2018-2019版物理新导学笔记人教通用版选修3-5讲义：章末检测试卷（四）

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精章末检测试卷(四）(时间：90分钟满分：100分）一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共计48分。1~7题为单选题，8～12题为多选题．全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1．下列与α粒子相关的说法中正确的是(）A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强B.eq\o\al（238,92)U（铀238)核放出一个α粒子后就变为eq\o\al（234，90)Th（钍234）核C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,核反应方程为eq\o\al(4，2）He＋eq\o\al（14,7）N→eq\o\al（16，8)O＋eq\o\al（1，0）nD．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型答案B解析α粒子的速度是eq\f(c，10），A错；根据核反应遵循的电荷数守恒、质量数守恒可知，B对,C错；D项中应是卢瑟福,D错．2．铀裂变的产物之一氪90(eq\o\al（90,36）Kr）是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(eq\o\al(90,40）Zr），这些衰变是（）A．1次α衰变，6次β衰变 B．4次β衰变C．2次α衰变 D．2次α衰变，2次β衰变答案B解析原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变,电荷数增加1,质量数不变．α衰变的次数为n＝eq\f(90－90,4)＝0（次），β衰变的次数为m＝40－36＝4（次）．3．“两弹一星”可以说长了中国人的志气，助了中国人的威风．下列核反应方程中，属于研究“两弹"的基本核反应方程的是(）①eq\o\al(14，7)N＋eq\o\al（4,2)He→eq\o\al（17，8)O＋eq\o\al（1,1）H②eq\o\al（235，92)U＋eq\o\al(1,0）n→eq\o\al（90，38）Sr＋eq\o\al（136，54）Xe＋10eq\o\al（1,0）n③eq\o\al（238，92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He④eq\o\al（2,1）H＋eq\o\al(3，1)H→eq\o\al(4，2)He＋eq\o\al（1，0）nA．①② B．②③C．②④ D．③④答案C解析“两弹"指原子弹和氢弹，原子弹的核反应方程是铀核裂变，②正确；氢弹的核反应方程是轻核聚变,④正确，所以选项C正确．4．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子；核反应方程是eq\o\al(235，

92)U＋eq\o\al(1，0）n→eq\o\al(144，56）Ba＋eq\o\al(89，36）Kr＋xeq\o\al(1，0)n，铀235质量为m1，中子质量为m2,钡144质量为m3,氪89质量为m4，下列说法正确的是()A．该核反应类型属于人工转变B．该反应放出能量（m1－xm2－m3－m4)c2C．x的值为3D．该核反应比聚变反应对环境的污染较小答案C解析该核反应是核裂变，不是人工转变，故A错误；核反应方程eq\o\al（235，

92)U＋eq\o\al（1,0）n→eq\o\al（144,56）Ba＋eq\o\al(89，36)Kr＋xeq\o\al（1,0）n中根据质量数守恒，有：235＋1＝144＋89＋x,解得：x＝3；根据爱因斯坦质能方程,该反应放出的能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝（m1－m3－m4－2m2)c2，故B错误，C正确；该核反应生成两种放射性元素,核污染较大，故D错误．5．贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是()A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14，7）N＋eq\o\al(0,－1）eB.eq\o\al（235，92)U＋eq\o\al(1，0）n→eq\o\al(139，53）I＋eq\o\al（95,39）Y＋2eq\o\al(1，0）nC.eq\o\al（2,1)H＋eq\o\al(3，1)H→eq\o\al(4，2）He＋eq\o\al(1，0)nD.eq\o\al（4，2）He＋eq\o\al（27，13)Al→eq\o\al（30，15）P＋eq\o\al（1,0）n答案A解析放射性元素自发地放出射线的现象叫天然放射现象．A选项为β衰变方程，B选项为重核裂变方程,C选项为轻核聚变方程,D选项为原子核的人工转变方程,故选A.6．原子质量单位为u,1u相当于931。5MeV的能量，真空中光速为c，当质量分别为m1和m2的原子核结合为质量为M的原子核时释放出的能量是(）A．（M－m1－m2)u×c2B．(m1＋m2－M)u×931.5JC．（m1＋m2－M)cD．(m1＋m2－M）u×931.5MeV答案D7．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（eq\o\al(222，86）Rn），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图1所示，那么氡核的衰变方程应为（）图1A.eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(222,87)Fr＋eq\o\al（0，－1）eB。eq\o\al（222，86）Rn→eq\o\al（218,84)Po＋eq\o\al（4,2）HeC.eq\o\al(222,86）Rn→eq\o\al(222,85）At＋eq\o\al（0，1)eD.eq\o\al（222，86）Rn→eq\o\al（220,85)At＋eq\o\al(2,1)H答案B解析由于粒子与反冲核的径迹是外切的，根据左手定则可知，该粒子一定带正电．由于粒子与反冲核的动量大小相等，据r＝eq\f(mv，Bq），又由已知大圆与小圆的直径之比为42∶1，所以粒子与反冲核的电荷量之比为1∶42，故B正确．8．以下关于天然放射现象，叙述正确的是()A．若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．α射线是原子核衰变产生的，它有很强的电离作用D．γ射线是原子核产生的,它是能量很大的光子流答案CD解析半衰期与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高，半衰期不变，故A错误；β衰变所释放的电子是从原子核内释放出的电子，故B错误;α射线是原子核衰变产生的，是氦的原子核，它有很强的电离作用，穿透能力很弱，选项C正确；γ射线是原子核发生α或β衰变时产生的,它是能量很大的光子流，选项D正确．9．为纪念爱因斯坦对物理学的巨大贡献，联合国将2005年定为“国际物理年”．对于爱因斯坦提出的质能方程E＝mc2,下列说法中正确的是（）A．E＝mc2定量地指出了物体具有的能量与其质量之间的关系B．根据ΔE＝Δmc2可以计算核反应中释放的核能C．一个中子和一个质子结合成氘核时，释放出核能，表明此过程中出现了质量亏损D．E＝mc2中的E是发生核反应中释放的核能答案ABC解析爱因斯坦质能方程E＝mc2定量地指出了物体具有的能量与其质量之间的关系，A正确；由质能方程知,当物体的质量减少时,物体的能量降低,向外释放了能量；反之，若物体的质量增加了，则物体的能量升高，表明它从外界吸收了能量，所以由物体的质量变化能算出物体的能量变化,故B、C正确,D错误．10．一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为eq\o\al(238,92）U→eq\o\al(234,90）Th＋eq\o\al（4,2)He，下列说法不正确的是()A．衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B．衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C．铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间D．衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量答案ACD解析静止的铀核在α衰变过程中，满足动量守恒的条件，根据动量守恒定律得pTh＋pα＝0，即钍核的动量和α粒子的动量大小相等，方向相反,选项B正确；根据Ek＝eq\f(p2，2m)可知，选项A错误；半衰期的定义是统计规律，对于一个α粒子不适用,选项C错误；铀核在衰变过程中，伴随着一定的能量放出,即衰变过程中有一定的质量亏损,故衰变后α粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量,选项D错误．11．太阳内部发生的核反应主要是轻核的聚变,太阳中存在的主要元素是氢，氢核的聚变反应可以看做是4个氢核（eq\o\al(1,1)H)结合成1个氦核（eq\o\al（4,2）He）．下表中列出了部分粒子的质量(1u相当于931.5MeV的能量)，以下说法中正确的是（)粒子名称质子pα粒子电子e中子n质量/u1。00734.00150.000551。0087A.核反应方程式为4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al（4，2）He＋20＋1eB．核反应方程式为4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al（4,2）He＋20－1eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为0。0266uD．聚变反应过程中释放的能量约为24.8MeV答案ACD解析根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒关系可判断A正确,B错误；质量亏损为Δm＝(4×1.0073－4。0015－2×0.00055)u＝0.0266u，根据质能方程可知ΔE＝Δmc2≈24.8MeV,C、D正确．12．原子核的比结合能曲线如图2所示．根据该曲线，下列判断正确的有()图2A。eq\o\al（4,2)He核的结合能约为14MeVB.eq\o\al(4,2）He核比eq\o\al（6,3）Li核更稳定C．两个eq\o\al（2，1)H核结合成eq\o\al(4，2)He核时释放能量D。eq\o\al(235,92)U核中核子的平均结合能比eq\o\al（89,36）Kr核中的大答案BC解析由题图图象可知eq\o\al(4,2）He核的结合能约为28MeV,A项错误;eq\o\al（4,2）He核比eq\o\al（6，3）Li核的比结合能大，故eq\o\al（4,2)He核比eq\o\al（6，3）Li核稳定，B项正确；两个eq\o\al（2，1)H核结合成eq\o\al（4，2)He核时比结合能增大，释放能量,C项正确；eq\o\al(235,92)U核中核子的平均结合能比eq\o\al(89，36）Kr核中的小，D项错误．二、填空题（本题共2小题，共计12分）13．(6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,则氘核的比结合能为________．答案eq\o\al（1，0）n＋eq\o\al（1，1)H→eq\o\al（2,1)Heq\f(Q，2)14．(6分）约里奥—居里夫妇因发现人工放射性同位素而获得了1935年的诺贝尔奖，他们发现的放射性元素eq\o\al(30，15)P衰变成eq\o\al（30，14)Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是________。eq\o\al(32，15)P是eq\o\al(30，15)P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术。1mgeq\o\al（32，15）P随时间衰变的关系如图3所示，请估算4mg的eq\o\al(32,15)P经____天的衰变后还剩0。25mg。图3答案正电子56解析衰变方程为eq\o\al（30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al（

0,＋1)e，即这种粒子是正电子．由题图图象可以看出eq\o\al（32，15）P的半衰期为14天，则4mg×＝0。25mg，得t＝56天．三、计算题(本题共3小题，共计40分)15．（12分)为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中，已知这瓶溶液每分钟衰变8×107次，这种同位素的半衰期为2天，10天以后从水库取出1m3的水，并测得每分钟衰变10次,求水库的存水量为多少？答案2。5×105m3解析设放射性同位素原有质量为m0，10天后其剩余质量为m，水库存水量为Q，由每分钟衰变次数与其质量成正比可得eq\f(10Q,8×107）＝eq\f（m，m0)，由半衰期公式得：m＝m0，由以上两式联立代入数据得eq\f(10Q,8×107）＝＝(eq\f（1,2）)5，解得水库的存水量为Q＝2.5×105m3。16．(14分)一个静止的铀核eq\o\al(232，92）U(原子质量为232.0372u）放出一个α粒子（原子质量为4.0026u）后衰变成钍核eq\o\al(228，90）Th(原子质量为228.0287u)．已知1u相当于931。5MeV的能量．(1)写出铀核的衰变反应方程;(2)算出该衰变反应中释放出的核能；(3)若释放的核能全部转化为新核的动能，则α粒子的动能为多少？答案（1）eq\o\al(232，92)U→eq\o\al（228，90）Th＋eq\o\al（4,2)He（2）5。5MeV（3）5.41MeV解析(1）eq\o\al（232,92）U→eq\o\al（228,90）Th＋eq\o\al（4，2)He（2）质量亏损Δm＝mU－mα－mTh＝0.0059uΔE＝Δmc2＝0。0059×931.5MeV≈5.5MeV（3）衰变前后系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＋（－pα）＝0pTh＝pαEkTh＝eq\f（p\o\al（,Th2),2mTh）Ekα＝eq\f（p\o\al（,α2),2mα）EkTh＋Ekα＝ΔE，所以α粒子获得的动能Ekα＝eq\f（mTh，mα＋mTh)·ΔE≈5。41MeV。17．（14分)在磁感应强度为B的匀强磁场中,一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出的α粒子(eq\o\al(4，2)He）在与磁场垂直的平面内做圆周运动,其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．（1)放射性原子核用eq\o\al(A，Z)X表示，新核的元素符号用Y表示,写出该α衰变的核反应方程；（2）α粒子的圆周运动可以等效成