高中物理人教版选修35章末过关检测（八）

章末过关检测（八）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．β衰变现象说明：电子是原子核的组成部分B．玻尔理论的假设之一是原子能量的量子化C．放射性元素的半衰期随温度的升高而变短D．比结合能越小表示原子核中的核子结合得越牢固解析：选B原子核是由质子和中子组成，β衰变是核内中子转变成为质子同时生成了电子，即β粒子，故A错；半衰期由原子核本身决定，与外界环境因素无关，C错；比结合能越大表示原子核中核子结合得越牢固，D错；玻尔提出的氢原子能级不连续就是原子能量量子化，B对。2.如图所示，天然放射性元素，放出α、β、γ三种射线同时射入互相垂直的匀强电场和匀强磁场中，射入时速度方向和电场、磁场方向都垂直，进入场区后发现β射线和γ射线都沿直线前进，则α射线()A．向右偏 B．向左偏C．直线前进 D．无法判断解析：选Aγ射线不带电故在电磁场中不偏转，β射线不偏转是因为所受电场力与洛伦兹力是一对平衡力，故Eq＝Bqv即v＝eq\f(E,B)，而α射线的速度远比β射线小，因此α射线进入场区后，受向右的电场力远大于向左的洛伦兹力，故α射线向右偏，A正确，B、C、D错。3．(北京高考)质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3。当一个质子和一个中子结合成氘核时，释放的能量是(c表示真空中的光速)()A．(m＋m2－m3)cB．(m1－m2－m3)cC．(m1＋m2－m3)c2D．(m1－m2－m3)c2解析：选C一个质子和一个中子结合成氘核时，质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，根据质能方程，释放的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2，选项C正确，A、B、D错误。4．某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是()A．中子数减少8 B．质子数减少2C．质子数增加2 D．核子数减少10解析：选C发生2次α衰变，质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变，质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2。所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10，选项C正确。5．(天津高考)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．α射线、β射线、γ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解析：选C原子核发生衰变时，遵守质量数、电荷数守恒，而不是遵守电荷守恒和质量守恒的规律，A项错误；α射线、β射线是高速运动的带电粒子流，γ射线是不带电的光子，B项错误；氢原子从激发态向基态跃迁时，只能辐射能量等于两能级差的频率特定的光子，C项正确；由光电效应方程知，发生光电效应时，光电子的动能只与入射光的频率有关，D项错误。6．(重庆高考)碘131的半衰期约为8天。若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有A.eq\f(m,4)B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16)D.eq\f(m,32)解析：选C经过32天即4个半衰期，碘131的含量变为m′＝eq\f(m,24)＝eq\f(m,16)，C项正确。二、多项选择题(本题共4小题，每小题4分，共16分)7．天然放射现象显示出()A．原子不是单一的基本粒子B．原子核不是单一的基本粒子C．原子核具有复杂的结构D．原子内部大部分是空的解析：选BC天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，它是可分的，故不是单一的基本粒子。B、C正确。8．据新华社报道，由我国自行设计、研制的世界上第一套全超导核聚变实验装置(又称“人造太阳”)已完成了首次工程调试。下列关于“人造太阳”的说法正确的是()A．“人造太阳”的核反应方程是eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nB．“人造太阳”的核反应方程是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋3eq\o\al(1,0)nC．“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2D．“人造太阳”核能大小的计算公式是E＝eq\f(1,2)mc2解析：选AC“人造太阳”发生的是氢核聚变，所以核反应方程式为eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n，A正确；而B选项中的核反应是核裂变，故B错误；“人造太阳”释放的能量大小的计算公式是ΔE＝Δmc2，C正确；而核能大小的计算公式为E＝mc2，D错误。9．已知π＋介子、π－介子都是由一个夸克(夸克u或夸克d)和一个反夸克(反夸克eq\x\to(u)或反夸克eq\x\to(d))组成的，它们的带电荷量如下表所示，表中e为元电荷。π＋π－udeq\x\to(u)eq\x\to(d)带电量＋e－e＋eq\f(2,3)e－eq\f(1,3)e－eq\f(2,3)e＋eq\f(1,3)e下列说法正确的是()A．π＋由u和eq\x\to(d)组成 B．π＋由d和eq\x\to(u)组成C．π－由u和eq\x\to(d)组成 D．π－由d和eq\x\to(u)组成解析：选ADπ＋带电量为＋e，u带电量为＋eq\f(2,3)e,eq\x\to(d)带电量为＋eq\f(1,3)e，故π＋由u和eq\x\to(d)组成，A对，B错；π－带电量为－e，d带电量为－eq\f(1,3)e,eq\x\to(u)带电量为－eq\f(2,3)e，故π－由d和eq\x\to(u)组成，D对，C错。10．2013年12月中旬，中国自行研制的“玉兔”号月球车，在38万千米之外的月球表面闲庭信步。月球的表面长期受到宇宙射线的照射，使得“月壤”中的eq\o\al(3,2)He含量十分丰富，科学家认为eq\o\al(3,2)He是发生核聚变的极好原料，将来eq\o\al(3,2)He也许是人类重要的能源，所以探测月球意义十分重大。关于eq\o\al(3,2)He，下列说法正确的是()A.eq\o\al(3,2)He的原子核内有三个中子、两个质子B.eq\o\al(3,2)He的原子核内有一个中子、两个质子C.eq\o\al(3,2)He发生核聚变，放出能量，一定会发生质量亏损D.eq\o\al(3,2)He原子核内的核子靠万有引力紧密结合在一起解析：选BCeq\o\al(3,2)He是氦元素的一种同位素，质量数是3，电荷数是2，原子核内有两个质子、一个中子，所以A错误，B正确；发生核聚变放出能量就会有质量亏损，C正确；原子核内的核子是靠核力紧密结合在一起的，而不是靠万有引力，D错误。三、非选择题(本题共5小题，共60分)11．(8分)一质子束入射到静止靶核eq\o\al(27,13)Al上，产生如下核反应：p＋eq\o\al(27,13)Al→X＋n，式中p代表质子，n代表中子，X代表核反应产生的新核。由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________。解析：根据质量数守恒可知X的质量数为27，根据核电荷数守恒可知其质子数为14，所以中子数为13。答案：141312．(10分)放射性元素eq\o\al(210,84)Po衰变为eq\o\al(206,82)Pb，此衰变过程的核反应方程是__________________；用此衰变过程中发出的射线轰击eq\o\al(19,9)F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是__________________。解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)He。用α射线轰击eq\o\al(19,9)F，得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(19,9)F→eq\o\al(22,10)Ne＋eq\o\al(1,1)H。答案：eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)Heeq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(19,9)F→eq\o\al(22,10)Ne＋eq\o\al(1,1)H13．(12分)恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108K时，可以发生“氦燃烧”。(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：eq\o\al(4,2)He＋________→eq\o\al(8,4)Be＋γ。(2)eq\o\al(8,4)Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s。一定质量的eq\o\al(8,4)Be，经7.8×10－16s后所剩eq\o\al(8,4)Be占开始时的________。解析：(1)根据质量数和电荷数守恒可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(8,4)Be＋γ。(2)经历半衰期的次数n＝eq\f(t,T)＝eq\f(7.8×10－16,2.6×10－16)＝3，故剩余的eq\o\al(8,4)Be占开始时的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))3＝eq\f(1,8)。答案：(1)eq\o\al(4,2)He(或α)(2)eq\f(1,8)(或12.5%)14．(15分)太阳内部持续不断地发生着四个质子聚变为一个氦核的热核反应，这个核反应释放出的大量能量就是太阳的能量来源。(mp＝1.0073u，mHe＝4.0026u，me＝0.00055u)(1)写出这个核反应方程。(2)这一核反应能释放多少能量？(3)已知太阳每秒释放的能量为3.8×1026J，则太阳每秒减少的质量为多少千克？解析：(1)核反应方程是4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(0,2)X，而eq\o\al(0,2)X只能是2个正电子，因此核反应方程应是4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋20＋1e。(2)反应前的总质量为m1＝4mp＝4×1.0073u＝4.0292u反应后的总质量为m2＝mHe＋2me＝4.0026u＋2×0.00055u＝4.0037u质量亏损为Δm＝m1－m2＝0.0255u根据爱因斯坦质能方程得释放的能量为ΔE＝0.0255×931.5MeV≈23.75MeV。(3)根据爱因斯坦质能方程得太阳每秒减少的质量为Δm′＝eq\f(ΔE′,c2)＝eq\f(3.8×1026,3×1082)kg≈4.2×109kg。答案：(1)4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋20＋1e(2)23.75MeV(3)4.2×109kg15．(15分)三个α粒子结合成一个碳eq\o\al(12,6)C，已知碳原子的质量为12.0000u，氦原子质量为4.0026u。(1)写出核反应方程；(2)这个核反应放出的能量是多少焦？(3)这个能量为多少MeV?解析：(1)3eq\o\al(4,2)