高中物理人教版5本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 第19章章末分層突破

章末綜合測評(píng)(時(shí)間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的5個(gè)選項(xiàng)中有3項(xiàng)符合題目要求，選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得6分．每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分)1．在人類認(rèn)識(shí)原子與原子核結(jié)構(gòu)的過程中，符合物理學(xué)史的是()A．查德威克通過實(shí)驗(yàn)證實(shí)了盧瑟福關(guān)于中子的猜想是正確的B．湯姆孫首先提出了原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說C．居里夫人首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象D．盧瑟福通過原子核的人工轉(zhuǎn)變發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子E．貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象【答案】ADE2．典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時(shí)放出x個(gè)中子：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，鈾235質(zhì)量為m1，中子質(zhì)量為m2，鋇144質(zhì)量為m3，氪89的質(zhì)量為m4，下列說法正確的是()A．該核反應(yīng)類型屬于人工轉(zhuǎn)變B．該反應(yīng)放出能量(m1－2m2－m3－m4)C．x的值是3D．該核反應(yīng)比聚變反應(yīng)對(duì)環(huán)境的污染少E．該核反應(yīng)屬于核裂變，比聚變反應(yīng)對(duì)環(huán)境的污染重【解析】該核反應(yīng)是核裂變，不是人工轉(zhuǎn)變，故A錯(cuò)誤；核反應(yīng)方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n中根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x＝3；根據(jù)愛因斯坦質(zhì)能方程，該反應(yīng)放出能量為：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B、C正確；該核反應(yīng)生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯(cuò)誤，E正確．【答案】BCE3．關(guān)于近代物理，下列說法正確的是()A．α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核B．核聚變反應(yīng)方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，eq\o\al(1,0)n表示質(zhì)子C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動(dòng)能與照射光的頻率成正比D．玻爾將量子觀念引入原子領(lǐng)域，其理論能夠解釋氫原子光譜的特征E．愛因斯坦給出了物體的能量與它的質(zhì)量的關(guān)系，E＝mc2【解析】α射線是氦原子核，A對(duì)；eq\o\al(1,0)n表示中子，B錯(cuò)；據(jù)光電效應(yīng)方程Ekm＝hν－W0可知，光電子的最大初動(dòng)能隨照射光的頻率的增大而增大，并不成正比，C錯(cuò)；玻爾的量子觀念能解釋氫原子光譜，D對(duì)，是愛因斯坦給出了E＝mc2.【答案】ADE4．(2023·全國丙卷)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為×107m/s的質(zhì)子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列說法正確的是()A．核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒C．核反應(yīng)過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應(yīng)前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量等于反應(yīng)物的質(zhì)量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105【解析】核反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，說法A正確．核反應(yīng)過程中遵從動(dòng)量守恒和能量守恒，說法B正確，說法C錯(cuò)誤．核反應(yīng)中發(fā)生質(zhì)量虧損，生成物的質(zhì)量小于反應(yīng)物的質(zhì)量之和，說法D錯(cuò)誤．根據(jù)動(dòng)量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向與質(zhì)子初速度方向一致，說法E正確．【答案】ABE5．放射性元素eq\o\al(238,92)U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)T1最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖1所示．則()圖1A．a(chǎn)＝84B．b＝206\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是β衰變，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是α衰變\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是α衰變，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是β衰變\o\al(b,81)Tl經(jīng)過一次α衰變變成eq\o\al(206,82)Pb【解析】由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X，質(zhì)量數(shù)不變，說明發(fā)生的是β衰變，同時(shí)知a＝84.由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是核電荷數(shù)減2，說明發(fā)生的是α衰變，同時(shí)知b＝206，由eq\o\al(206,81)Tl→eq\o\al(206,82)Pb發(fā)生了一次β衰變．【答案】ABC6．下列說法中正確的是()A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核還可以再分B．天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)C．分別用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，則用X射線照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能較大D．基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射多種頻率的光子E．要使輕核聚變，必須使它們的距離達(dá)到10－15m【解析】α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象證明了原子核還可以再分，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；X射線的頻率高于紫光的頻率，用X射線照射金屬時(shí)獲得光電子的最大初動(dòng)能會(huì)更大，選項(xiàng)C正確；基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子發(fā)生躍遷，當(dāng)躍遷到較高的能級(jí)時(shí)(n≥3)，就可能發(fā)射多種頻率的光子，選項(xiàng)D正確．要使輕核發(fā)生聚變必須使它們的距離達(dá)到10－15以內(nèi)，核力才能起作用．E正確【答案】CDE7．“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個(gè)核外電子核內(nèi)一個(gè)質(zhì)子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€(gè)新核，并且放出一個(gè)中微子(其質(zhì)量小于電子質(zhì)量且不帶電)．若一個(gè)靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動(dòng)量可不計(jì))，則()A．生成的新核與衰變前的原子核質(zhì)量數(shù)相同B．生成新核的核電荷數(shù)增加C．生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D．生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等E．在發(fā)生“軌道電子俘獲”的過程中，系統(tǒng)動(dòng)量守恒【解析】質(zhì)子與中子的質(zhì)量數(shù)相同，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質(zhì)量數(shù)相同，A正確；新核質(zhì)子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，B錯(cuò)誤；新核與原核質(zhì)子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，C錯(cuò)誤；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動(dòng)量守恒，系統(tǒng)初動(dòng)量為零，所以生成的新核與中微子的動(dòng)量大小相等，方向相反，D、E正確．【答案】ADE8．太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應(yīng)可以看做是4個(gè)氫核(eq\o\al(1,1)H)結(jié)合成1個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)．下表中列出了部分粒子的質(zhì)量(1u相當(dāng)于MeV的能量)，以下說法中正確的是()粒子名稱質(zhì)子pα粒子電子e中子n質(zhì)量/u35557A.核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)eB．核反應(yīng)方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,－1)eC．4個(gè)氫核結(jié)合成1個(gè)氦核時(shí)的質(zhì)量虧損約為6uD．4個(gè)氫核聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為MeVE．四個(gè)氫核聚變反應(yīng)過程中釋放的能量約為J【解析】根據(jù)核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關(guān)系可判斷A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)能方程可知C、D正確，E錯(cuò)誤．【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共52分)9．(4分)由圖2所示可得出結(jié)論質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和________氘核的質(zhì)量，氘核分解為質(zhì)子和電子時(shí)要________能量．圖2【解析】由圖可以看出，氘核分解為質(zhì)子和中子的過程中是吸收能量的，因此兩個(gè)核子質(zhì)量之和大于氘核的質(zhì)量．【答案】大于吸收10．(8分)(2023·全國甲卷)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是______．(填正確答案標(biāo)號(hào))A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,-1)e\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,-1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n【解析】α衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出α粒子的現(xiàn)象，選項(xiàng)C為α衰變；β衰變?yōu)樗プ冞^程中釋放出β粒子的現(xiàn)象，選項(xiàng)A、B均為β衰變；重核裂變是質(zhì)量較大的核變成質(zhì)量較小的核的過程，選項(xiàng)E是常見的一種裂變；聚變是兩個(gè)較輕的核聚合成質(zhì)量較大的核的過程，選項(xiàng)F是典型的核聚變過程．【答案】CABEF11．(10分)1926年美國波士頓的內(nèi)科醫(yī)生盧姆加特等首次應(yīng)用放射性氡研究人體動(dòng)、靜脈血管床之間的循環(huán)時(shí)間，被譽(yù)為“臨床核醫(yī)學(xué)之父”．氡的放射性同位素有27種，其中最常用的是eq\o\al(222,86)\o\al(222,86)Rn經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變后變成穩(wěn)定的eq\o\al(206,82)Pb.(1)求m、n的值；(2)一個(gè)靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)放出一個(gè)α粒子后變成釙核(eq\o\al(218,84)Po)．已知釙核的速度v＝1×106m/s，求α粒子的速率.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390061】【解析】(1)4m＝222－206，m＝486＝82＋2m－n，n(2)由動(dòng)量守恒定律得mαvα－mPov＝0解得vα＝×107m/s【答案】(1)44(2)×107m/s12．(14分)為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變8×107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫取出1m3【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390062】【解析】由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比出發(fā)，運(yùn)用半衰期知識(shí)可求出存水量．設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,10天后其剩余質(zhì)量為m，水庫存水量為Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量為eq\f(m,Q)，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比eq\f(m0,m/Q)＝eq\f(8×107,10)，即eq\f(10Q,8×107)＝eq\f(m,m0)，由半衰期公式得：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得eq\f(10Q,8×107)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5解得水庫的存水量為Q＝×105m3.【答案】×105m313．(16分)eq\o\al(3,1)H的質(zhì)量是050u，質(zhì)子的質(zhì)量是277u，中子的質(zhì)量是665u．則：(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，是吸收還是放出能量？該能量為多少？(2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少？(3)如果這些能量是以光子形式放出的，則光子的頻率是多少？【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390063】【解析】(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H，反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp＋2mn＝277