高中物理《選擇性必修第三冊》課后習(xí)題第五章測評

第五章測評(時間:75分鐘滿分:100分)一、單項選擇題(本題共7小題,每小題4分,共28分。每小題只有一個選項符合題目要求)1.能源是社會發(fā)展的基礎(chǔ),發(fā)展核能是解決能源問題的途徑之一。下列核反應(yīng)方程及其表述都正確的是()A.24He+1327AlB.919F+11HC.13H+1D.92235USr+541362.下列說法正確的是()A.

92238U衰變?yōu)?/p>

91234Pa要經(jīng)過2次B.β射線與γ射線一樣都是電磁波,但β射線的穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱C.放射性元素的半衰期與原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件有關(guān)D.天然放射現(xiàn)象使人類首次認(rèn)識到原子核可分3.(2022山西太原一模)核電池,又稱同位素電池,它是利用放射性同位素衰變放出載能粒子(α粒子、β粒子和γ射線)并將其能量轉(zhuǎn)換為電能的裝置。某核電池使用的核燃料為

94238Pu,其半衰期為88年。已知

94238Pu的衰變方程為

94238PuA.94238Pu核比B.M234X的比結(jié)合能大于C.經(jīng)過88年,20個

94D.94238Pu衰變放出的載能粒子是4.正電子發(fā)射型計算機(jī)斷層顯像的基本原理是將放射性同位素15O注入人體,15O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對γ光子,被探測器采集后,經(jīng)計算機(jī)處理生成清晰圖像。已知15O的半衰期為2.03min,正、負(fù)電子的質(zhì)量均為m,光速為c,普朗克常量為h,下列說法正確的是()A.輻射出γ光子的動量為2mcB.正、負(fù)電子相遇湮滅過程的質(zhì)量虧損為mc2C.15O在人體內(nèi)衰變的方程是

815OF+D.經(jīng)過4.06min剩余15O為原來的四分之一5.(2022山東泰安基礎(chǔ)教育教學(xué)研究室一模)2021年12月30日,中科院全超導(dǎo)托卡馬克核聚變實驗裝置(EAST)在7000萬℃的高溫下實現(xiàn)1056s的長脈沖高參數(shù)等離子體運行。若某次聚變反應(yīng)是4個氫核

11H結(jié)合成1個氦核

24He,同時釋放出正電子

+10e。已知氫核的質(zhì)量為mp,氦核的質(zhì)量為mα,正電子的質(zhì)量為A.(4mp-mα-me)c2 B.(4mp-mα-2me)c2C.(4mp+mα-me)c2 D.(4mp+mα-2me)c26.(2022山東濰坊一模)已知

90234Th半衰期為1.2min,其衰變方程為

90234ThPa+X+ΔE,X是某種粒子,ΔE為釋放的核能。真空中光速為c,用質(zhì)譜儀測得

90234A.

90234Th發(fā)生的是B.91234C.100個

90234Th原子核經(jīng)過2D.若中子質(zhì)量為mn,質(zhì)子質(zhì)量為mh,則

902347.一靜止的原子核

naX發(fā)生α衰變,變成另一個新的原子核Y,衰變后測得α粒子的速率為v,已知α粒子的質(zhì)量為m0,原子核Y的質(zhì)量為M,下列說法正確的是(A.原子核Y的符號表示為a-m0n-2Y B.nC.原子核Y的速率為m0D.原子衰變過程中釋放的核能為12m0v二、多項選擇題(本題共3小題,每小題6分,共18分。全部選對得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分)8.(2022黑龍江齊齊哈爾高二期末)地震發(fā)生之前會有一些特殊的現(xiàn)象出現(xiàn),地光就是其中之一。某放射性元素衰變過程中釋放大量帶電粒子,當(dāng)這些帶電粒子通過巖石裂隙向大氣中集中釋放時就形成了地光,已知氡

86222Rn的半衰期為3.82天,經(jīng)一系列衰變放出一些射線后最后變成穩(wěn)定的鉛

82A.要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變B.氡原子核比鉛原子核多12個中子C.C射線是一種帶負(fù)電的粒子,可以穿透幾米厚的混凝土D.升高環(huán)境溫度增大壓強(qiáng)可能使氡

869.(2022重慶西南大學(xué)附中高二階段練習(xí))在醫(yī)學(xué)上,常用鈷60產(chǎn)生的γ射線對患有惡性腫瘤的病人進(jìn)行治療。鈷60的衰變方程為

2760CoNi+X,下列說法正確的是(A.鈷60發(fā)生的是β衰變,X是電子B.γ射線比β射線的穿透能力強(qiáng)C.X粒子是鈷60原子核的組成部分D.該衰變過程釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為γ射線的能量10.2021年12月15日秦山核電站迎來了安全發(fā)電30周年,核電站累計發(fā)電約6.9×1011kW·h,相當(dāng)于減排二氧化碳六億多噸。為了提高能源利用率,核電站還將利用冷卻水給周圍居民供熱。下列說法正確的是()A.秦山核電站利用的是核聚變釋放的能量B.秦山核電站發(fā)電使原子核虧損的質(zhì)量約為27.6kgC.核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度D.反應(yīng)堆中存在

92235U+01n三、非選擇題(本題共5小題,共54分)11.(6分)如圖所示是利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置,假如放射源能放射出α、β、γ三種射線,而根據(jù)設(shè)計,該生產(chǎn)線壓制的是3mm厚的鋁板,那么是三種射線中的射線對控制厚度起主要作用。當(dāng)探測接收器單位時間內(nèi)接收的放射性粒子的個數(shù)超過標(biāo)準(zhǔn)值時,將會通過自動裝置將M、N兩個軋輥間的距離調(diào)(選填“大”或“小”)一些。

12.(8分)約里奧-居里夫婦因發(fā)現(xiàn)人工放射性而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎,他們發(fā)現(xiàn)的放射性元素

1530P衰變成

1430Si的同時放出另一種粒子,這種粒子是

。1532P是

1530P的同位素,被廣泛應(yīng)用于生物示蹤技術(shù)。1mg13.(10分)放射性同位素

614C被考古學(xué)家稱為“碳鐘(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后,會形成很不穩(wěn)定的

614C,它很容易發(fā)生衰變,放出(2)若測得一古生物遺骸中的

614C含量只有活體中的1214.(14分)用速度大小為v的中子(01n)轟擊靜止的鋰核(36Li),發(fā)生核反應(yīng)后生成氚核和α粒子。已知氚核速度方向與中子的初速度方向相反,氚核與α粒子的速度之比為7∶8,質(zhì)子與中子的質(zhì)量近似相等且均為(1)寫出核反應(yīng)方程;(2)求氚核與α粒子的速度大小;(3)若核反應(yīng)過程中放出的核能全部轉(zhuǎn)化為氚核和α粒子的動能,求該過程中的質(zhì)量虧損。15.(16分)(2022河南鄭州高二期末)如圖所示,在垂直紙面向里的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,一個靜止于P點的放射性元素氫的原子核

86222Rn發(fā)生了一次α衰變,變?yōu)獒?Po)。放射出的α粒子(24He)和生成的新核釙(Po)均在與磁場方向垂直的平面內(nèi)做圓周運動。已知α粒子的質(zhì)量為m,電荷量為q,軌道半徑為R,新核釙(Po)的質(zhì)量為(1)寫出

86222Rn發(fā)生(2)定性畫出并標(biāo)明新核釙(Po)和α粒子的運動軌跡。(3)α粒子的圓周運動可等效成一個環(huán)形電流,求α粒子做圓周運動的周期T和環(huán)形電流大小I。(4)設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核釙(Po)的動能,求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm。

第五章測評1.CA選項方程書寫錯誤,電荷數(shù)兩邊不相等,故A錯誤;B選項方程是人工轉(zhuǎn)變方程,故B錯誤;C選項方程是核聚變反應(yīng),故C正確;D選項方程書寫錯誤,反應(yīng)物中應(yīng)該有中子,故D錯誤。2.D92238U衰變?yōu)?/p>

91234Pa要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變,A錯誤;β射線是高速電子流,B錯誤;半衰期與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān),C錯誤3.B根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知

94238Pu

92234X+24Y,因此

94238Pu核比

92234X核多2個中子,故A錯誤;比結(jié)合能越大越穩(wěn)定,因此

92234X的比結(jié)合能大于

94238Pu的比結(jié)合能,故B正確;半衰期是統(tǒng)計規(guī)律,只適用于大量原子核,4.D據(jù)題意可知,正負(fù)電子的能量轉(zhuǎn)化為一對光子的能量,即2mc2=2hν,一個光子的能量E=hν=hcλ=mc2,單個光子的動量p=hλ=Ec=mc,故A錯誤;根據(jù)質(zhì)能方程可得Δm=ΔEc2=2mc2c2=2m,故B錯誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得15O人體內(nèi)衰變的方程是

815O→+15.B核聚變方程為411HHe+2+10e,根據(jù)質(zhì)能方程,可知核反應(yīng)釋放的能量ΔE=(4mp-mα-2me)c26.D根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒電荷數(shù)守恒可知,X是

-10e,發(fā)生的是β衰變,故A錯誤;因為衰變過程有質(zhì)量虧損,所以

91234Pa原子核質(zhì)量小于m,故B錯誤;半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律,統(tǒng)計少量個數(shù)原子核是沒有意義的,故C錯誤;若中子質(zhì)量為mn,質(zhì)子質(zhì)量為mh,則

90234Th核的比結(jié)合能為7.C質(zhì)量數(shù)和質(zhì)量不能混淆,原子核Y的符號應(yīng)表示為

n-2a-4Y,故A錯誤;因該核反應(yīng)放出核能,則

naX的比結(jié)合能小于Y核的比結(jié)合能,故B錯誤;根據(jù)動量守恒定律可得m0v=Mv'得v'=m0vM,故C正確;因原子核Y也有動能8.AB設(shè)要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變,則

86222Rnx24He+y-10e+82206Pb,有222=4x+206,86=2x-y+82,聯(lián)立解得x=4,y=4,所以要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變,A正確;氡原子核有136個中子,鉛原子核有124個中子,所以氡原子核比鉛原子核多12個中子,B正確;根據(jù)C射線運動軌跡和左手定則,可以判斷C射線帶負(fù)電,為β射線,穿透能力較強(qiáng),9.AB由核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知,X的質(zhì)量數(shù)為0,電荷數(shù)為-1,則鈷60發(fā)生的是β衰變,X是電子,選項A正確;γ射線比β射線的穿透能力強(qiáng),選項B正確;X粒子是電子,不是鈷60原子核的組成部分,選項C錯誤;該衰變過程釋放的核能一部分轉(zhuǎn)化為新核的動能,一部分轉(zhuǎn)化為γ射線的能量,選項D錯誤。10.CD秦山核電站利用的是重核裂變釋放的能量,故A錯誤;原子核虧損的質(zhì)量全部轉(zhuǎn)化為電能時,Δm=ΔEc2=6.9×1011×1000×3600(3×108)2kg=27.6kg,核電站實際發(fā)電還要考慮到核能的轉(zhuǎn)化率和利用率,則原子核虧損的質(zhì)量大于27.6kg,故B錯誤;核電站反應(yīng)堆中需要用鎘棒能吸收中子的特性,通過中子的數(shù)量控制鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的速度11.答案β大解析α射線不能穿過3mm厚的鋁板,γ射線又很容易穿過3mm厚的鋁板,基本不受鋁板厚度的影響,而β射線剛好能穿透幾毫米厚的鋁板,因此厚度的微小變化會使穿過鋁板β射線的強(qiáng)度發(fā)生較明顯變化,所以是β射線對控制厚度起主要作用。若超過標(biāo)準(zhǔn)值,說明鋁板薄了,應(yīng)將兩個軋輥間的距離調(diào)節(jié)得大些。12.答案正電子56解析衰變方程為

1530PSi++10e,即這種粒子是正電子。由圖像可以看出

1532P的半衰期為14天,則4mg×12

t14=013.答案(1)714N+01nC+11解析(1)核反應(yīng)方程為

714N+01nC+11(2)活體中的

614C含量不變,生物死亡后,遺骸中的

614C按衰變規(guī)律變化,設(shè)活體中

614C的含量為N原,遺骸中的

614C含量為N余,由半衰期的定義得:N余=N所以tτ=3,τ=5730年,則t=1719014.答案(1)36Li+01nH+24He(3)141解析(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,可得核反應(yīng)方程為

01n+36Li(2)由動量守恒定律得mnv=-mHv1+mHev2,由題意得v1∶v2=7∶8,解得v1=711v,v2=811(3)氚核和α粒子的動能之和為Ek=12×3mv12+12×釋放的核能為ΔE=Ek-Ekn=403242mv2-12mv2=141121