2019-2020年高中物理 章末检测卷三（含解析）粤教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 章末检测卷三（含解析）粤教版选修3-5一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1下列关于原子和原子核的说法正确的是()A衰变现象说明电子是原子核的组成部分B原子核还可以再分C放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D平均结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固答案B2U经过m次衰变和n次衰变，变成Pb则()Am7，n3 Bm7，n4 Cm14，n9 Dm14，n18答案B解析发生一次衰变，质量数减4，核电荷数减2，故衰变次数为m(235207)7，选项C、D错误；发生一次衰变质量数不变，核电荷数增1，故衰变次数为n72(9282)4次，选项A错误，B正确3科学家发现在月球上含有丰富的He(氦3)它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程为HeHe2HHe.关于He聚变，下列表述正确的是()A聚变反应不会释放能量B聚变反应产生了新的原子核C聚变反应没有质量亏损D目前核电站都采用He聚变反应发电答案B解析该聚变反应释放了能量，是因为发生了质量亏损，A、C错；该聚变反应产生了新原子核，B对；目前核电站都是用重核裂变发电而不是用轻核聚变，D错4以下是物理学史上3个著名的核反应方程xLi2yyNx8OyBez6Cx、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A粒子 B质子C中子 D电子答案C5一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射一个光子已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.下列说法正确的是()A核反应方程是HnHB聚变反应中的质量亏损mm1m2m3C辐射出的光子的能量E(m3m1m2)cD光子的波长答案B解析根据核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒可知核反应方程为：HnH，故选项A错误；聚变过程中辐射出光子，质量亏损mm1m2m3，故选项B正确；由质能方程知，辐射出的光子的能量E(m1m2m3)c2，故选项C错误；由E知，光子的波长，故选项D错误6一个原来静止的238U核发生衰变，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下列图中的(图中半径大小没有按比例画)()答案D解析由于发生的是衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒定律Mv1mv0，可得这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则判断洛伦兹力的方向，故D项正确二、双项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分)7下列说法正确的是()A.NHCHe是衰变B.HHHe是核聚变CUThHe是核裂变D.HeAlPn是原子核的人工转变答案BD解析原子核放出粒子是衰变，A项不是衰变，C项是衰变，A、C两项都错误本题B、D两项正确8下列说法中正确的是()A光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象B卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构C235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短D碘131能自发地进行衰变，衰变后生成的新物质原子核比碘131原子核多一个质子而少一个中子答案BD解析光电效应是在光的照射下电子从金属表面逸出的现象，选项A错误；卢瑟福通过对粒子散射实验的研究，揭示了原子的核式结构，选项B正确；半衰期的大小由放射性元素的原子核内部本身的因素决定，跟元素所处的物理状态(如压强、温度)或化学状态(如单质、化合物)无关，选项C错误；衰变的实质是核内的一个中子转化为一个质子和一个电子，产生的电子从核内射出来，原子核转化为新核，所以经过一次衰变后中子数减少1个，质子数多1个，选择D正确本题答案为B、D.9以下说法中正确的是()A原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B原子核中的中子数一定跟核外电子数相等C用粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子答案CD解析原子中除了有带负电的电子外，还有带正电的质子，故A错；原子核中的中子数不一定跟核外电子数相等，故B错；正是用粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C正确；因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于原子核的电荷量跟质子的电荷量之比，才确定原子核内还有别的中性粒子，故D正确10月球土壤里大量存在着一种叫做“氦3(He)”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(He)”与氘核的聚变，下列说法中正确的是()A核反应方程为HeHHeHB核反应生成物的质量将大于反应物的质量C氦3(He)一个核子的结合能大于氦4(He)一个核子的结合能D氦3(He)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HeHHeH，A对；根据平均结合能曲线可知氦3(He)一个核子的结合能小于氦4(He)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对三、填空题(本题共4小题，共20分)11(5分)约里奥居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是_.P是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg P随时间衰变的关系如图1所示，请估算4 mg的P经_天的衰变后还剩0.25 mg.图1答案正电子56解析衰变方程为PSie，即这种粒子是正电子由图象可以看出P的半衰期为14天，则40.25，得t56天12(5分)氘核和氚核可发生热核聚变而释放出巨大的能量，该反应方程为：HHHex，式中x是某种粒子已知：H、H、He和粒子x的质量分别为2.014 1 u、3.016 1 u、4.002 6 u和1.008 7 u；1 u对应的能量为931.5 MeV，c是真空中的光速由上述反应方程和数据可知，粒子x是_，该反应释放出的能量为_MeV(结果保留3位有效数字)答案(1)n(或中子)17.6解析根据质量数和电荷数守恒有x的电荷数为0，质量数为(234)1，可知x为中子；根据质能方程有E931.5(2.014 13.016 14.002 61.008 7) MeV17.6 MeV.13(5分)一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程为_该反应放出的能量为Q，则氘核的平均结合能为_答案nHH解析设某原子核的质量数为x，核电荷数为y，根据核反应前后质量数、核电荷数均守恒可得：x12,0y1，联立两式解得：x1，y1，该原子核为质子，核反应方程为：nHH.核反应放出能量为Q时，H的平均结合能为.14(5分)一个静止的钚核239 94Pu自发衰变成一个铀核U和另一个原子核X，并释放出一定的能量其核衰变方程为：PuUX.(1)方程中的X核符号为_(2)钚核的质量为239.052 2 u，铀核的质量为235.043 9 u，X核的质量为4.002 6 u，已知1 u相当于931.5 MeV，则该衰变过程放出的能量是_MeV；(3)假设钚核衰变释放出的能量全部转变为铀核和X核的动能，则X核与铀核的动能之比是_答案(1)He(2)5.31(3)2354解析(1)由质量数及电荷数守恒可知X为He(2)该核反应的质量亏损m(239.052 2235.043 94.002 6)u0.005 7 u；释放能量E0.005 7931.5 MeV5.31 MeV(3)由动量守恒得mUvUmXvX，又Ek，解方程组得EkXEkUmUmX2354四、计算题(本题共4小题，共36分)15(8分)放射性同位素6C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C，C很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5 730年，放出射线，试写出有关核反应方程(2)若测得一古生物遗骸中C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)7Nn6CH，6C7Ne；(2)依题意得：()n0.125，解得n3，则t5 730317 190年16(8分)一个锂核(Li)受到一个质子的轰击，变成两个粒子已知质子的质量是1.673 61027kg，锂核的质量是11.650 51027kg，氦核的质量是6.646 61027kg.(1)写出上述核反应的方程；(2)计算上述核反应释放出的能量(保留3位有效数字)答案(1)LiH2He(2)2.7811012J解析(1)LiH2He(2)核反应的质量亏损mmLimp2m(11.650 510271.673 6102726.646 61027)kg3.091029kg释放的能量Emc23.091029(3108)2J2.7811012J17(10分)xx年北京奥运会场馆周围80%90%的路灯利用太阳能发电技术来供电，奥运会90%的洗浴热水采用全玻璃真空太阳能集热技术科学研究发现太阳发光是由于其内部不断发生从氢核到氦核的核聚变反应，即在太阳内部四个氢核(H)转化成一个氦核(He)和两个正电子(e)并放出能量已知质子质量mp1.007 3 u，粒子的质量m4.002 6 u，正电子的质量me0.000 5 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量(1)写出该核反应方程；(2)一次这样的热核反应过程中释放出多少能量？(结果保留四位有效数字)答案(1)4HHe2e(2)23.85 MeV解析(1)根据质量数守恒、电荷数守恒，该核反应方程为：4HHe2e.(2)质量亏损：m4mpm2me41.007 3 u4.002 6 u20.000 5 u0.025 6 uE0.025 6931.5 MeV23.85 MeV.18(10分)钚的放射性同位素Pu静止时衰变为铀核激发态U*和粒子，而铀核激发态U*立即衰变为铀核U，并放出能量为0.097 MeV的光子已知：Pu、U和粒子的质量分别为mPu239.052 1 u、mU235.043 9 u和m4.002 6 u,1 u的质量相当于931.5 MeV的能量(1)写出衰变方程；(2)已知衰变放出的光子的动量可忽略，求粒子的动能答案(1) PuU*HeU*U(或PuUHe)(2)5.034 MeV解析(1)衰变方程为PuU*HeU*U或合起来有PuUHe(2)上述衰变过程的质量亏损为mmPumUm放出的能量为Emc2此能量是铀核U的动能EkU、粒子的动能Ek和光子的能量E之和，即EEkUEkE由式得EkUEk(mPumUm)c2E设衰变后的铀核和粒子的速率分别为vU和v，则由动量守恒有mUvUmv又由动能的定义知EkUmUv，Ekmv由式得由式得Ek(mPumUm)c2E代入题给数据得Ek5.034 MeV