原子核章末过关检测卷粤教版选修35

【关键字】高中章末过关检测卷(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＝1－m2D．这个核反应中释放的核能ΔE＝(1－m2－)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，分别加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．带电粒子加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＝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＝1.007 3 u，m He＝4.001 5 u，m e＝0.000 55 u)解析：(1)核反应方程应为 (2)反应前的质量m1＝4m p＝4× 1.007 3 u＝4.029 2 u，反应后质量m2＝m He＋2m e＝4.001 5 u＋2×0.000 55u＝4.002 6 u，Δm＝m1－m2＝0.026 6 u，由质能方程得，释放能量ΔE＝＝0.026 6×931.5 MeV＝24.78 MeV.(3)由质能方程，ΔE＝得每秒减少的质量Δm 答案： (2)24.78 MeV (3)4.2×kg15．(18分)用速度几乎是零的慢中子轰击静止的硼核()，产生锂核()和α粒子．已知中子质量m n ＝1.008 665 u ，硼核质量m B ＝10.016 77 u ，锂核质量m Li ＝7.018 22 u ，α粒子质量m α＝4.002 60 u.(1)写出该反应的核反应方程；(2)求出该反应放出的能量ΔE ；(3)若核反应中放出的能量全部变成生成核的动能，则锂核和α粒子的动能各是多少？(1 u 相当于931.5 MeV)解析：根据质量数和电荷数守恒写出核反应方程，由质量亏损及爱因斯坦质能方程求出核能，再由动量守恒和能量守恒求出锂核和α粒子的动能．(1)核反应方程为(2)核反应过程中的质量亏损为Δm ＝(10.016 77 u ＋1.008 665 u)－(7.018 22 u ＋4.002 60 u)＝0.004 615 u ，释放出的能量为ΔE ＝0.004 615× 931.5 MeV ＝4.30 MeV.(3)根据动量守恒定律有m Li v Li ＝m α v α，由动能定义式有E kLi ＝12m Li ，E k α＝12m α，联立有E kLi E k α＝m αm Li ＝47，根据能量守恒有E kLi ＋E k α＝ΔE ＝4.30 MeV ，解得锂核和α粒子的动能分别为E kLi ＝1.56 MeV ，E k α＝2.74 MeV.答案：(1) (2)4.30 MeV (3)1.56 MeV2.74 MeV此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。

粤教版高中物理选修(35)章末检测四

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题5分，共35分)1．(2013·常州高二检测)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() 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答案 B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·新课标Ⅱ卷改编)在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用．下列说法不符合历史事实的是() A．密立根通过油滴实验测出了基本电荷的数值B．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核C．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素D．汤姆逊通过阴极射线在电场和磁场中偏转的实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成的，并测出了该粒子的荷质比答案 B解析密立根通过油滴实验测出了基本电荷的电量，A项正确；卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，发现了原子中心有一个核，B错误；居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，C项正确；汤姆逊通过研究阴极射线，发现了电子，并测出了电子的荷质比，D项正确．3．(2013·石家庄高二检测)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15 8O注入人体，15 8O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原理判断下列表述不正确的是()A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O―→15 7N＋0＋1eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e―→2γC．在PET中，15 8O主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O主要用途是参与人体的新陈代谢答案 D解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的158O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此15 8O主要用途是作为示踪原子，故C对、D错．4．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是() A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.238 92U衰变成206 82Pb要经过8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中子转化为质子时产生的答案 D解析β射线是高速电子流，不是电磁波，其穿透本领也没有γ射线强，选项A错；半衰期只具有统计意义，对少数粒子不适用，选项B错；238 92U―→206 82Pb＋x42He＋y0－1e，根据质量数和电荷数守恒有238＝206＋4x，92＝82＋2x－y，可解得x＝8，y＝6，所以要经过8次α衰变和6次β衰变，选项C错；放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内中子转化为质子时产生的，选项D正确．5．根据爱因斯坦的研究成果，物体的能量和质量的关系是E＝mc2，这一关系叫爱。

2019年秋粤教版高中物理选修3-4章末综合测评%28一%29.doc

章末综合测评(一)(时间：90分钟分值：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．关于简谐运动，下列说法正确的是( )A ．在平衡位置所受的合外力一定为零B ．在平衡位置时势能一定为零C ．单摆的回复力是重力和悬线拉力的合力D ．振幅与最大位移不相同【解析】平衡位置是振动物体在振动方向上所受回复力为零的位置，不一定所受的合外力为零，故A 错；势能的大小与零势面的选取有关，规定的零势面位置不同时，对同一物体来说在同一位置的势能可能不同，B 错；单摆的回复力F 回＝mg sin θ，即重力在切线方向上的分力，C 错；振幅是振动物体离开平衡位置的最大距离，是标量，最大位移是矢量，因此二者不同，D 对．【答案】 D2．一个水平弹簧振子的振动周期是0.025 s ，当振子从平衡位置向右运动，经过0.17 s 时，振子运动情况是( )A ．正在向右做减速运动B ．正在向右做加速运动C ．正在向左做减速运动D ．正在向左做加速运动【解析】 t T ＝0.17 s 0.025 s ＝645，45T 在34T ～T 之间，故0.17 s 时振子从最大位移处正向右加速接近平衡位置．【答案】 B3．(多选)某质点做简谐运动，其位移随时间变化的关系式为x ＝A sin π4t ，则质点( )A ．第1 s 末与第3 s 末的位移相同B ．第1 s 末与第3 s 末的速度相同C ．3 s 末至5 s 末的位移方向都相同D ．3 s 末至5 s 末的速度方向都相同【解析】由x ＝A sin π4t 知周期T ＝8 s ．第1 s 末、第3 s 末、第5 s 末分别相差2 s ，恰好是14个周期．根据简谐运动图象中的对称性可知A 、D 选项正确．【答案】 AD4．一根弹簧原长为l 0，在它下面挂一质量为m 的物体时，伸长量为 Δl .把它与这个物体一起悬挂在光滑水平杆上组成弹簧振子，其振幅为A ，则物体的最大加速度为( )A ．Ag /l 0B ．Δlg /l 0C ．Ag /ΔlD ．l 0g /A【解析】由a m ＝KA m 及mg ＝k Δl 知a m ＝Ag Δl，所以选项C 正确．【答案】 C5．(多选)一简谐振子沿x 轴振动，平衡位置在坐标原点．t ＝0时刻振子的位移x ＝－0.1 m ；t ＝43s 时刻x ＝0.1 m ；t ＝4 s 时刻x ＝0.1 m ．该振子的振幅和周期可能为( )A ．0.1 m ，83s B ．0.1 m,8 s C ．0.2 m ，83 s D ．0.2 m,8 s【解析】若振幅A ＝0.1 m ，T ＝83s ，则43s 为半周期，从－0.1 m 处运动到0.1 m ，符合运动实际，4 s －43s ＝83s 为一个周期，正好返回0.1m 处，所以A 项正确．若A ＝0.1 m ，T ＝8 s ，43s 只是T 的16，不可能由负的最大位移处运动到正的最大位移处，所以B 错．若A ＝0.2 m ，T ＝83s ，43s ＝T 2，振子可以由－0.1 m 运动到对称位置，4 s－43s＝83s＝T，振子可以由0.1 m返回0.1 m，所以C对．若A＝0.2 m，T＝8 s，43s＝2×T12.而sin(2πT·T12)＝12，即T12时间内，振子可以从平衡位置运动到0.1 m处；再经83s又恰好能由0.1 m处运动到0.2 m处后，再返回0.1 m处，故D项正确．【答案】ACD6．(多选)某振动系统的固有频率为f0，在周期性驱动力的作用下做受迫振动，驱动力的频率为f，若驱动力的振幅保持不变，下列说法正确的是() A．当f<f0时，该振动系统的振幅随f增大而减小B．当f>f0时，该振动系统的振幅随f减小而增大C．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f0D．该振动系统的振动稳定后，振动的频率等于f【解析】系统做受迫振动时的频率等于驱动力的频率f，振动频率与系统的固有频率f0无关，C错，D对．f<f0时，如果驱动力的频率f逐渐增大与固有频率f0接近，系统振动的振幅增大，A错．f>f0，减小驱动力的频率f，使其与系统的固有频率接近时，振动的振幅增大，B对．【答案】BD7．在水平方向上做简谐运动的质点其振动图象如图所示，假设向右为正方向，则物体加速度向右且速度向右的时间是()A．0～1 s内B．1～2 s内C．2～3 s内D．3～4 s内【解析】由图象可知：3～4 s内质点正在从负向最大位移向平衡位置振动，结合振动示意图(如图)，知该过程为从B→O，速度向右，由于简谐运动回复力总指向平衡位置，故该过程加速度方向也向右．【答案】 D8．若单摆的摆长不变，摆球的质量增加为原来的4倍，摆球经过平衡位置时的速度减小为原来的1/2，则单摆振动的( )A ．频率不变，振幅不变B ．频率不变，振幅改变C ．频率改变，振幅改变D ．频率改变，振幅不变【解析】单摆的周期公式为T ＝2π lg ，因l 不变，故T 不变f ＝1/T 不变；当l 一定时，单摆的振幅A 取决于偏角θ，根据机械能守恒定律，摆球从最大位移处到平衡位置有mgl (1－cos θ)＝12m v 2，得v ＝2gl (1－cos θ)，与m 无关；由题意知v ↓⇒(1－cos θ)↓⇒cos θ↑⇒θ↓⇒A ↓，即由摆球经过平衡位置时的速度减小推出振幅减小，所以正确选项为B.从另一个角度分析，动能E k 没变，而E k ＝mgh ，由于m ⇒h ⇒θ⇒A ．所以振幅减小．【答案】 B9．(多选)如图所示为同一实验室中甲、乙两个单摆的振动图象，从图象可知( )A ．两摆球质量相等B ．两单摆的摆长相等C ．两单摆相位相差π2D ．在相同的时间内，两摆球通过的路程总有s 甲＝2s 乙【解析】从图上知：T 甲＝T 乙，则摆长相等，但A 甲＝2A 乙，x 甲＝2sin(ωt ＋π2)，x 乙＝sin ωt .故C 正确．而单摆周期与质量无关，所以A 选项错误．【答案】 BC10．如图所示，一个弹簧振子在A 、B 间做简谐运动，O 是平衡位置，把向右的方向选为正方向，以某时刻作为计时零点(t＝0)，经过1/4周期，振子具有正方向的最大加速度，那么如图所示的四个振动图象中能正确反映振动情况的图象是( )【解析】从计时起经14周期，振子具有正方向的最大加速度，即14周期末振子在负的最大位移处，说明开始计时时振子从平衡位置O 向负方向A 处运动，故选项D 正确．【答案】 D二、实验题(共12分)11．(4分)如图甲所示，在光滑的斜面上，有一滑块，一劲度系数为k 的轻弹簧上端与滑块相连，下端与斜面上的固定挡板连接，在弹簧与挡板间有一力传感器(压力显示为正值，拉力显示为负值)，能将各时刻弹簧中的弹力数据实时传送到计算机，经计算机处理后在屏幕上显示出F -t 图象．现用力将滑块沿斜面压下一段距离，放手后滑块将在光滑斜面上做简谐运动，此时计算机屏幕上显示出如图乙所示图象．甲乙(1)滑块做简谐运动的回复力是由________提供的．(2)由图乙所示的F -t 图象可知，滑块做简谐运动的周期为________s.(3)结合F -t 图象的数据和题目中已知条件可知，滑块做简谐运动的振幅为________．【解析】 (1)对滑块进行受力分析，弹簧的弹力和重力沿斜面分力的合力提供回复力．(2)由题图可以看出周期为0.4 s.(3)根据胡克定律：F 1＝kxF 2＝kx ′振幅A ＝x ＋x ′2＝F 1＋F 22k. 【答案】 (1)弹簧的弹力和重力沿斜面分力的合力(或弹簧弹力、重力和斜面支持力的合力) (2)0.4 (3)F 1＋F 22k12．(8分)某同学在做“利用单摆测重力加速度”的实验中，先测得摆线长为97.50 cm ，摆球直径为2.00 cm ，然后用秒表记录了单摆振动50次所用的时间，如图所示，则：(1)该摆摆长为______cm ，秒表所示读数为______s.(2)如果测得的g 值偏小，可能的原因是________．A ．测摆线长时摆线拉得过紧B ．摆线上端悬点未固定，振动中出现松动，使摆线长度增加了C ．开始计时时，秒表过迟按下D ．实验中误将49次全振动记为50次(3)为了提高实验精度，在实验中可改变几次摆长l 并测出相应的周期T ，从而得出一组对应的l 与T 的数据，再以l 为横坐标，T 2为纵坐标，将所得数据连成直线如图所示，并求得该直线的斜率为k ，则重力加速度g ＝______(用k 表示)．【答案】 (1)98.50 75.2 (2)B (3)4π2k三、计算题(共38分．计算题必须要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(8分)如图所示为一单摆的共振曲线，该单摆的摆长约为多少？共振时单摆的振幅为多大？共振时摆球的最大加速度和最大速度的大小各为多少？(g 取10 m/s 2)【解析】从共振曲线上可知，单摆的固有振动频率f ＝0.5 Hz.由于f ＝12πg l ，所以：l ＝g 4π2f 2，并代入数据可得l ≈1 m. 从共振曲线上可知单摆发生共振时，A m ＝8 cm.设单摆的最大偏角为θ，摆球所能达到的最大高度为h ，由机械能守恒定律得；m v 2m /2＝mgh ，又h ＝l (1－cos θ)，当θ很小时，有(1－cos θ)＝2sin 2θ2≈A 22l 2，故v m ＝A l gl ＝0.25 m/s. 摆球在最高点时加速度最大，即mg sin θ＝ma m ，a m ＝g sin θ＝gA /l ，代入数据得：a m ＝0.8 m/s 2.【答案】 l ＝1 m A m ＝8 cm a m ＝0.8 m /s 2 v m ＝0.25 m/s14．(10分)将一劲度系数为k 的轻质弹簧竖直悬挂，下端系上质量为m 的物块．将物块向下拉离平衡位置后松开，物块上下做简谐运动，其振动周期恰好等于以物块平衡时弹簧的伸长量为摆长的单摆周期．请由单摆的周期公式推算出该物块做简谐运动的周期T .【解析】单摆周期公式T ＝2π l g ，且kl ＝mg解得T ＝2π mk . 【答案】见解析15．(10分)如图所示，轻弹簧的下端系着A 、B 两球，m A ＝100 g ，m B ＝500 g ，系统静止时弹簧伸长x ＝15 cm ，未超出弹性限度．若剪断A 、B 间绳，则A 在竖直方向上做简谐运动．求：(1)A 的振幅多大？(2)A 球的最大加速度多大？(g 取10 m/s 2)【解析】 (1)设只挂A 时弹簧伸长量x 1＝m A g k .由(m A ＋m B )g ＝kx ，得k ＝(m A＋m B)x，即x1＝m Am A＋m Bx＝2.5 cm.振幅A＝x－x1＝12.5 cm.(2)剪断细绳瞬间，A受最大弹力，合力最大，加速度最大．F＝(m A＋m B)g－m A g＝m B g＝m A a maxa max＝m B gm A＝5g＝50 m/s2.【答案】(1)12.5 cm(2)50 m/s216．(10分)一水平弹簧振子做简谐运动，其位移和时间关系如图所示．(1)求t＝0.25×10－2s时的位移．(2)在t＝1.5×10－2s到t′＝2×10－2s的时间内，质点的位移、回复力、速度、动能、势能如何变化？(3)从t＝0到t＝8.5×10－2s的时间内，质点的路程、位移各为多大？【解析】(1)由图象可知，横坐标t＝0.25×10－2s时，所对应的纵坐标y≈－1.414 cm.(2)在t＝1.5×10－2s到2×10－2s的时间内，位移、回复力(振动加速度)、势能都增大，速度、动能都减小(机械能不变)．(3)因振动是变速运动，因此只能利用其周期性求解．即一个周期内通过的路程为4个振幅，本题中Δt＝8.5×10－2s＝174T，所以通过的路程为174×4A＝17A＝17×2 cm＝34 cm，经174个周期振子回到平衡位置，位移为零．【答案】(1)－1.414 cm(2)见解析(3)34 cm0。

高中物理第四章章末总结(含解析)粤教版选修35

【步步高】2014-2015学年高中物理第四章章末总结（含解析）粤教版选修3-5一、对核反应方程及类型的理解1．四类核反应方程的比较名称核反应方程时间其它衰变α衰变238 92U→234 90Th＋42He1896年贝可勒尔β衰变234 90Th→234 91Pa＋0 -1e裂变23592U＋10n→9038Sr＋13654Xe＋1010n＋141MeV1938年原子弹原理聚变21H＋31H→42He＋10n＋17.6 MeV氢弹原理人工转变正电子2713Al＋42He→3015P＋10n3015P→3014Si＋＋1e1934年约里奥—居里夫妇发现质子147N＋42He→178O＋11H1919年卢瑟福发现中子94Be＋42He→126C＋10n1932年查德威克2.解题时注意事项 (1)熟记一些粒子的符号α粒子(42He)、质子(11H)、中子(10n)、电子( 0-1e)、氘核(21H)、氚核(31H)(2)注意在核反应方程中，质量数和电荷数是守恒的；在解有关力学综合问题时，还有动量守恒和能量守恒．例 1 在下列四个核反应中，X 不表示中子的是________；属于原子核的人工转变的是________． A.147N ＋42He→17 8O ＋X B.2713Al ＋42He→3015P ＋X C.21H ＋31H→42He ＋XD.23592U ＋X→9038Sr ＋13654Xe ＋10X解析在核反应中，不管是什么类型的核反应，都遵守电荷数守恒和质量数守恒，据此，可以判断未知粒子属于什么粒子，在A 中，未知粒子的质量数为x ：14＋4＝17＋x ，x ＝1，其电荷数为y ：7＋2＝8＋y ，y ＝1，即未知粒子是质子(11H)；对B ，未知粒子的质量数：27＋4＝30＋x ，x ＝1，电荷数：13＋2＝15＋y ，y ＝0，所以是中子(10n)；对C ，未知粒子的质量数：2＋3＝4＋x ，x ＝1，电荷数：1＋1＝2＋y ，y ＝0，也是中子(10n)；对D ，未知粒子质量数235＋x ＝90＋136＋10x ，x ＝1，电荷数：92＋y ＝38＋54＋10y ，y ＝0，也是中子(10n)，故方程中X 不是中子的核反应只有A.A 、B 为原子核的人工转变．答案 A AB二、半衰期及衰变次数的计算1．半衰期：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间．计算公式：N ＝N 0(12)n 或m ＝m 0(12)n，其中n ＝tT 1/2，T 1/2为半衰期． 2．确定衰变次数的方法 (1)AZ X→A′Z′Y ＋n 42He ＋m 0－1e 根据质量数、电荷数守恒得 A ＝A′＋4n Z ＝Z′＋2n －m二式联立求解得α衰变次数n 和β衰变次数m .(2)根据α衰变和β衰变(β衰变质量数不变)直接求解．例 2 (单选)某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．11.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析根据(12)t T 1/2＝18，得t T 1/2＝3，因为t ＝11.4天，所以T 1/2＝11.43＝3.8天，选D.答案 D 例3图1(单选)放射性元素23892U 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成21083Bi ，而21083Bi 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 b81Tl ，210a X 和 b81Tl 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图1所示．则( ) A ．a ＝82，b ＝211B.21083Bi→210a X 是β衰变，21083Bi→ b81Tl 是α衰变 C.21083Bi→210a X 是α衰变，21083Bi→ b81Tl 是β衰变 D. b81Tl 经过一次α衰变变成20682Pb解析由21083Bi→210a X ，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a ＝84.由21083Bi→ b81Tl 是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b ＝206，由20681Tl →20682Pb 发生了一次β衰变．故选B. 答案 B三、核能的计算方法 1．利用质能方程来计算核能(1)根据核反应方程，计算核反应前与核反应后的质量亏损Δm .(2)根据爱因斯坦质能方程E ＝mc 2或ΔE ＝Δmc 2计算核能．方程ΔE ＝Δmc 2中若Δm 的单位用“kg”、c 的单位用“m/s”，则ΔE 的单位为“J”；若Δm 的单位用“u”，可直接用质量与能量的关系式1 u 相当于931.5 MeV 推算ΔE ，此时ΔE 的单位为“兆电子伏(MeV)”，即原子质量单位1 u 对应的能量为931.5 MeV ，这个结论可在计算中直接应用．2．利用平均结合能来计算核能原子核的结合能＝核子的平均结合能×核子数．核反应中反应前系统内所有原子核的总结合能与反应后生成的所有新核的总结合能之差，就是该次核反应所释放(或吸收)的核能．例4 试计算用α粒子轰击铍(94Be)核发现中子的核反应中所释放的能量．(已知铍核、碳核、α粒子和中子的质量分别为m Be＝9.012 19 u，m C＝12.000 u，mα＝4.002 6 u，m n＝1.008 665 u．1 u＝1.660 566×10－27kg)解析核反应方程为94Be＋42He→126C＋10n＋ΔE，核反应中的质量亏损为Δm＝m Be＋mα－m C －m n＝9.012 19 u＋4.002 6 u－12.000 0 u－1.008 665 u＝0.006 125 uΔE＝Δmc2＝0.006 125×931.5 MeV≈5.705 MeV或ΔE＝0.006 125×1.660 566×10－27×(3×108)2 J≈9.15×10－13 J答案 5.705 MeV(或9.15×10－13 J)例5 (单选)已知氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，则两个氘核结合成一个氦核时( )A．释放出4.9 MeV的能量B．释放出6.0 MeV的能量C．释放出24.0 MeV的能量D．吸收4.9 MeV的能量解析依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H＋21H→42He，因氘核的平均结合能为1.1 MeV，氦核的平均结合能为7.1 MeV，故氘核的结合能为E1＝2×1.1 MeV，氦核的结合能E2＝4×7.1 MeV，于是吸收的能量为ΔE＝2E1－E2＝－24.0 MeV，式中负号表示释放核能，故选C.答案 C四、原子核物理与动量、能量相结合的综合问题1．核反应过程中满足四个守恒：质量数守恒、电荷数守恒、动量守恒、能量守恒．2．核反应过程若在匀强磁场中发生，粒子在磁场中做匀速圆周运动，衰变后的新核和放出的粒子(α粒子、β粒子)形成外切圆或内切圆．例6 用中子轰击锂核(63Li)发生核反应，生成氚核(31H)和α粒子，并放出4.8 MeV的能量．(1)写出核反应方程．(2)求出质量亏损．(3)若中子和锂核是以等大反向的动量相碰，则氚核和α粒子的动能比是多少？(4)α粒子的动能是多大？解析(1)核反应方程为63Li＋10n→31H＋42He＋4.8 MeV(2)依据ΔE＝Δmc2得Δm＝4.8931.5u≈0.005 2 u (3)根据题意有m1v1＝m2v2式中m 1、m 2、v 1、v 2分别为氚核和α粒子的质量和速度，由上式及动能E k ＝p 22m ，可得它们的动能之比为E k1∶E k2＝p 22m 1∶p 22m 2＝12m 1∶12m 2＝m 2∶m 1＝4∶3.(4)α粒子的动能E k2＝37(E k1＋E k2)＝37×4.8 MeV≈2.06 MeV答案 (1)63Li ＋10n→31H ＋42He ＋4.8 MeV (2)0.005 2 u (3)4∶3 (4)2.06 MeV1．(单选)下列说法不正确的是( ) A.21H ＋31H→42He ＋10n 是聚变B.23592U ＋10n→14054Xe ＋9438Sr ＋210n 是裂变 C.22688Ra→22286Rn ＋42He 是α衰变 D.2411Na→2412Mg ＋ 0－1e 是裂变答案 D解析原子核的变化通常包括衰变、人工转变、裂变和聚变．衰变是指原子核放出α粒子或β粒子后，变成新的原子核的变化，如本题中的C 和D 两选项．原子核的人工转变是指在其他粒子的轰击下产生新的原子核的过程．裂变是重核分裂成质量较小的核，如B 选项．聚变是轻核结合成质量较大的核，如A 选项．由上述可知D 选项是错误的． 2．(单选)一块含铀的矿石质量为M ，其中铀元素的质量为m .那么下列说法中正确的有( )A ．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B ．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m /4发生了衰变C ．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m /8D ．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M /2 答案 C解析经过两个半衰期后铀元素的质量还剩m /4，A 、B 项均错误；经过三个半衰期后，铀元素的质量还剩m /8，C 项正确；经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M －m2，故D 项错误． 3．(双选)图2238 92U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成21083Bi ，而21083Bi 可以经一次①衰变变成210a X(X 代表某种元素)，也可以经一次②衰变变成 b81Tl ，210a X 和 b81Tl 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图2所示．则图中的( ) A ．a ＝84，b ＝206B ．①是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的C ．②是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的 D.23892U 经过10次β衰变，8次α衰变可变成20682Pb 答案 AB解析 ①是β衰变，②是α衰变，因此a ＝84，b ＝206，23892U 经过10次β衰变和8次α衰变可变成质量数为206，电荷数为86的元素．4．一个铀核衰变为钍核时释放出一个α粒子，已知铀核的质量为3.853 131×10－25kg ，钍核的质量为3.786 567×10－25kg ，α粒子的质量为6.646 72×10－27kg.在这个衰变过程中释放出的能量等于________J ．(保留两位有效数字) 答案 8.7×10－13解析因为Δm ＝m U －m Th －m α＝3.853 131×10－25kg －3.786 567×10－25kg －6.64672×10－27kg≈9.7×10－30kg故ΔE ＝Δmc 2＝9.7×10－30×(3×108)2J≈8.7×10－13J5．两个动能均为1 MeV 的氘核发生正面碰撞，引起如下反应：21H ＋21H→31H ＋11H. (1)此核反应中放出的能量ΔE 为______________．(2)若放出的能量全部变为新生核的动能，则新生的氚核具有的动能是__________．(已知m 21H ＝2.013 6 u ，m 31H ＝3.015 6 u ，m 11H ＝1.007 3 u) 答案 (1)4.005 MeV (2)1.001 MeV解析 (1)此核反应中的质量亏损和放出的能量分别为： Δm ＝(2×2.013 6－3.015 6－1.007 3) u ＝0.004 3 u ， ΔE ＝Δmc 2＝0.004 3×931.5 MeV≈4.005 MeV.(2)因碰前两氘核动能相同，相向正碰，故碰前的总动量为零．因核反应中的动量守恒，故碰后质子和氚核的总动量也为零．设其动量分别为p 1、p 2，必有p 1＝－p 2.设碰后质子和氚核的动能分别为E k1和E k2，质量分别为m 1和m 2.则E k1E k2＝12m 1v 2112m 2v 22＝m 1v 21m 2v 22＝p 21m 1p 22m 2＝m 2m 1＝31，故新生的氚核具有的动能为E k2＝14ΔE ＝14×4.005 MeV≈1.001 MeV.6．假设两个氘核在一直线上相碰发生聚变反应生成氦核的同位素和中子，已知氘核的质量是2.013 6 u ，中子的质量是1.008 7 u ，氦核同位素的质量是3.015 0 u. (1)聚变的核反应方程是____________________，在聚变核反应中释放出的能量为______MeV(保留两位有效数字)．(2)若氚核和氦核发生聚变生成锂核，核反应方程为31H ＋42He→73Li ，已知各核子平均结合能分别为E H ＝1.112 MeV 、E He ＝7.075 MeV 、E Li ＝5.603 MeV ，试求此核反应过程中释放的核能．答案 (1)21H ＋21H→32He ＋10n 3.3 (2)7.585 MeV 解析 (1)根据题中条件，可知核反应方程为21H ＋21H→32He ＋10n核反应过程中的质量亏损： Δm ＝2m H －(m He ＋m n )＝2×2.013 6 u－(3.015 0＋1.008 7)u ＝3.5×10－3u由于1 u 的质量与931.5 MeV 的能量相对应，所以氘核聚变反应时放出的能量： ΔE ＝3.5×10－3×931.5 MeV≈3.3 MeV. (2)31H 和42He 分解成7个核子所需的能量为E 1＝3×1.112 MeV＋4×7.075 MeV＝31.636 MeV7个核子结合成73Li ，释放的能量为E 2＝7×5.603 MeV＝39.221 MeV所以此核反应过程中释放的核能为ΔE ＝E 2－E 1＝39.221 MeV －31.636 MeV ＝7.585 MeV.。

【质量】高中物理第4章原子核章末检测粤教版选修35

【关键字】质量第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.U(铀238)核放出一个α粒子后就变为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He＋N―→O＋nD．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，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( )①N＋He→O＋H ②U＋n→Sr＋Xe＋10n ③U→Th＋He ④H＋H→He＋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(Rn)经α衰变成为钋(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Rn的矿石，其原因是( )A．目前地壳中的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Rn的含量足够高C．当衰变产物Po积累到一定量以后，Po的增加会减慢Rn的衰变进程D.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6H―→kHe＋dH＋2n＋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＝2.5．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子，U＋n―→Ba＋Kr＋xn，铀235质量为m1，中子质量为m2，钡144质量为m3，氪89质量为m4，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(m1－xm2－m3－m4)c2C．x的值为3D．该核反应比聚变反应对环境的污染较少答案 C解析该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程U＋n―→Ba＋Kr＋xn中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x＝3；根据爱因斯坦质能方程，该方程放出的能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－)c2＝(m1－m3－m4－)c2，故B错误，C正确；该核反应生成两种放射性元素，核污染较大，故D错误．6．在匀强磁场中有一个运动的氡原子核(Rn)，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图1所示，那么氡核的衰变方程应为( )图1A.Rn―→Fr＋eB.Rn―→Po＋HeC.Rn―→At＋eD.Rn―→At＋H答案 B解析由于粒子与反冲核的径迹是外切的，据左手定则可知，该粒子一定带正电．由于粒子与反冲核的动量大小相等，据r＝，又由已知大圆与小圆的直径之比为42∶1，所以粒子与反冲核的电荷量之比为1∶42，故B正确．7．如图2甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的射线是( )图2A．α射线B．β射线C．γ射线D．三种射线都可以答案 C8．铀核裂变是核电站核能的重要来源，其中一种裂变反应是235 92U＋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答案AC解析从裂变反应方程式可以看出裂变反应中伴随着中子放出，A对；铀块体积对链式反应的发生有影响，B错；铀核的链式反应可人工控制，C对；铀核的半衰期不会受到环境温度的影响，D错．9．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是将放射性同位素15 8O注入人体，参与人体的代谢过程，15 8O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象，则根据PET原理判断下列表述正确的是( ) A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O―→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e―→2γC．在PET中，15 8O主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O主要用途是参与人体的新陈代谢答案ABC解析由题意知A、B正确，显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的15 8O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为γ光子，因此15 8O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错．10．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变，太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核(11H)结合成1个氦核(42He)．下表中列出了部分粒子的质量(1 u相当于931.5 MeV的能量)，以下说法中正确的是( )A.12＋1B．核反应方程式为411H―→42He＋20－1eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0.026 6 uD．聚变反应方程中释放的能量约为24.8 MeV答案ACD解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确，B错误；根据质能方程可知C、D正确．11．美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是( )A ．镍63的衰变方程是6328Ni ―→6327Cu ＋ 0－1eB ．镍63的衰变方程是6328Ni ―→6429Cu ＋ 0－1eC ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从铜片到镍片答案 CD解析镍63的衰变方程为6328Ni ―→6329Cu ＋ 0－1e ，选项A 、B 错误；电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项C 、D 均正确．12．关于核反应方程234 90Th ―→234 91Pa ＋X ＋ΔE (ΔE 为释放的核能，X 为新生成的粒子)，已知234 90Th 的半衰期为1.2 min ，则下列说法正确的是( )A ．此反应为β衰变B.234 91Pa 核和234 90Th 核具有相同的质量C.234 91Pa 具有放射性D ．64 g 234 90Th 经过6 min 还有1 g 234 90Th 尚未衰变答案 AC解析根据核反应方程质量数和电荷数守恒可判断出X 为 0－1e ，所以此反应为β衰变，A 正确；234 91Pa 核与234 90Th 核质量并不同，B 错误；根据原子序数大于83的元素，都能自发放出射线，知23491Pa 为放射性元素，C 正确；利用半衰期公式m 余＝1/21()2tT m 原，可判断m 余＝2 g ，则D 错误．二、填空题(本题共2个小题，共10分)13．(6分)约里奥—居里夫妇因发现人工放射性同位素而获得了1935年的诺贝尔奖，他们发现的放射性元素3015P 衰变成3014Si 的同时放出另一种粒子，这种粒子是________.3215P 是3015P 的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg 3215P 随时间衰变的关系如图3所示，请估算4 mg 的3215P 经____天的衰变后还剩0.25 mg.图3答案正电子 56解析衰变方程为3015P→3014Si ＋ 0＋1e ，即这种粒子是正电子．由图象可以看出3215P 的半衰期为14天，则4 mg×141()2t ＝0.25 mg ，得t ＝56天． 14．(4分)历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为0.5 MeV 的质子11H 轰击静止的A E X ，生成两个动能均为8.9 MeV 的42He.(1 MeV ＝1.6×10－13 J ，核反应释放的核能全部转化为两个42He 核的动能)(1)上述核反应方程为__________________________________________________________ ________________________________________________________________________.(2)质量亏损为________kg.答案 (1)11H ＋73X ―→42He ＋42He(或11H ＋73Li ―→42He ＋42He)(2)3.1×10－29解析 (1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为11H ＋73X ―→42He ＋42He 或11H ＋73Li ―→42He＋42He.(2)设反应前质子的动能为E k0，反应后42He 的动能为E k ，由于质量亏损而释放的能量为ΔE ＝2E k －E k0＝(2×8.9－0.5) MeV ＝17.3 MeV ，根据爱因斯坦质能方程，有Δm ＝ΔE c 2＝17.3×1.6×10－13(3.0×108)2 kg≈3.1×10－29 kg.三、计算题(本题共3个小题，共30分)15．(8分)一个铍核(94Be)和一个α粒子反应后生成一个碳核，放出一个中子，并释放出5.6 MeV 的能量(保留两位有效数字)．(1)写出这个核反应过程．(2)如果铍核和α粒子共130 g ，且刚好反应完，求共放出多少能量？(3)这130 g 物质反应过程中，其质量亏损是多少？答案 (1)94Be ＋42He→12 6C ＋10n(2)5.4×1012 J(3)6.0×10－5 kg解析 (1)94Be ＋42He→12 6C ＋10n.(2)铍核和氦核的摩尔质量之和 μ＝μBe ＋μα＝(9＋4) g/mol ＝13 g/mol ，铍核和氦核各含的摩尔数n ＝M μ＝13013mol ＝10 mol ，所以放出的能量ΔE ＝n ·N A ·E 放＝10×6.02×1023×5.6 MeV≈3.371×1025 MeV≈5.4×1012 J(3)质量亏损Δm ＝ΔE c 2＝5.4×1012(3.0×108)2 kg ＝6.0×10－5 kg. 16．(10分)一个静止的铀核232 92U(原子质量为232.037 2 u)放出一个α粒子(原子质量为4.0026 u)后衰变成钍核22890Th(原子质量为228.028 7 u)．已知1 u 相当于931.5 MeV 的能量．(1)写出铀核的衰变反应方程；(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？答案 (1)232 92U ―→228 90Th ＋42He (2)5.5 MeV(3)5.41 MeV解析 (1)232 92U ―→228 90Th ＋42He(2)质量亏损Δm ＝m U －m α－m Th ＝0.005 9 uΔE ＝Δmc 2＝0.005 9×931.5 MeV≈5.5 MeV(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即 p Th ＋(－p α)＝0p Th ＝p αE kTh ＝p 2Th 2m ThE kα＝p 2α2m αE kTh ＋E kα＝ΔE ，所以α粒子获得的动能E kα＝m Th m α＋m Th·ΔE ≈5.41 MeV. 17．(12分)如图4甲所示，静止在匀强磁场中的63Li 核俘获一个速度为v 0＝7.7×104m/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：图4(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？答案 (1)1.0×103 m/s 方向与v 0方向相反 (2)3∶40 (3)2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 ，负号表示方向与v 0方向相反．(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n 1∶n 2＝T 2∶T 1＝2∶3，即42He 旋转三周，31H 旋转2周．此文档是由网络收集并进行重新排版整理.word 可编辑版本！。

粤教版高中物理必修一章末质量评估(四)+Word版含答案.doc

章末质量评估(四)(测试时间：60分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题4分，共20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．关于惯性，下列说法中正确的是( )A ．磁悬浮列车能高速行驶是因为列车浮起后惯性小了B ．卫星内的仪器由于完全失重惯性消失了C ．铁饼运动员在掷出铁饼前快速旋转可增大惯性，飞得更远D ．月球上物体的重力只有在地面上的16，但是惯性没有变化解析：惯性只与质量有关，与速度无关，A 、C 不正确；失重或重力加速度发生变化时，物体质量不变，惯性不变，所以B 错、D 对．答案：D2．质量为m 的物体从高处静止释放后竖直下落，在某时刻受到的空气阻力为f ，加速度为a ＝13g ，则f 的大小是( ) A ．f ＝13mg B ．f ＝23mg C ．f ＝mg D.43mg 解析：根据牛顿第二定律F ＝ma 得mg －f ＝ma ，则f ＝mg －ma ＝mg －m ·13g ＝23mg ，B 选项正确．答案：B3．如图所示，一辆汽车在平直公路上向左行驶，一个质量为m 、半径为R 的球，用轻绳悬挂在车厢竖直的光滑后壁上．汽车以加速度a 加速前进．绳子对球的拉力设为T ，车厢后壁对球的水平弹力为N .则当汽车的加速度a 增大时( )A ．T 不变，N 增大B ．T 增大，N 增大C ．T 减小，N 减小D ．T 减小，N 增大解析：设绳子与后壁的夹角为θ，则竖直方向上：T cos θ＝mg ，则T ＝mg cos θ，故T 不变；水平方向上：N －T sin θ＝ma ，由于a 增大，故N 增大，所以A 正确．答案：A 4.如图所示，A 、B 两物体叠放在一起，以相同的初速度上抛(不计空气阻力)．下列说法正确的是( )A ．在上升和下降过程中A 物体对B 物体的压力一定为零B ．上升过程中A 物体对B 物体的压力大于A 物体受到的重力C ．下降过程中A 物体对B 物体的压力大于A 物体受到的重力D ．在上升和下降过程中A 物体对B 物体的压力等于A 物体受到的重力解析：A 、B 两物体抛出以后处于完全失重状态，无论是上升还是下降，A 物体对B 物体的压力一定为零，A 选项正确．答案：A5．如图所示，两个质量分别为m 1＝2 kg 、m 2＝3 kg 的物体置于光滑的水平面上，中间用轻质弹簧测力计连接．两个大小分别为F 1＝30 N 、F 2＝20 N 的水平拉力分别作用在物体m 1、m 2上，则( )A ．弹簧测力计的示数是30 NB ．弹簧测力计的示数是50 NC ．在突然撤去F 2的瞬间，m 1的加速度大小为5 m/s 2D ．在突然撤去F 1的瞬间，m 1的加速度大小为13 m/s 2解析：本题考查牛顿第二定律、整体法、隔离法的运用．以整体为研究对象，据牛顿第二定律可得a ＝F 1－F 2m 1＋m 2＝2 m/s 2，以m 1为研究对象，F 1－T ＝m 1a ，解得T ＝26 N ，故选项A 、B 错误．在突然撤去F 2的瞬间，弹簧测力计的弹力不发生变化，m 1的加速度大小为2 m/s 2，选项C 错误．在突然撤去F 1的瞬间，m 1的加速度大小为262m/s 2＝13 m/s 2，选项D 正确．答案：D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项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分)6．质量m ＝1 kg 的物体在光滑平面上运动，初速度大小为2 m/s.在物体运动的直线上施以一个水平恒力，经过t ＝1 s ，速度大小变为4 m/s ，则这个力的大小可能是( )A．2 N B．4 NC．6 N D．8 N解析：物体的加速度可能是2 m/s2，也可能是6 m/s2，根据牛顿第二定律，这个力的大小可能是2 N，也可能是6 N，所以答案是A、C.答案：AC7.原来做匀速运动的升降机内，有一被伸长的弹簧拉住的具有一定质量的物体A静止在地板上，如图所示，现发现A突然被弹簧拉向右方，由此可判断，此时升降机的运动情况可能是( )A．加速上升B．减速上升C．加速下降D．减速下降解析：升降机匀速运动时，物体静止在升降机的地板上，说明物体受到的静摩擦力与弹簧的拉力平衡，物体突然被弹簧拉向右方，说明摩擦力减小，其原因只能是物体与地板间的正压力减小，物体处于失重状态，故升降机具有向下的加速度，即可能减速上升或加速下降．答案：BC8．静止在光滑水平面上的物体受到一个水平拉力的作用，该力随时间变化的关系如图所示，则以下说法中正确的是( )A．物体在2 s内的位移为零B．4 s末物体将回到出发点C．2 s末物体的速度为零D．物体一直在朝同一方向运动解析：根据图象可知，物体先朝正方向做匀加速直线运动，接着做匀减速直线运动，再做正方向的匀加速直线运动，周期性地朝单方向运动，由于加速和减速阶段的加速度大小相等，所以2 s末的速度为零，位移不为零，A、B错误，C、D正确．答案：CD9．两个完全相同的力分别作用在质量为m1、m2的两个物体上，使它们由静止开始运动，各经t1、t2时间后，两物体速度相同，则两物体通过的位移比是( )A．m1∶m2B．m2∶m1C．t1∶t2D．t21∶t22解析：根据牛顿第二定律及运动学公式知，速度相同时，a 1t 1＝a 2t 2.物体加速度为：a 1＝F m 1，a 2＝F m 2.物体的位移为：s 1＝12a 1t 21，s 2＝12a 2t 22. 整理得，s 1s 2＝t 1t 2＝m 1m 2.故答案为A 、C答案：AC10.如图所示，某旅游景点的倾斜索道与水平线夹角θ＝30°，当载人车厢以加速度a 斜向上加速运动时，人对车厢的压力为体重的1.25倍，此时人与车厢相对静止，设车厢对人的摩擦力为f ，人的体重为G ，下面正确的是( )A ．a ＝g 4B ．a ＝g 2C ．f ＝33GD ．f ＝34G 解析：由于人对车厢底的正压力为其重力的1.25倍，所以在竖直方向上有F y －mg ＝ma y ，解得a y ＝0.25g ，设水平方向上的加速度为a x ，则a y a x ＝tan 30°＝33，所以a x ＝34g ，则a ＝a x cos 30°＝12g ，f ＝ma x ＝34G ，B 、D 正确．答案：BD三、非选择题(本大题5小题，共50分．按题目要求作答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤．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．(6分)如图甲为实验中用打点计时器打出的一条较理想的纸带，纸带上A 、B 、C 、D 、E 、F 、G 为七个相邻的计数点，相邻计数点间的时间间隔是0.1 s ，距离如图，单位是cm ，小车的加速度是________m/s 2，在验证质量一定时加速度a 和合外力F 的关系时，某学生根据实验数据作出了如图乙所示的aF 图象，其原因是____________________(结果在小数点后保留两位有效数字)．图甲图乙解析：a 的计算利用逐差法．a ＝（s DE －s AB ）＋（s EF －s BC ）＋（s FG －s CD ）9T 2＝（s DE ＋s EF ＋s FG ）－（s AB ＋s BC ＋s CD ）9T 2＝ s AG －s AD －s AD 9T 2＝40.65－2×13.159×0.12×10－2m/s 2≈ 1．60 m/s 2.答案：1.60 平衡摩擦力过度12.(8分)在探究加速度与力、质量的关系实验中，采用如图所示的实验装置，小车及车中砝码的质量用M 表示，盘及盘中砝码的质量用m 表示，小车的加速度可由小车后拖动的纸带打上的点计算出．(1)当M 与m 的大小关系满足________时，才可以认为绳对小车的拉力大小等于盘及盘中砝码的重力．(2)一组同学在做加速度与质量的关系实验时，保持盘及盘中砝码的质量一定，改变小车及车中砝码的质量，测出相应的加速度，采用图象法处理数据．为了比较容易地观测加速度a 与质量M 的关系，应该做a 与______的图象．(3)乙、丙同学用同一装置做实验，画出了各自得到的a 1M图线如图所示，两个同学做实验时的哪一个物理量取值不同？___________．解析：(1)只有M 与m 满足M ≫m 才能使绳对小车的拉力近似等于盘及盘中砝码的重力．(2)由于a ∝1M ，所以a 1M 图象应是一条过原点的直线，所以数据处理时，常作出a 与1M的图象．(3)两小车及车上的砝码的总质量相等时，由题图象知乙的加速度大，故乙的拉力F 大(或乙中盘及盘中砝码的质量大)．答案：见解析13．(12分)一物体沿斜面向上以12 m/s 的初速度开始滑动，它沿斜面向上以及沿斜面向下滑动的v-t 图象如图所示，求斜面的倾角以及物体与斜面的动摩擦因数(g 取10 m/s 2)．解析：由图象可知上滑过程的加速度a 上＝122m/s 2＝ 6 m/s 2，下滑过程的加速度a 下＝123m/s 2＝4 m/s 2. 上滑过程和下滑过程对物体受力分析如图：上滑过程a上＝mg sin θ＋μmg cos θm ＝g sin θ＋μg cos θ，下滑过程a 下＝g sin θ－μg cos θ，解得θ＝30°，μ＝315. 答案：θ＝30° μ＝315 14．(12分)如图所示，质量为4 kg 的小球用轻质细绳拴着吊在行驶的汽车后壁上．细绳的延长线通过小球的球心O ，且与竖直方向的夹角为θ＝37°.已知g ＝10 m/s 2，sin 37°＝0.6，cos 37°＝0.8.(1)求汽车匀速运动时，细线对小球的拉力和车后壁对小球的压力；(2)若要始终保持θ＝37°，则汽车刹车时的加速度最大不能超过多少？解析：(1)对小球受力分析如图，将细线拉力T 分解，有T x ＝T sin θ，T y ＝T cos θ，由二力平衡，可得T x ＝N ，T y ＝mg ，解得细线拉力T ＝mgcos θ＝50 N ，车壁对小球的压力N ＝mg tan θ＝30 N.(2)设汽车刹车时的最大加速度为a ，此时车壁对小球的弹力N ＝0，由牛顿第二定律，有T x ＝ma ，即 mg tan θ＝ma ，解得a ＝7.5 m/s 2.即汽车刹车时的加速度最大不能超过7.5 m/s 2.答案：(1)50 N 30 N (2)7.5 m/s 215．(12分)如图所示，水平传送带以2 m/s 的速度运动，传送带长AB ＝20 m ，今在其左端将一工件轻轻放在上面，工件被带动，传送到右端，已知工件与传送带间的动摩擦因数μ＝0.1，取g ＝10 m/s 2.试求：(1)工件开始时的加速度a ；(2)工件的速度为2 m/s 时，工件运动的位移；(3)工件由传送带左端运动到右端的时间．解析：(1)工件被放在传送带上时初速度为零，相对于传送带向左运动，受滑动摩擦力向右，大小为f ＝μmg ，工件加速度a ＝f m ＝μg ＝0.1×10 m/s 2＝1 m/s 2，方向水平向右． (2)工件加速到2 m/s 时，所需时间t 0＝v a ＝21s ＝2 s ，在t 0时间内运动的位移为：s 0＝12at 20＝12×1×22 m ＝2 m ，方向水平向右． (3)由于s 0＜20 m ，故工件达到与传送带同样的速度后与传送带相对静止，一起运动至B 端．工件做匀速运动的时间为：t 1＝s －s 0v ＝20－22s ＝9 s ，工件由传送带左端运动到右端共用时间为：t＝t0＋t1＝11 s.答案：(1)1 m/s2，方向水平向右(2)2 m，方向水平向右(2)11 s美文欣赏1、走过春的田野，趟过夏的激流，来到秋天就是安静祥和的世界。

高中物理 章末质量评估(四)粤教版选修35