高中物理 第十九章 过关检测（含解析）新人教版选修35.doc

第十九章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分,在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.由原子核的衰变规律可知()a.放射性元素一次衰变可同时产生射线和射线b.放射性元素发生衰变时,新核的化学性质不变 c.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制d.放射性元素发生正电子衰变时,新核质量数不变,核电荷数增加1答案:c解析:一次衰变不可能同时产生射线和射线,只可能同时产生射线和射线或射线和射线;原子核发生衰变后,新核的核电荷数发生了变化,故新核(新的物质)的化学性质应发生改变;发生正电子衰变,新核质量数不变,核电荷数减少1。2.根据宇宙大爆炸的理论,在宇宙形成之初是“粒子家族”尽显风采的时期,那么在大爆炸之后最早产生的粒子是()a.夸克、轻子、胶子等粒子b.质子和中子等强子c.光子、中微子和电子等轻子d.氢核、氘核、氦核等轻核答案:a解析:宇宙形成之初产生了夸克、轻子和胶子等粒子,之后又经历了质子和中子等强子时代,再之后是自由光子、中微子、电子大量存在的轻子时代,再之后是中子和质子组成氘核,并形成氢核的核时代,之后电子和质子复合成氢原子,最后形成恒星和星系,因此a正确,b、c、d的产生都在a之后,故b、c、d错误。3.太阳放出的大量中微子向地球飞来,但实验测定的数目只有理论的三分之一,后来科学家发现中微子在向地球传播过程中衰变成一个子和一个子。若在衰变过程中子的速度方向与中微子原来的方向一致,则子的运动方向()a.一定与子同方向b.一定与子反方向c.一定与子在同一直线上d.不一定与子在同一直线上答案:c解析:中微子衰变成子和子,满足动量守恒,子的速度方向与中微子原来的方向一致,子的运动方向必定也在这条直线上,选项c是正确的。4.(2013天津理综)下列说法正确的是()a.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律b.射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流c.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子d.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关答案:c解析:原子核发生衰变时遵循电荷数守恒、质量数守恒的规律,选项a错误;射线是不带电的高速光子流,选项b错误;由氢原子跃迁规则可知,原子向基态跃迁时只能辐射出特定频率的光子,选项c正确;光电子的最大初动能与入射光的频率及金属的种类有关,与入射光的强度无关,选项d错误。5.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核反应方程为n+q1c+x+q2方程中q1、q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核hhehecnn质量/u1.007 83.016 04.002 612.000 013.005 715.000 1以下推断正确的是()a.x是he,q2q1b.x是he,q2q1c.x是he,q2q1d.x是he,q2m1,故q2q1,d错误,b正确。6.月球土壤里大量存在着一种叫作“氦3he)”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3he)”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质量c.氦3he)一个核子的结合能大于氦4he)一个核子的结合能d.氦3he)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;根据比结合能曲线可知氦3he)一个核子的结合能小于氦4he)一个核子的结合能,所以核反应中释放了能量,质量发生亏损,b、c错,d对。7.“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式,即原子核俘获一个核外电子,核内一个质子变为中子,原子核衰变成一个新核,并且放出一个中微子(其质量小于电子质量且不带电)。若一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”(电子的初动量可不计),则()a.生成的新核与衰变前的原子核质量数相同b.生成新核的电荷数增加c.生成的新核与衰变前的原子核互为同位素d.生成的新核与中微子的动量大小相等答案:ad解析:发生“轨道电子俘获”时,一个质子变为中子,质子与中子的总量不变,所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同,选项a正确;新核质子数减少,故核电荷数减少,选项b错误;新核与原核质子数不同,不能称它们互为同位素,选项c错误;以静止原子核及被俘获电子为系统,系统动量守恒,系统初动量为零,所以生成的新核与中微子的动量大小相等,方向相反,选项d正确。8.下列说法正确的是()ahe是衰变方程bhe+是核聚变反应方程cthhe是核裂变反应方程dhealn是原子核的人工转变方程答案: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。二、填空题(每小题10分,共20分,把答案填在相应的横线上)9.碘131核不稳定,会发生衰变,其半衰期为8天。(1)碘131核的衰变方程i(衰变后的元素用x表示)。(2)经过天有75%的碘131核发生了衰变。答案:(1e(2)16解析:(1)衰变过程遵循核电荷数和质量数守恒,有ie。(2)根据半衰期的定义可知,经2个半衰期的时间即16天,共有的碘发生了衰变。10.一个中子与某原子核发生核反应,生成一个氘核,其核反应方程式为。该反应放出的能量为q,则氘核的比结合能为。答案h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:x+1=2,0+y=1,联立两式解得:x=1,y=1,该原子核为质子,核反应方程式为h。核反应放出能量为q时, h的比结合能为。三、计算题(每小题16分,共32分)11.回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用,有力地推动了现代科学技术的发展。当今医学影像诊断设备pet/ct堪称“现代医学高科技之冠”,它在医疗诊断中,常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子。碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得,同时还产生另一粒子,试写出核反应方程。若碳11的半衰期为20 min,经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几?(结果取两位有效数字)答案he1.6%解析:核反应方程为he设碳11原有质量为m0,经过t=2.0 h剩余的质量为m,根据半衰期定义有=(=(1.6%。12.天文学家测得银河系中氦的含量约为25%,有关研究表明,宇宙中氦生成的途径有两种:一是在宇宙诞生后3分钟左右生成的;二是在宇宙演化到恒星诞生后,由恒星内部氢核聚变反应生成的。(1)把轻核聚变反应简化为4个氢核h)聚变成氦核he),同时放出两个正电子e)和两个中微子(),请写出氢核聚变反应的方程式,并计算一次反应释放的能量。(2)研究表明,银河系的年龄约为t=3.81017s,每秒钟银河系产生的能量约为11037j(即p=11037 j/s),现假定该能量全部来自于上述轻核聚变反应,试估算银河系中氦的质量(最后结果保留一位有效数字)。(3)根据你的估算结果,对银河系中氦的主要生成途径作出判断。可能用到的数据:银河系质量为m=31041 kg,原子质量单位1 u=1.6610-27 kg,1 u相当于1.510-10 j的能量,电子质量me=0.000 5 u,氦核质量m=4.002 6 u,氢核质量mh=1.007 8 u,中微子()质量为零。答案:(1)he+e+24.210-12 j(2)61039 kg(3)宇宙诞生后不久产生的解析:(1)核反应方程式:he+e+