高中物理《选择性必修第三册》课后习题第五章测评

第五章测评(时间:75分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。每小题只有一个选项符合题目要求)1.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列核反应方程及其表述都正确的是()A.24He+1327AlB.919F+11HC.13H+1D.92235USr+541362.下列说法正确的是()A.

92238U衰变为

91234Pa要经过2次B.β射线与γ射线一样都是电磁波,但β射线的穿透本领远比γ射线弱C.放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关D.天然放射现象使人类首次认识到原子核可分3.(2022山西太原一模)核电池,又称同位素电池,它是利用放射性同位素衰变放出载能粒子(α粒子、β粒子和γ射线)并将其能量转换为电能的装置。某核电池使用的核燃料为

94238Pu,其半衰期为88年。已知

94238Pu的衰变方程为

94238PuA.94238Pu核比B.M234X的比结合能大于C.经过88年,20个

94D.94238Pu衰变放出的载能粒子是4.正电子发射型计算机断层显像的基本原理是将放射性同位素15O注入人体,15O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子,被探测器采集后,经计算机处理生成清晰图像。已知15O的半衰期为2.03min,正、负电子的质量均为m,光速为c,普朗克常量为h,下列说法正确的是()A.辐射出γ光子的动量为2mcB.正、负电子相遇湮灭过程的质量亏损为mc2C.15O在人体内衰变的方程是

815OF+D.经过4.06min剩余15O为原来的四分之一5.(2022山东泰安基础教育教学研究室一模)2021年12月30日,中科院全超导托卡马克核聚变实验装置(EAST)在7000万℃的高温下实现1056s的长脉冲高参数等离子体运行。若某次聚变反应是4个氢核

11H结合成1个氦核

24He,同时释放出正电子

+10e。已知氢核的质量为mp,氦核的质量为mα,正电子的质量为A.(4mp-mα-me)c2 B.(4mp-mα-2me)c2C.(4mp+mα-me)c2 D.(4mp+mα-2me)c26.(2022山东潍坊一模)已知

90234Th半衰期为1.2min,其衰变方程为

90234ThPa+X+ΔE,X是某种粒子,ΔE为释放的核能。真空中光速为c,用质谱仪测得

90234A.

90234Th发生的是B.91234C.100个

90234Th原子核经过2D.若中子质量为mn,质子质量为mh,则

902347.一静止的原子核

naX发生α衰变,变成另一个新的原子核Y,衰变后测得α粒子的速率为v,已知α粒子的质量为m0,原子核Y的质量为M,下列说法正确的是(A.原子核Y的符号表示为a-m0n-2Y B.nC.原子核Y的速率为m0D.原子衰变过程中释放的核能为12m0v二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。全部选对得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.(2022黑龙江齐齐哈尔高二期末)地震发生之前会有一些特殊的现象出现,地光就是其中之一。某放射性元素衰变过程中释放大量带电粒子,当这些带电粒子通过岩石裂隙向大气中集中释放时就形成了地光,已知氡

86222Rn的半衰期为3.82天,经一系列衰变放出一些射线后最后变成稳定的铅

82A.要经过4次α衰变和4次β衰变B.氡原子核比铅原子核多12个中子C.C射线是一种带负电的粒子,可以穿透几米厚的混凝土D.升高环境温度增大压强可能使氡

869.(2022重庆西南大学附中高二阶段练习)在医学上,常用钴60产生的γ射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钴60的衰变方程为

2760CoNi+X,下列说法正确的是(A.钴60发生的是β衰变,X是电子B.γ射线比β射线的穿透能力强C.X粒子是钴60原子核的组成部分D.该衰变过程释放的核能全部转化为γ射线的能量10.2021年12月15日秦山核电站迎来了安全发电30周年,核电站累计发电约6.9×1011kW·h,相当于减排二氧化碳六亿多吨。为了提高能源利用率,核电站还将利用冷却水给周围居民供热。下列说法正确的是()A.秦山核电站利用的是核聚变释放的能量B.秦山核电站发电使原子核亏损的质量约为27.6kgC.核电站反应堆中需要用镉棒控制链式反应的速度D.反应堆中存在

92235U+01n三、非选择题(本题共5小题,共54分)11.(6分)如图所示是利用放射线自动控制铝板厚度的装置,假如放射源能放射出α、β、γ三种射线,而根据设计,该生产线压制的是3mm厚的铝板,那么是三种射线中的射线对控制厚度起主要作用。当探测接收器单位时间内接收的放射性粒子的个数超过标准值时,将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调(选填“大”或“小”)一些。

12.(8分)约里奥-居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素

1530P衰变成

1430Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是

。1532P是

1530P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术。1mg13.(10分)放射性同位素

614C被考古学家称为“碳钟(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成很不稳定的

614C,它很容易发生衰变,放出(2)若测得一古生物遗骸中的

614C含量只有活体中的1214.(14分)用速度大小为v的中子(01n)轰击静止的锂核(36Li),发生核反应后生成氚核和α粒子。已知氚核速度方向与中子的初速度方向相反,氚核与α粒子的速度之比为7∶8,质子与中子的质量近似相等且均为(1)写出核反应方程;(2)求氚核与α粒子的速度大小;(3)若核反应过程中放出的核能全部转化为氚核和α粒子的动能,求该过程中的质量亏损。15.(16分)(2022河南郑州高二期末)如图所示,在垂直纸面向里的磁感应强度大小为B的匀强磁场中,一个静止于P点的放射性元素氢的原子核

86222Rn发生了一次α衰变,变为钋(Po)。放射出的α粒子(24He)和生成的新核钋(Po)均在与磁场方向垂直的平面内做圆周运动。已知α粒子的质量为m,电荷量为q,轨道半径为R,新核钋(Po)的质量为(1)写出

86222Rn发生(2)定性画出并标明新核钋(Po)和α粒子的运动轨迹。(3)α粒子的圆周运动可等效成一个环形电流,求α粒子做圆周运动的周期T和环形电流大小I。(4)设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核钋(Po)的动能,求衰变过程的质量亏损Δm。

第五章测评1.CA选项方程书写错误,电荷数两边不相等,故A错误;B选项方程是人工转变方程,故B错误;C选项方程是核聚变反应,故C正确;D选项方程书写错误,反应物中应该有中子,故D错误。2.D92238U衰变为

91234Pa要经过1次α衰变和1次β衰变,A错误;β射线是高速电子流,B错误;半衰期与原子所处的物理、化学状态无关,C错误3.B根据质量数守恒和电荷数守恒可知

94238Pu

92234X+24Y,因此

94238Pu核比

92234X核多2个中子,故A错误;比结合能越大越稳定,因此

92234X的比结合能大于

94238Pu的比结合能,故B正确;半衰期是统计规律,只适用于大量原子核,4.D据题意可知,正负电子的能量转化为一对光子的能量,即2mc2=2hν,一个光子的能量E=hν=hcλ=mc2,单个光子的动量p=hλ=Ec=mc,故A错误;根据质能方程可得Δm=ΔEc2=2mc2c2=2m,故B错误;根据质量数守恒和电荷数守恒可得15O人体内衰变的方程是

815O→+15.B核聚变方程为411HHe+2+10e,根据质能方程,可知核反应释放的能量ΔE=(4mp-mα-2me)c26.D根据质量数守恒电荷数守恒可知,X是

-10e,发生的是β衰变,故A错误;因为衰变过程有质量亏损,所以

91234Pa原子核质量小于m,故B错误;半衰期是大量原子核衰变的统计规律,统计少量个数原子核是没有意义的,故C错误;若中子质量为mn,质子质量为mh,则

90234Th核的比结合能为7.C质量数和质量不能混淆,原子核Y的符号应表示为

n-2a-4Y,故A错误;因该核反应放出核能,则

naX的比结合能小于Y核的比结合能,故B错误;根据动量守恒定律可得m0v=Mv'得v'=m0vM,故C正确;因原子核Y也有动能8.AB设要经过x次α衰变和y次β衰变,则

86222Rnx24He+y-10e+82206Pb,有222=4x+206,86=2x-y+82,联立解得x=4,y=4,所以要经过4次α衰变和4次β衰变,A正确;氡原子核有136个中子,铅原子核有124个中子,所以氡原子核比铅原子核多12个中子,B正确;根据C射线运动轨迹和左手定则,可以判断C射线带负电,为β射线,穿透能力较强,9.AB由核反应的质量数和电荷数守恒可知,X的质量数为0,电荷数为-1,则钴60发生的是β衰变,X是电子,选项A正确;γ射线比β射线的穿透能力强,选项B正确;X粒子是电子,不是钴60原子核的组成部分,选项C错误;该衰变过程释放的核能一部分转化为新核的动能,一部分转化为γ射线的能量,选项D错误。10.CD秦山核电站利用的是重核裂变释放的能量,故A错误;原子核亏损的质量全部转化为电能时,Δm=ΔEc2=6.9×1011×1000×3600(3×108)2kg=27.6kg,核电站实际发电还要考虑到核能的转化率和利用率,则原子核亏损的质量大于27.6kg,故B错误;核电站反应堆中需要用镉棒能吸收中子的特性,通过中子的数量控制链式反应的速度11.答案β大解析α射线不能穿过3mm厚的铝板,γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板,基本不受铝板厚度的影响,而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板,因此厚度的微小变化会使穿过铝板β射线的强度发生较明显变化,所以是β射线对控制厚度起主要作用。若超过标准值,说明铝板薄了,应将两个轧辊间的距离调节得大些。12.答案正电子56解析衰变方程为

1530PSi++10e,即这种粒子是正电子。由图像可以看出

1532P的半衰期为14天,则4mg×12

t14=013.答案(1)714N+01nC+11解析(1)核反应方程为

714N+01nC+11(2)活体中的

614C含量不变,生物死亡后,遗骸中的

614C按衰变规律变化,设活体中

614C的含量为N原,遗骸中的

614C含量为N余,由半衰期的定义得:N余=N所以tτ=3,τ=5730年,则t=1719014.答案(1)36Li+01nH+24He(3)141解析(1)根据质量数与电荷数守恒,可得核反应方程为

01n+36Li(2)由动量守恒定律得mnv=-mHv1+mHev2,由题意得v1∶v2=7∶8,解得v1=711v,v2=811(3)氚核和α粒子的动能之和为Ek=12×3mv12+12×释放的核能为ΔE=Ek-Ekn=403242mv2-12mv2=141121