高中物理人教版5本册总复习总复习 第19章章末分层突破

章末综合测评(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题包括8小题，每小题6分，共48分．在每小题给出的5个选项中有3项符合题目要求，选对1个得2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．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是()A．查德威克通过实验证实了卢瑟福关于中子的猜想是正确的B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子E．贝克勒尔首先发现了天然放射现象【答案】ADE2．典型的铀核裂变是生成钡和氪，同时放出x个中子：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的质量为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(m1－2m2－m3－m4)C．x的值是3D．该核反应比聚变反应对环境的污染少E．该核反应属于核裂变，比聚变反应对环境的污染重【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，该反应放出能量为：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B、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，E正确．【答案】BCE3．关于近代物理，下列说法正确的是()A．α射线是高速运动的氦原子核B．核聚变反应方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，eq\o\al(1,0)n表示质子C．从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比D．玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征E．爱因斯坦给出了物体的能量与它的质量的关系，E＝mc2【解析】α射线是氦原子核，A对；eq\o\al(1,0)n表示中子，B错；据光电效应方程Ekm＝hν－W0可知，光电子的最大初动能随照射光的频率的增大而增大，并不成正比，C错；玻尔的量子观念能解释氢原子光谱，D对，是爱因斯坦给出了E＝mc2.【答案】ADE4．(2023·全国丙卷)一静止的铝原子核eq\o\al(27,13)Al俘获一速度为×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列说法正确的是()A．核反应方程为p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反应过程中系统动量守恒C．核反应过程中系统能量不守恒D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量等于反应物的质量之和E．硅原子核速度的数量级为105【解析】核反应过程中遵循质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，说法A正确．核反应过程中遵从动量守恒和能量守恒，说法B正确，说法C错误．核反应中发生质量亏损，生成物的质量小于反应物的质量之和，说法D错误．根据动量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度方向一致，说法E正确．【答案】ABE5．放射性元素eq\o\al(238,92)U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以经一次衰变变成eq\o\al(210,a)X(X代表某种元素)，也可以经一次衰变变成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)T1最后都变成eq\o\al(206,82)Pb，衰变路径如图1所示．则()图1A．a＝84B．b＝206\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是β衰变，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是α衰变\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是α衰变，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是β衰变\o\al(b,81)Tl经过一次α衰变变成eq\o\al(206,82)Pb【解析】由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X，质量数不变，说明发生的是β衰变，同时知a＝84.由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是核电荷数减2，说明发生的是α衰变，同时知b＝206，由eq\o\al(206,81)Tl→eq\o\al(206,82)Pb发生了一次β衰变．【答案】ABC6．下列说法中正确的是()A．α粒子散射实验证明了原子核还可以再分B．天然放射现象的发现揭示了原子的核式结构C．分别用X射线和紫光照射同一金属表面都能发生光电效应，则用X射线照射时光电子的最大初动能较大D．基态氢原子吸收一个光子跃迁到激发态后，可能发射多种频率的光子E．要使轻核聚变，必须使它们的距离达到10－15m【解析】α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，天然放射现象证明了原子核还可以再分，选项A、B均错误；X射线的频率高于紫光的频率，用X射线照射金属时获得光电子的最大初动能会更大，选项C正确；基态氢原子吸收一个光子发生跃迁，当跃迁到较高的能级时(n≥3)，就可能发射多种频率的光子，选项D正确．要使轻核发生聚变必须使它们的距离达到10－15以内，核力才能起作用．E正确【答案】CDE7．“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．生成新核的核电荷数增加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E．在发生“轨道电子俘获”的过程中，系统动量守恒【解析】质子与中子的质量数相同，所以发生“轨道电子俘获”后新核与原核质量数相同，A正确；新核质子数减少，故核电荷数减少，B错误；新核与原核质子数不同，不能称它们互为同位素，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，D、E正确．【答案】ADE8．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MeV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/u35557A.核反应方程式为4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)eB．核反应方程式为4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,－1)eC．4个氢核结合成1个氦核时的质量亏损约为6uD．4个氢核聚变反应过程中释放的能量约为MeVE．四个氢核聚变反应过程中释放的能量约为J【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；根据质能方程可知C、D正确，E错误．【答案】ACD二、非选择题(本题共5小题，共52分)9．(4分)由图2所示可得出结论质子和中子的质量之和________氘核的质量，氘核分解为质子和电子时要________能量．图2【解析】由图可以看出，氘核分解为质子和中子的过程中是吸收能量的，因此两个核子质量之和大于氘核的质量．【答案】大于吸收10．(8分)(2023·全国甲卷)在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是________，属于β衰变的是________，属于裂变的是________，属于聚变的是______．(填正确答案标号)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,-1)e\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,-1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n【解析】α衰变是一种元素衰变成另一种元素过程中释放出α粒子的现象，选项C为α衰变；β衰变为衰变过程中释放出β粒子的现象，选项A、B均为β衰变；重核裂变是质量较大的核变成质量较小的核的过程，选项E是常见的一种裂变；聚变是两个较轻的核聚合成质量较大的核的过程，选项F是典型的核聚变过程．【答案】CABEF11．(10分)1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是eq\o\al(222,86)\o\al(222,86)Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的eq\o\al(206,82)Pb.(1)求m、n的值；(2)一个静止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)放出一个α粒子后变成钋核(eq\o\al(218,84)Po)．已知钋核的速度v＝1×106m/s，求α粒子的速率.【导学号：66390061】【解析】(1)4m＝222－206，m＝486＝82＋2m－n，n(2)由动量守恒定律得mαvα－mPov＝0解得vα＝×107m/s【答案】(1)44(2)×107m/s12．(14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，已知这杯溶液每分钟衰变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【导学号：66390062】【解析】由每分钟衰变次数与其质量成正比出发，运用半衰期知识可求出存水量．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,10天后每立方米水中放射性元素的存量为eq\f(m,Q)，由每分钟衰变次数与其质量成正比eq\f(m0,m/Q)＝eq\f(8×107,10)，即eq\f(10Q,8×107)＝eq\f(m,m0)，由半衰期公式得：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)由以上两式联立代入数据得eq\f(10Q,8×107)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5解得水库的存水量为Q＝×105m3.【答案】×105m313．(16分)eq\o\al(3,1)H的质量是050u，质子的质量是277u，中子的质量是665u．则：(1)一个质子和两个中子结合为氚核时，是吸收还是放出能量？该能量为多少？(2)氚核的结合能和比结合能各是多少？(3)如果这些能量是以光子形式放出的，则光子的频率是多少？【导学号：66390063】【解析】(1)一个质子和两个中子结合成氚核的核反应方程式是eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H，反应前各核子总质量为mp＋2mn＝277