高中物理人教版5本册总复习总复习 学业分层测评16

学业分层测评(十六)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．放射性元素在衰变过程中，有些放出α射线，有些放出β射线，有些在放出α射线或β射线的同时，还以射线的形式释放能量．例如eq\o\al(234,90)Th核的衰变过程可表示为eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e＋γ，对于这个衰变下列说法正确的是()A．是β衰变B．产生的eq\o\al(234,91)Pa核从低能级向高能级跃迁C．是α衰变D．产生的eq\o\al(234,91)Pa核从高能级向低能级跃迁E．放出的γ射线是波长很短的光子【解析】由核反应方程电荷数守恒和质量数守恒可知生成了eq\o\al(0,－1)e，并释放出能量，故选项A、D、E正确．【答案】ADE2．一个质子和一个中子结合成氘核，同时放出γ光子，核反应方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下说法中正确的是()A．反应后氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和B．反应前后的质量数不变，因而质量不变C．反应前后质量数不变，但会出质量亏损D．γ光子的能量为Δmc2，Δm为反应中的质量亏损，c为光在真空中的速度E．因存在质量亏损Δm，所以“物质不灭”的说法不正确【解析】核反应中质量数与电荷数及能量均守恒，由于反应中要释放核能，会出现质量亏损，反应中氘核的质量一定小于反应前质子和中子的质量之和，所以质量不守恒，但质量数不变，且能量守恒，释放的能量会以光子的形式向外释放，故正确答案为A、C、D.【答案】ACD3．如图19­5­1所示是描述原子核核子的平均质量eq\x\to(m)与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是()图19­5­1A．将原子核A分解为原子核B、C一定放出能量B．将原子核D、E结合成原子核F可能吸收能量C．将原子核A分解为原子核B、F一定释放能量D．将原子核F、C结合成原子核B一定释放能量E．将原子核F、C结合成原子核B时一定吸收能量【解析】因B、C核子平均质量小于A的核子平均质量，故A分解为B、C时，会出现质量亏损，故放出核能，故A正确，同理可得B、D错，C、E正确．【答案】ACE4．在下列判断中，正确的是()A．组成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相邻核子之间才存在不可忽略的核力作用B．组成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何两个中子之间都存在不可忽略的核力作用C．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的库仑斥力作用D．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中任何两个质子之间都存在不可忽略的核力作用E．组成eq\o\al(238,92)U核的质子中只有相邻的质子间才存在不可忽略的核力作用【解析】核力属于短程力，由于组成eq\o\al(238,92)U核的核子较多，两核子之间的距离可能超过核力的作用范围，所以某些核子之间的作用力可能比较小，所以选项A、E正确，B、D错误，但两质子之间都存在库仑斥力的作用，所以选项C正确．【答案】ACE5．中子比质子更容易击中原子核的原因是________．【解析】由于中子不带电，与原子核之间不存在库仑斥力，所以，它比其他粒子更易接近原子核并打进内部去．【答案】中子不带电6．科学研究表明，自然界存在四种基本相互作用．我们知道分子之间也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力实质上是属于________．【解析】分子力作用范围约在10－10m数量级上．强相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范围在10－15m和10－18m之内，在分子力作用距离上都不存在．在分子力作用范围内引力相互作用和电磁相互作用都存在，但由于电磁力远大于万有引力，引力相互作用可以忽略不计，因此分子力本质上属于电磁相互作用．【答案】电磁相互作用7．当两个中子和两个质子结合成一个α粒子时，放出MeV的能量，当三个α粒子结合成一个碳核时，放出MeV的能量，则当6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放的能量约为________．【导学号：66390052】【解析】6个中子和6个质子可结合成3个α粒子，放出能量3×MeV＝MeV，3个α粒子再结合成一个碳核，放出MeV能量，故6个中子和6个质子结合成一个碳核时，释放能量为84．9MeV＋MeV＝MeV.【答案】MeV8．激光中子是由重原子核吸收光子后发射中子而产生的，光子的极限能量大约是10MeV.假定中子从原子核上向外移开距离10－13cm所受的力保持不变，则平均核力的数量级是________.【导学号：66390053【解析】核力是一种很强的力，应存在于相邻的核子之间，作用范围在×10－15m之内，由题意知：eq\x\to(F)·d＝W＝E，则eq\x\to(F)＝eq\f(10×106××10－19,10－13×10－2)N＝×103N.【答案】103N[能力提升]9．下列说法中，正确的是()A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是由静止质量变成运动质量D．因为在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒E．在核反应中系统的总能量和总质量是守恒的【解析】E＝mc2说明能量和质量之间存在着联系，即能量与质量之间存在着正比关系，但并不说明能量和质量之间存在相互转化的关系，故A项错误，而B项正确；核反应中的“质量亏损”并不是质量消失，实际上是由静止的质量变成运动的质量，并不是质量转变成能量，故C项正确；在核反应中，质量守恒，能量也守恒，在核反应前后只是能量的存在方式不同，总能量不变，在核反应前后只是物质由静质量变成动质量，故D错误E正确．【答案】BCE10．原来静止的原子核eq\o\al(A,Z)X质量为m1，处在区域足够大的匀强磁场中，经α衰变后变成质量为m2的原子核Y，α粒子的质量为m3，已测得α粒子的速度垂直于磁场B，且动能为E0，假定原子核X衰变时释放的核能全部转化为动能，则下列四个结论中，正确的是()【导学号：66390054】A．核Y与α粒子在磁场中运动的周期之比为eq\f(2,Z－2)B．核Y与α粒子在磁场中运动的半径之比为eq\f(2,Z－2)C．此衰变过程中的质量亏损为m1－m2－m3D．此衰变过程中释放的核能为eq\f(AE0,A－4)E．此衰变过程中释放的核能为eq\f(A－4,A)E0【解析】原子核发生α衰变时核子质量数减小4而核电荷数减小2.由题意知X核原先静止，则衰变后α粒子和反冲核Y的动量大小相等，由R＝eq\f(mv,Bq)知RY∶Rα＝qα∶qY＝2∶(Z－2)，故B项正确；而周期之比由T＝eq\f(2πm,Bq)知TY∶Tα＝eq\f(mY,qY)·eq\f(qα,mα)＝eq\f(A－4,2Z－2)，故A项错误；该过程质量亏损Δm＝m1－(m2＋m3)，故C项正确；由Ek＝eq\f(p2,2m)知Y核的动能EkY＝eq\f(4E0,A－4)，则释放的核能ΔE＝Ekα＋EkY＝eq\f(AE0,A－4)，故D项正确．【答案】BCD11．历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为MeV的质子eq\o\al(1,1)H轰击静止的eq\o\al(A,Z)X，生成两个动能均为MeV的eq\o\al(4,2)He.(1MeV＝×10－13J)(1)上述核反应方程为________．(2)质量亏损为________kg.【导学号：66390055】【解析】(1)根据电荷数和质量数守恒可写出核反应方程为eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He或eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He.(2)设反应前质子的动能为Ek0，反应后eq\o\al(4,2)He的动能为Ek，由于质量亏损而释放的能量为ΔE＝2Ek－Ek0＝(2×－MeV＝MeV由ΔE＝Δmc2，可得：Δm＝eq\f(ΔE,c2)＝eq\f×106××10－19,3×1082)kg＝×10－29kg.【答案】(1)eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)X→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He(或eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(7,3)Li→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He)(2)×10－2912．一个静止的铀核eq\o\al(232,92)U(原子质量为2u)放出一个α粒子(原子质量为6u)后衰变成钍核eq\o\al(228,90)Th(原子质量为7u)．(已知原子质量单位1u＝×10－27kg,1u相当于MeV的能量，结果均保留两位有效数字)(1)写出铀核的衰变方程；(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？【导学号：66390056】【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＝9uΔE＝Δmc2＝9×MeV≈MeV.(3)系统动量守恒，钍核和α粒子的动量大小相等，即pTh＋(－pα)＝