教科版高中物理選修3-5單元質(zhì)量評(píng)估（三）

單元質(zhì)量評(píng)估(三)(第三章)(90分鐘100分)一、選擇題(本大題共12小題,1～9單選,10～12多選,每小題5分,共60分)1.用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為

816O+01n→a7N+b0X。對(duì)式中A.X代表中子,a=17,b=1B.X代表電子,a=17,b=1C.X代表正電子,a=17,b=1D.X代表質(zhì)子,a=17,b=1【解析】選C。根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得16+1=a+0,8+0=7+b,解得a=17,b=1,X為

+12.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法中正確的是()A.β衰變說(shuō)明原子核里有電子B.某原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變后,核內(nèi)中子數(shù)減少4C.放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將縮短D.γ射線的電離作用很強(qiáng),可用來(lái)消除有害靜電【解析】選B。β衰變是原子核里一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)放出一個(gè)電子。原子核里沒(méi)有電子,A錯(cuò);經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變,電荷數(shù)(質(zhì)子數(shù))不變,質(zhì)量數(shù)減少4,即中子數(shù)減少4,B正確。半衰期只與原子核本身有關(guān),與物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),C錯(cuò);α粒子電離作用很強(qiáng),可用來(lái)消除有害靜電,D錯(cuò)。3.表示放射性元素碘131(53131I)β衰變的方程是(A.53131I→51127Sb+21He BC.53131I→53130I+01n D【解析】選B。碘(53131I)的原子核內(nèi)一個(gè)中子放出一個(gè)電子變成一個(gè)質(zhì)子,質(zhì)量沒(méi)有發(fā)生變化,核電荷數(shù)增加1,所以生成54號(hào)元素4.有關(guān)核力的說(shuō)法,正確的是()A.原子核中所有核子間都存在著核力B.中子不帶電,中子之間沒(méi)有相互作用力C.核力是短程力,作用范圍在1.5×10-15mD.核力同萬(wàn)有引力沒(méi)有區(qū)別,都是物體間的作用力【解析】選C。核力具有飽和性,只有相鄰的核子間才有核力作用,A錯(cuò);核力與核子間是否帶電無(wú)關(guān),質(zhì)子與質(zhì)子間,質(zhì)子與中子間,中子與中子間都可以有核力作用,B錯(cuò);核力是短程力,只在1.5×10-15m5.如果某放射性元素經(jīng)過(guò)x次α衰變和y次β衰變,變成一種新原子核,則這個(gè)新原子核的質(zhì)子數(shù)比放射性元素原子核的質(zhì)子數(shù)減少()A.2x+y B.x+y C.xy D.2xy【解析】選D。每經(jīng)過(guò)一次α衰變,電荷數(shù)減少2,每經(jīng)過(guò)一次β衰變,電荷數(shù)增加1,故電荷數(shù)總的減少量為2xy,根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒,知D項(xiàng)正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】下列說(shuō)法中正確的是()A.

88226Ra衰變?yōu)?/p>

86222Rn要經(jīng)過(guò)1次α衰變和B.91234Pa衰變?yōu)?/p>

90234Th要經(jīng)過(guò)1次α衰變和C.92238U衰變?yōu)?/p>

86222Rn要經(jīng)過(guò)4次α衰變和D.92238U衰變?yōu)?/p>

86222Rn要經(jīng)過(guò)4次α衰變和【解析】選C。由

88226Ra變?yōu)?/p>

86222Rn,質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2,故發(fā)生一次α衰變,A錯(cuò)誤;91234Pa變?yōu)?/p>

90234Th,質(zhì)量數(shù)沒(méi)有變化,電荷數(shù)減少1,應(yīng)放出一個(gè)正電子,B錯(cuò)誤;926.釷核

90234Th,具有放射性,它放出一個(gè)電子衰變成鏷核(91234Pa),伴隨該過(guò)程放出γ光子,A.該電子就是釷原子核外的電子B.γ光子是衰變過(guò)程中釷核

90234C.因?yàn)樗プ冞^(guò)程中原子核的質(zhì)量數(shù)守恒,所以不會(huì)出現(xiàn)質(zhì)量虧損D.原子核的天然放射現(xiàn)象說(shuō)明原子核是可分的【解析】選D。β衰變是原子核里一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子時(shí)放出的,A錯(cuò);γ光子是在β衰變過(guò)程中由于具有多余的能量而放出的,B錯(cuò);質(zhì)量數(shù)守恒與質(zhì)量守恒是兩個(gè)不同的概念,核反應(yīng)中質(zhì)量有虧損,而質(zhì)量數(shù)是不變的,C錯(cuò);人類(lèi)對(duì)原子核的探索,是從發(fā)現(xiàn)原子核放射性開(kāi)始的,天然放射性說(shuō)明原子核是可分的,D正確。7.有下列五個(gè)核反應(yīng)方程:①90234Th→91234Pa+-10e③714N+24He→817O+11H⑤92235U+01n→38對(duì)以上核反應(yīng)分類(lèi)如下,則分類(lèi)正確的是()選項(xiàng)衰變裂變聚變A②①⑤③B①②⑤④C①②⑤③④D⑤①②④【解析】選B。①為β衰變,②為α衰變,③為人工轉(zhuǎn)變,④為聚變,⑤為裂變,綜上可知,B項(xiàng)正確。8.某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論,其中的兩個(gè)核反應(yīng)方程為

11H+612C→713N+Q1,11H+

715N→612原子核

1

2

2+6→7

7質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001下列關(guān)于Q1,Q2說(shuō)法正確的是()A.X是

23He,Q2>Q1 B.X是

23C.X是

24He,Q2>Q1 D.X是

24【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下兩點(diǎn):(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒確定新核X。(2)釋放的能量由質(zhì)量虧損決定?！窘馕觥窟xC。根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,X的質(zhì)量數(shù)為1+1512=4,Χ的電荷數(shù)為1+76=2故Χ為

2與Q1對(duì)應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm1=(1.0078+12.000013.0057)u=0.0021u;與Q2對(duì)應(yīng)的質(zhì)量虧損Δm2=(1.0078+15.000112.00004.0026)u=0.0053u,由于Δm1<Δm2,根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程,Q2>Q1,故C正確。9.當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí),放出28.30MeV的能量,當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳(C)核時(shí),放出7.26MeV的能量,則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳(C)核時(shí),釋放的能量約為()MeV B.35.56MeVC.77.64MeV D.92.16MeV【解析】選D。6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)α粒子,放出能量3×28.30MeV=84.90MeV,3個(gè)α粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核,放出7.26MeV能量,故6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí),釋放能量為84.90MeV+7.26MeV=92.16MeV。10.一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子聚變結(jié)合成一個(gè)氘核,同時(shí)輻射一個(gè)γ光子。已知質(zhì)子、中子、氘核的質(zhì)量分別為m1、m2、m3,普朗克常量為h,真空中的光速為c。下列說(shuō)法正確的是()A.核反應(yīng)方程是

11H+01B.聚變反應(yīng)中的質(zhì)量虧損為m1+m2m3C.輻射出的γ光子能量為(m3m1m2)c2D.輻射出的γ光子的波長(zhǎng)為λ=h【解析】選B、D。核反應(yīng)方程為

11H+01n→12H+γ,A錯(cuò);質(zhì)量虧損Δm=m1+m2m3,B正確;輻射出的γ光子能量為E=Δmc2=(m1+m2m3)c2,C錯(cuò);由E=h(11.帶電粒子進(jìn)入云室會(huì)使云室中的氣體分子電離,從而顯示其運(yùn)動(dòng)軌跡。如圖是在有勻強(qiáng)磁場(chǎng)的云室中觀察到的粒子的軌跡,a和b是軌跡上的兩點(diǎn),勻強(qiáng)磁場(chǎng)B垂直紙面向里。該粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí),其質(zhì)量和電量不變,而動(dòng)能逐漸減少,下列說(shuō)法正確的是()A.粒子先經(jīng)過(guò)a點(diǎn),再經(jīng)過(guò)b點(diǎn)B.粒子先經(jīng)過(guò)b點(diǎn),再經(jīng)過(guò)a點(diǎn)C.粒子帶負(fù)電D.粒子帶正電【解析】選A、C。由r=mv【總結(jié)提升】云室中帶電粒子性質(zhì)的判斷方法(1)明確云室中勻強(qiáng)磁場(chǎng)的方向情況。(2)明確粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的不變量和變化量分別是什么物理量。(3)根據(jù)帶電粒子在云室中的運(yùn)動(dòng)軌跡形狀,判斷帶電粒子運(yùn)動(dòng)過(guò)程中曲率半徑的變化情況。(4)根據(jù)帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑公式r=mv(5)根據(jù)左手定則,判斷出帶電粒子的電性。12.“中國(guó)月球著陸探測(cè)器”在中國(guó)航天館揭開(kāi)神秘面紗。它將帶著中國(guó)制造的月球車(chē),在38萬(wàn)千米之外的月球表面閑庭信步。月球的表面長(zhǎng)期受到宇宙射線的照射,使得“月壤”中的

23He含量十分豐富,科學(xué)家認(rèn)為,23He是發(fā)生核聚變的極好原料,將來(lái)

23He也許是人類(lèi)重要的能源,所以探測(cè)月球意義十分重大。關(guān)于A.23B.23C.23He發(fā)生核聚變,放出能量D.23【解析】選B、C。2二、計(jì)算題(本大題共4小題,共40分,要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)13.(8分)放射性元素

614C射線被考古學(xué)家稱為“碳鐘(1C不穩(wěn)定,易發(fā)生衰變,放出β(2)若測(cè)得一古生物遺骸中

614C的含量只有活體中的12.5%,【解析】(1)衰變方程為

614C→7(2)活體中

614C含量不變,生物死亡后,614C開(kāi)始衰變,設(shè)活體中

614C的含量為m即0.125=(1解得tτ所以t=3τ=17190年(2分)答案:(1)614C14.(8分)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止放置的放射性元素的原子核,當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后,它們的速度方向都與磁場(chǎng)方向垂直。若測(cè)得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1,如圖所示。則反沖核的電荷數(shù)是多少?【解析】放射性元素的原子核放出α粒子的過(guò)程中動(dòng)量守恒,由于初始動(dòng)量為零,所以末態(tài)動(dòng)量也為零,即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反,即p1=p2=p(2分)qvB=mv2R所以α粒子的半徑:R1=p2eB設(shè)反沖核的電荷量為Q,則反沖核的半徑:R2=pQB所以R1R2=Q即反沖核的電荷數(shù)是88。答案:8815.(12分)一個(gè)靜止的鈾核

92232U(原子質(zhì)量為232.0372u)放出一個(gè)α粒子(原子質(zhì)量為4.0026u)后衰變成釷核

90228Th(原子質(zhì)量為228.0287u)。(已知:原子質(zhì)量單位1u=1.67×10(1)寫(xiě)出核衰變反應(yīng)方程。(2)算出該核衰變反應(yīng)中釋放出的核能。(3)假設(shè)反應(yīng)中釋放出的核能全部轉(zhuǎn)化為釷核和α粒子的動(dòng)能,則釷核獲得的動(dòng)能有多大?【解析】(1)92232U→90(2)質(zhì)量虧損Δm=0.0059u(2分)ΔE=Δmc2=0.0059×931MeV=5.49MeV(2分)(3)系統(tǒng)動(dòng)量守恒,釷核和α粒子的動(dòng)量大小相等,即pTh+(pα)=0pTh=pα(2分)EkTh=pEkα=pαEkTh+Ekα=ΔE(1分)所以釷核獲得的動(dòng)能EkTh=mαmα+m答案:(1)92232U→90(2)5.49MeV(3)0.09MeV16.(12分)如圖所示,有界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.05T,磁場(chǎng)方向垂直于紙面向里,MN是磁場(chǎng)的左邊界。在磁場(chǎng)A處放一個(gè)放射源,內(nèi)裝QUOTE

088226Ra,放出某種射線后衰變成QUOTE

086222Rn。(1)寫(xiě)出上述衰變方程。(2)若A處距磁場(chǎng)邊界MN的距離OA=1.0m時(shí),放在MN左側(cè)邊緣的粒子接收器接收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子,此時(shí)接收器距過(guò)OA的直線1.0m。求一個(gè)靜止QUOTE

088226Ra核衰變過(guò)程中釋放的核能有多少?(取1u=1.6×10-27kg,e=1.6×10-19C,結(jié)果保留三位有效數(shù)字)【解析】(1QUOTE)088226)Ra比QUOTE

086222Rn電荷數(shù)多2個(gè),質(zhì)量數(shù)多4個(gè),則該衰變?yōu)棣了プ?方程為QUOTE

088226Ra→QUOTE→086222Rn+24He(3分)(2)衰變過(guò)程中釋放的α粒子在磁場(chǎng)中做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑R=1.0m