2019高中物理第十九章原子核綜合測(cè)評(píng)四含解析新人教版.docx

綜合測(cè)評(píng)(四)分值：100分時(shí)間：90分鐘命題報(bào)告考查知識(shí)點(diǎn)簡(jiǎn)單中等較難質(zhì)能方程及應(yīng)用1、4原子核的人工轉(zhuǎn)變311放射性元素的衰變5、8、910、12、13、14粒子與宇宙6原子核的組成7裂變與聚變核能的計(jì)算21516一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分第16小題中每小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合要求，第710小題中每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合要求)1由圖1所示可得出結(jié)論()圖1A質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和小于氘核的質(zhì)量B質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和等于氘核的質(zhì)量C氘核分解為質(zhì)子和中子時(shí)要吸收能量D質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時(shí)要吸收能量【解析】由圖可以看出，氘核分解為質(zhì)子和中子的過(guò)程中是吸收能量的，因此兩個(gè)核子質(zhì)量之和大于氘核的質(zhì)量，C正確【答案】C2重核裂變和輕核聚變是人類利用原子能的兩種主要方法，下面有關(guān)它們的說(shuō)法正確的是()A裂變和聚變的過(guò)程都有質(zhì)量虧損B裂變過(guò)程有質(zhì)量虧損，聚變過(guò)程質(zhì)量有所增加C裂變過(guò)程質(zhì)量有所增加，聚變過(guò)程有質(zhì)量虧損D裂變和聚變過(guò)程中質(zhì)量都有所增加【解析】重核裂變和輕核聚變都要釋放能量，也一定要發(fā)生質(zhì)量虧損，所以選項(xiàng)A正確【答案】A3.5B俘獲1個(gè)粒子，生成7N，放出x粒子，而7N是不穩(wěn)定的，它放出y粒子變成6C，那么x粒子和y粒子分別為()A中子和正電子B中子和電子C質(zhì)子和正電子 D質(zhì)子和中子【解析】根據(jù)題意，寫出該核反應(yīng)的方程式為5BHe7Nx，7N6Cy，由核反應(yīng)中的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒分別得x、y的電荷數(shù)、質(zhì)量數(shù)為Zx5270，Ax104131，Zy761，Ay13130，因此，x為中子，y為正電子【答案】A4根據(jù)愛(ài)因斯坦的研究成果，物體的能量和質(zhì)量的關(guān)系是Emc2，這一關(guān)系叫愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程質(zhì)子的質(zhì)量為mp，中子的質(zhì)量為mn，氦核的質(zhì)量為m，下列關(guān)系式正確的是()Am(2mp2mn)Bm(2mp2mn) D以上關(guān)系式都不正確【解析】核子結(jié)合成核時(shí)要放出能量，故正確選項(xiàng)為B.【答案】B5居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖都不同程度地含有放射性元素(含鈾、釷等)，會(huì)釋放出、射線，這些射線會(huì)導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道疾病根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)判斷下列說(shuō)法中正確的是()A射線是發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了4B射線是發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來(lái)的原子核相比，質(zhì)量數(shù)減少了1C射線是發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了1D在、三種射線中，射線的穿透能力最強(qiáng)、電離能力最弱【解析】射線是發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2，A錯(cuò)誤；射線是發(fā)生衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來(lái)的原子核相比，質(zhì)量數(shù)不變，B錯(cuò)誤；射線是伴隨衰變或衰變時(shí)產(chǎn)生的，沒(méi)有衰變，C錯(cuò)誤；射線的穿透能力最強(qiáng)、電離能力最弱，D正確【答案】D圖26中子內(nèi)有一個(gè)電荷量為e的上夸克和兩個(gè)電荷量為e的下夸克，一簡(jiǎn)單模型是三個(gè)夸克都在半徑為r的同一圓周上，如圖2所示在下面給出的四幅圖中，能正確表示出各夸克所受靜電作用力的是()【解析】本題考查的是庫(kù)侖力的大小方向及力的合成，明確每個(gè)夸克皆受兩個(gè)力的作用電荷量為e的上夸克受兩個(gè)下夸克的吸引力，合力的方向一定向下，對(duì)其中一個(gè)下夸克，受力如圖所示，由于F的水平分力與F大小相等方向相反，故F與F的合力豎直向上【答案】B7(2014河北唐山期末)下列說(shuō)法中不正確的是()A粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子核還可以再分B天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)C分別用X射線和紫光照射同一金屬表面都能發(fā)生光電效應(yīng)，則用X射線照射時(shí)光電子的最大初動(dòng)能較大D基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射多種頻率的光子【解析】粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子的核式結(jié)構(gòu)，天然放射現(xiàn)象證明了原子核還可以再分，選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤；X射線的頻率高于紫光的頻率，用X射線照射金屬時(shí)獲得光電子的最大初動(dòng)能會(huì)更大，選項(xiàng)C正確；基態(tài)氫原子吸收一個(gè)光子發(fā)生躍遷，當(dāng)躍遷到較高的能級(jí)時(shí)(n3)，就可能發(fā)射多種頻率的光子，選項(xiàng)D正確【答案】AB8美國(guó)科研人員正在研制一種新型鎳銅長(zhǎng)效電池，它是采用半衰期長(zhǎng)達(dá)100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩種金屬作為長(zhǎng)效電池的材料，利用鎳63發(fā)生衰變時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63和銅片做電池兩極，外接負(fù)載為負(fù)載提供電能下面有關(guān)該電池的說(shuō)法正確的是()A鎳63的衰變方程是NieCuB鎳63的衰變方程是NieCuC外接負(fù)載時(shí)鎳63的電勢(shì)比銅片高D該電池內(nèi)電流方向是從銅到鎳片【解析】Ni的衰變方程為NieCu，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳片，鎳片電勢(shì)高，選項(xiàng)C、D均正確【答案】CD9日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時(shí)會(huì)發(fā)出射線與射線，碘131被人攝入后，會(huì)危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識(shí)，說(shuō)法正確的是()A人類無(wú)法通過(guò)改變外部環(huán)境來(lái)改變碘131衰變的快慢B碘131的半衰期為8.3天，則4個(gè)碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個(gè)原子核C射線與射線都是電磁波，但射線穿透本領(lǐng)比射線強(qiáng)D碘131發(fā)生衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的【解析】衰變的快慢由放射性元素本身決定，與外部環(huán)境無(wú)關(guān)，A正確半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)幾個(gè)原子核無(wú)意義，B錯(cuò)誤射線是高速電子流，射線是電磁波，故C錯(cuò)誤衰變的實(shí)質(zhì)是nHe，D正確【答案】AD圖310(多選)如圖3所示，一天然放射性物質(zhì)射出三種射線，經(jīng)過(guò)一個(gè)勻強(qiáng)電場(chǎng)和勻強(qiáng)磁場(chǎng)共存的區(qū)域(方向如圖中所示)，調(diào)整電場(chǎng)強(qiáng)度E和磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小，使得在MN上只有a和b兩個(gè)點(diǎn)受到射線照射下面的哪種判斷是正確的()A射到b點(diǎn)的可能是射線B射到b點(diǎn)的一定是射線C射到b點(diǎn)的一定是射線或射線D射到b點(diǎn)的一定是射線【解析】射線不帶電，在電場(chǎng)或磁場(chǎng)中都不受力的作用，只能射到a點(diǎn)，因此D選項(xiàng)錯(cuò)誤；調(diào)整E和B的大小，既可以使帶正電的射線沿直線前進(jìn)，也可以使帶負(fù)電的射線沿直線前進(jìn)沿直線前進(jìn)的條件是電場(chǎng)力與洛倫茲力平衡，即EqBqv.已知粒子的速度大約為粒子的.故當(dāng)粒子滿足EqBvq時(shí)，粒子的洛倫茲力一定大于電場(chǎng)力，射到b點(diǎn)，當(dāng)粒子滿足EqBvq時(shí)，粒子因其速度小，一定有電場(chǎng)力大于洛倫茲力，粒子射到b點(diǎn)，故A、C正確【答案】AC二、填空題(本題共3小題，共18分)11(6分)1919年盧瑟福通過(guò)如圖4所示的實(shí)驗(yàn)裝置，第一次完成了原子核的人工轉(zhuǎn)變，并由此發(fā)現(xiàn)_圖中A為放射源發(fā)出的_粒子，B為_氣完成該實(shí)驗(yàn)的下面核反應(yīng)方程：_O_圖4【解析】人類第一次完成原子核的人工轉(zhuǎn)變的實(shí)驗(yàn)，是用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)，由此可知，該實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子，圖中A為粒子，B為氮?dú)?，其核反?yīng)方程為HeNOH.【答案】質(zhì)子氮HeNH12(6分)(2014江蘇高考)氡222是一種天然放射性氣體，被吸入后，會(huì)對(duì)人的呼吸系統(tǒng)造成輻射損傷它是世界衛(wèi)生組織公布的主要環(huán)境致癌物質(zhì)之一其衰變方程是RnPo_已知Rn的半衰期約為3.8天，則約經(jīng)過(guò)_天，16 g的Rn衰變后還剩1 g.【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知空內(nèi)應(yīng)填He(或)，根據(jù)mm0()，解得t3.84天15.2天【答案】He或15.213(6分)(2013上海高考)放射性元素2Po衰變?yōu)?Pb，此衰變過(guò)程的核反應(yīng)方程是_；用此衰變過(guò)程中發(fā)出的射線轟擊1F，可得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應(yīng)過(guò)程的方程是_【解析】根據(jù)核反應(yīng)中的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒規(guī)律，可以求出新生射線為He，另一粒子為H.方程式中一定要使用箭頭，不能用等號(hào)【答案】2Po2PbHeHe1FNeH三、計(jì)算題(本題共3小題，共42分)14(12分)為測(cè)定某水庫(kù)的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫(kù)中，已知這杯溶液每分鐘衰變8107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫(kù)取出1 m3的水，并測(cè)得每分鐘衰變10次，求水庫(kù)的存水量為多少？【解析】由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比出發(fā)，運(yùn)用半衰期知識(shí)可求出存水量設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0，10天后其剩余質(zhì)量為m，水庫(kù)存水量為Q，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得，由半衰期公式得：mm0，由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得，解得水庫(kù)的存水量為Q2.5105 m3.【答案】2.5105 m315(14分)(2014南京高二檢測(cè))我國(guó)自行設(shè)計(jì)并研制的“人造太陽(yáng)”托卡馬克實(shí)驗(yàn)裝置運(yùn)行獲得重大進(jìn)展，這標(biāo)志著我國(guó)已經(jīng)邁入可控?zé)岷朔磻?yīng)領(lǐng)域先進(jìn)國(guó)家行列該反應(yīng)所進(jìn)行的聚變過(guò)程是HHHen，反應(yīng)原料氘(H)富存于海水中，而氚(H)是放射性元素，自然界中不存在，但可以通過(guò)中子轟擊鋰核(Li)的人工核轉(zhuǎn)變得到(1)請(qǐng)把下列用中子轟擊鋰核(Li)產(chǎn)生一個(gè)氚核(H)和一個(gè)新核的人工核轉(zhuǎn)變方程填寫完整：_n_H.(2)在(1)中，每產(chǎn)生1 g氚的同時(shí)有多少個(gè)Li核實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變？(阿伏伽德羅常數(shù)NA取6.01023mol1)(3)一個(gè)氘核和一個(gè)氚核發(fā)生核聚變時(shí)，平均每個(gè)核子釋放的能量為5.61013J，求該核聚變過(guò)程中的質(zhì)量虧損【解析】(1)核反應(yīng)方程為：LinHeH.(2)因?yàn)? g氚為mol，根據(jù)核反應(yīng)方程，實(shí)現(xiàn)核轉(zhuǎn)變的Li也為 mol，所以有2.01023個(gè)Li實(shí)現(xiàn)了核轉(zhuǎn)變(3)根據(jù)愛(ài)因斯坦質(zhì)能方程Emc2，核聚變反應(yīng)中有5個(gè)核子參加了反應(yīng)，5個(gè)核子釋放總能量E55.61013J2.81012J，所以質(zhì)量虧損為mkg3.11029kg.【答案】(1)LiHe(2)2.01023個(gè)(3)3.11029kg16(16分)H的質(zhì)量是3.016 050 u，質(zhì)子的質(zhì)量是1.007 277 u，中子的質(zhì)量是1.008 665 u則：(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合為氚核時(shí)，是吸收還是放出能量？該能量為多少？(2)氚核的結(jié)合能和比結(jié)合能各是多少？(3)如果這些能量是以光子形式放出的，則光子的頻率是多少？【解析】(1)一個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合成氚核的核反應(yīng)方程式是H2nH，反應(yīng)前各核子總質(zhì)量為mp2mn1.007 277 u21.008 665 u3.024 607 u反應(yīng)后新核的質(zhì)量為mH3.016 050 u質(zhì)量虧損為m3.0