高中物理 章末综合测评4 沪科版选修3-5

章末综合测评(四)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共6小题，每小题6分.在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分.)1.关于天然放射现象，下列说法正确的是()A.放射性元素的原子核有半数发生变化所需的时间就是半衰期B.放射性物质放出的射线中，粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强C.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线E.放射性元素放出的射线中，粒子是从原子核内放出的【解析】放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间，就是半衰期，故A对；粒子的贯穿本领很弱，故B不对；原子核发生衰变放出的电子并不是核外电子，故C不对，D、E均正确.【答案】ADE2.有关放射性同位素P的下列说法中正确的是()A.P与X互为同位素B.P与其同位素具有相同的化学性质C.用P制成化合物后它的半衰期变短D.含有P的磷肥释放正电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物的影响E.用P制成化合物后它的半衰期不发生变化【解析】同位素具有相同的质子数，化学性质相同，A错，B对；半衰期与化学状态无关，C错，E对；含有P的磷肥放出正电子，P可作为示踪原子，D对.【答案】BDE3.(2016石家庄一中检测)一个静止的放射性同位素的原子核P衰变为Si，另一个静止的天然放射性元素的原子核Th衰变为Pa，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图1所示，则这四条径迹依次是()图1A.图中1、2为Th衰变产生的Pa和e的轨迹，其中2是电子e的轨迹B.图中1、2为P衰变产生的Si和e的轨迹，其中2是正电子e的轨迹C.图中3、4是P衰变产生的Si和e的轨迹，其中3是正电子e的轨迹D.图中3、4是P衰变产生的Si和e的轨迹，其中4是正电子e的轨迹E.图中3、4轨迹中两粒子在磁场中旋转方向相同【解析】PSie(正电子)，产生的两个粒子，都带正电，应是外切圆，由R，电荷量大的半径小，故3是正电子，4是Si.ThPae，产生的两个粒子，一个带正电，一个带负电，应是内切圆，由R知，电荷量大的半径小，故1是Pa,2是电子，故A、C项正确；由动量守恒定律可知，静止的P核发生衰变时生成的Si和正电子e速度方向相反，但在磁场中旋转的方向相同，同为逆时针方向或同为顺时针方向，E正确.【答案】ACE4.放射性元素氡(Rn)经衰变成为钋(Po)，半衰期约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，关于其原因下列说法不正确的是()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E.Rn的半衰期只有3.8天，目前矿石中仍有其成分存在，说明地壳中的Rn一定存在着不断衰变和不断生成的过程【解析】从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素的衰变不断发生，而Rn的半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中的Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成的，选项A、E正确，选项B错误；放射性元素的半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误.【答案】BCD5.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O注入人体，参与人体的代谢过程，O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像，则根据PET原理判断下列表述正确的是()A.O在人体内衰变方程是ONeB.正、负电子湮灭方程是eeC.在PET中，O主要用途是作为示踪原子D.在PET中，O主要用途是参与人体的新陈代谢E.计算机断层显像技术在医学检查时对人的影响是微乎其微的，检查过程也是安全的【解析】由题意知A正确，B错误.显像的原理是采集光子，即注入人体内的O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对，D错.医学中应用放射性同位素O注入人体，进行医学检查时，人体呼吸沉积的量很小，对人体造成的影响很小，检查过程安全，E正确.【答案】ACE6.朝鲜的“核危机”引起了全世界的瞩目，其焦点问题就是朝鲜生产供研制核武器用的钚239(Pu)，这种Pu可由铀239(U)经过衰变而产生.则下列判断中正确的是()A.Pu与U的核内具有相同的中子数B.Pu与U的核内具有相同的核子数C.U经过1次衰变产生PuD.U经过2次衰变产生PuE.由铀239转变为Pu的过程中有2个中子转变为2个质子【解析】Pu的核子数是239，中子数为23994145，而U的核子数是239，中子数为23992147，所以Pu与U的核内具有相同的核子数，不同的中子数，选项A错误，B正确；U经过1次衰变，生成的新核的质子数为90，所以产生物不是Pu，选项C错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出，U经过2次衰变后产生的新核是Pu，此过程中有2个中子转变为2个质子，故D、E均正确.【答案】BDE二、非选择题(本题共5小题，共64分，按题目要求作答)7.(8分)如图2所示在垂直纸面向外的匀强磁场中，一个静止的镭(88Ra)发生一次衰变，生成氡(Rn)时可能的径迹图，其中粒子的径迹是_，新核的径迹为_，核反应方程为_.图2【解析】由动量守恒定律可知86Rn与He的运动方向相反，故轨迹为外切圆，由r可知，电荷量小的He轨道半径大.【答案】cd88Ra86RnHe8.(8分)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅含量来推算.测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化的规律如图3所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数. 【导学号：67080042】图3由此可知地球的年龄大约为_亿年，被测定的古老岩石样品在90亿年时的铀、铅原子数之比约为_.【解析】据题意，岩石中铀含量是形成初期的，即有半数发生衰变，由图像时，时间约为45亿年，即半衰期也是地球的大致年龄；90亿年时有的铀衰变为铅，故铀、铅原子数之比为13.【答案】45139.(14分)碳14具有放射性，其半衰期T5 686年，空气中碳12跟碳14的存量比约为101.2，活着的生物体中碳的这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再吸收碳，碳14以T5 686年的半衰期减少，因此测得生物遗骸中的碳12与碳14存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代，现测得一古代遗骸中碳14与碳12的存量比为空气中的，试计算该古代遗骸距今的时间.【解析】设活着和死亡时古生物中含14C的质量分别为m0和m，含12C的质量为M，则：，所以，因为mm0t/T，所以2t/T所以t3 326年.【答案】3 326年10.(16分)静止的氮核N被速度为v0的中子n击中生成甲、乙两核，已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致，甲、乙两核动量之比为11，动能之比为14，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动，其半径之比为16，问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该核反应方程. 【导学号：67080043】【解析】设甲、乙两核质量分别为m甲、m乙，电荷量分别为q甲、q乙.由动量与动能的关系p和p甲p乙可得m甲m乙Ek乙Ek甲41又由R可得q甲q乙R乙R甲61设中子质量为m0，m甲m乙15m0，q甲q乙7e，所以m甲12m0，m乙3m0，q甲6e，q乙e，即甲为C，乙为H.由动量守恒定律，可得m0v0m甲v甲m乙v乙2m甲v甲24m0v甲进而求得甲的速度v甲，乙的速度v乙核反应方程为NnCH.【答案】甲为C，乙为HNnCH11.(18分)如图4甲所示，静止在匀强磁场中的Li核俘获一个速度为v07.7104 m/s的中子而发生核反应，即LinHHe，若已知He的速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：图4(1)H的速度大小和方向；(2)在图4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He旋转三周时，粒子H旋转几周？【解析】(1)反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v11.0103 m/s，方向与v0相反.(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1r2340.(3)H和He做匀速圆周运动的周期之比T1T232所以它们的旋转周数之比：n1n2T2T123，即He旋转三周，H旋转2周.【答案】(1)大小为1.0103 m/s，方向与v0相反(2)340(3)2周