高中物理人教版5本冊總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 學(xué)業(yè)分層測評16

學(xué)業(yè)分層測評(十六)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．放射性元素在衰變過程中，有些放出α射線，有些放出β射線，有些在放出α射線或β射線的同時(shí)，還以射線的形式釋放能量．例如eq\o\al(234,90)Th核的衰變過程可表示為eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e＋γ，對于這個(gè)衰變下列說法正確的是()A．是β衰變B．產(chǎn)生的eq\o\al(234,91)Pa核從低能級向高能級躍遷C．是α衰變D．產(chǎn)生的eq\o\al(234,91)Pa核從高能級向低能級躍遷E．放出的γ射線是波長很短的光子【解析】由核反應(yīng)方程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知生成了eq\o\al(0,－1)e，并釋放出能量，故選項(xiàng)A、D、E正確．【答案】ADE2．一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)中子結(jié)合成氘核，同時(shí)放出γ光子，核反應(yīng)方程是eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(2,1)H＋γ，以下說法中正確的是()A．反應(yīng)后氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和B．反應(yīng)前后的質(zhì)量數(shù)不變，因而質(zhì)量不變C．反應(yīng)前后質(zhì)量數(shù)不變，但會出質(zhì)量虧損D．γ光子的能量為Δmc2，Δm為反應(yīng)中的質(zhì)量虧損，c為光在真空中的速度E．因存在質(zhì)量虧損Δm，所以“物質(zhì)不滅”的說法不正確【解析】核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)及能量均守恒，由于反應(yīng)中要釋放核能，會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，反應(yīng)中氘核的質(zhì)量一定小于反應(yīng)前質(zhì)子和中子的質(zhì)量之和，所以質(zhì)量不守恒，但質(zhì)量數(shù)不變，且能量守恒，釋放的能量會以光子的形式向外釋放，故正確答案為A、C、D.【答案】ACD3．如圖19-5-1所示是描述原子核核子的平均質(zhì)量eq\x\to(m)與原子序數(shù)Z的關(guān)系曲線，由圖可知下列說法正確的是()圖19-5-1A．將原子核A分解為原子核B、C一定放出能量B．將原子核D、E結(jié)合成原子核F可能吸收能量C．將原子核A分解為原子核B、F一定釋放能量D．將原子核F、C結(jié)合成原子核B一定釋放能量E．將原子核F、C結(jié)合成原子核B時(shí)一定吸收能量【解析】因B、C核子平均質(zhì)量小于A的核子平均質(zhì)量，故A分解為B、C時(shí)，會出現(xiàn)質(zhì)量虧損，故放出核能，故A正確，同理可得B、D錯(cuò)，C、E正確．【答案】ACE4．在下列判斷中，正確的是()A．組成eq\o\al(238,92)U核的核子中只有相鄰核子之間才存在不可忽略的核力作用B．組成eq\o\al(238,92)U核的中子中任何兩個(gè)中子之間都存在不可忽略的核力作用C．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的庫侖斥力作用D．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中任何兩個(gè)質(zhì)子之間都存在不可忽略的核力作用E．組成eq\o\al(238,92)U核的質(zhì)子中只有相鄰的質(zhì)子間才存在不可忽略的核力作用【解析】核力屬于短程力，由于組成eq\o\al(238,92)U核的核子較多，兩核子之間的距離可能超過核力的作用范圍，所以某些核子之間的作用力可能比較小，所以選項(xiàng)A、E正確，B、D錯(cuò)誤，但兩質(zhì)子之間都存在庫侖斥力的作用，所以選項(xiàng)C正確．【答案】ACE5．中子比質(zhì)子更容易擊中原子核的原因是________．【解析】由于中子不帶電，與原子核之間不存在庫侖斥力，所以，它比其他粒子更易接近原子核并打進(jìn)內(nèi)部去．【答案】中子不帶電6．科學(xué)研究表明，自然界存在四種基本相互作用．我們知道分子之間也存在相互作用的引力和斥力，那么分子力實(shí)質(zhì)上是屬于________．【解析】分子力作用范圍約在10－10m數(shù)量級上．強(qiáng)相互作用和弱相互作用都是短程力，作用范圍在10－15m和10－18m之內(nèi)，在分子力作用距離上都不存在．在分子力作用范圍內(nèi)引力相互作用和電磁相互作用都存在，但由于電磁力遠(yuǎn)大于萬有引力，引力相互作用可以忽略不計(jì)，因此分子力本質(zhì)上屬于電磁相互作用．【答案】電磁相互作用7．當(dāng)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)α粒子時(shí)，放出MeV的能量，當(dāng)三個(gè)α粒子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，放出MeV的能量，則當(dāng)6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放的能量約為________．【導(dǎo)學(xué)號：66390052】【解析】6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子可結(jié)合成3個(gè)α粒子，放出能量3×MeV＝MeV，3個(gè)α粒子再結(jié)合成一個(gè)碳核，放出MeV能量，故6個(gè)中子和6個(gè)質(zhì)子結(jié)合成一個(gè)碳核時(shí)，釋放能量為84．9MeV＋MeV＝MeV.【答案】MeV8．激光中子是由重原子核吸收光子后發(fā)射中子而產(chǎn)生的，光子的極限能量大約是10MeV.假定中子從原子核上向外移開距離10－13cm所受的力保持不變，則平均核力的數(shù)量級是________.【導(dǎo)學(xué)號：66390053【解析】核力是一種很強(qiáng)的力，應(yīng)存在于相鄰的核子之間，作用范圍在×10－15m之內(nèi)，由題意知：eq\x\to(F)·d＝W＝E，則eq\x\to(F)＝eq\f(10×106××10－19,10－13×10－2)N＝×103N.【答案】103N[能力提升]9．下列說法中，正確的是()A．愛因斯坦質(zhì)能方程反映了物體的質(zhì)量就是能量，它們之間可以相互轉(zhuǎn)化B．由E＝mc2可知，能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，可以用物體的質(zhì)量作為它所蘊(yùn)藏的能量的量度C．核反應(yīng)中發(fā)現(xiàn)的“質(zhì)量虧損”是由靜止質(zhì)量變成運(yùn)動質(zhì)量D．因?yàn)樵诤朔磻?yīng)中產(chǎn)生能量，有質(zhì)量的轉(zhuǎn)化，所以系統(tǒng)只有質(zhì)量數(shù)守恒，系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量并不守恒E．在核反應(yīng)中系統(tǒng)的總能量和總質(zhì)量是守恒的【解析】E＝mc2說明能量和質(zhì)量之間存在著聯(lián)系，即能量與質(zhì)量之間存在著正比關(guān)系，但并不說明能量和質(zhì)量之間存在相互轉(zhuǎn)化的關(guān)系，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，而B項(xiàng)正確；核反應(yīng)中的“質(zhì)量虧損”并不是質(zhì)量消失，實(shí)際上是由靜止的質(zhì)量變成運(yùn)動的質(zhì)量，并不是質(zhì)量轉(zhuǎn)變成能量，故C項(xiàng)正確；在核反應(yīng)中，質(zhì)量守恒，能量也守恒，在核反應(yīng)前后只是能量的存在方式不同，總能量不變，在核反應(yīng)前后只是物質(zhì)由靜質(zhì)量變成動質(zhì)量，故D錯(cuò)誤E正確．【答案】BCE10．原來靜止的原子核eq\o\al(A,Z)X質(zhì)量為m1，處在區(qū)域足夠大的勻強(qiáng)磁場中，經(jīng)α衰變后變成質(zhì)量為m2的原子核Y，α粒子的質(zhì)量為m3，已測得α粒子的速度垂直于磁場B，且動能為E0，假定原子核X衰變時(shí)釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為動能，則下列四個(gè)結(jié)論中，正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：66390054】A．核Y與α粒子在磁場中運(yùn)動的周期之比為eq\f(2,Z－2)B．核Y與α粒子在磁場中運(yùn)動的半徑之比為eq\f(2,Z－2)C．此衰變過程中的質(zhì)量虧損為m1－m2－m3D．此衰變過程中釋放的核能為eq\f(AE0,A－4)E．此衰變過程中釋放的核能為eq\f(A－4,A)E0【解析】原子核發(fā)生α衰變時(shí)核子質(zhì)量數(shù)減小4而核電荷數(shù)減小2.由題意知X核原先靜止，則衰變后α粒子和反沖核Y的動量大小相等，由R＝eq\f(mv,Bq)知RY∶Rα＝qα∶qY＝2∶(Z－2)，故B項(xiàng)正確；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項(xiàng)錯(cuò)誤；該過程質(zhì)量虧損Δm＝m1－(m2＋m3)，故C項(xiàng)正確；由Ek＝eq\f(p2,2m)知Y核的動能EkY＝eq\f(4E0,A－4)，則釋放的核能ΔE＝Ekα＋EkY＝eq\f(AE0,A－4)，故D項(xiàng)正確．【答案】BCD11．歷史上第一次利用加速器實(shí)現(xiàn)的核反應(yīng)，是用加速后動能為MeV的質(zhì)子eq\o\al(1,1)H轟擊靜止的eq\o\al(A,Z)X，生成兩個(gè)動能均為MeV的eq\o\al(4,2)He.(1MeV＝×10－13J)(1)上述核反應(yīng)方程為________．(2)質(zhì)量虧損為________kg.【導(dǎo)學(xué)號：66390055】【解析】(1)根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可寫出核反應(yīng)方程為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)設(shè)反應(yīng)前質(zhì)子的動能為Ek0，反應(yīng)后eq\o\al(4,2)He的動能為Ek，由于質(zhì)量虧損而釋放的能量為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)×10－2912．一個(gè)靜止的鈾核eq\o\al(232,92)U(原子質(zhì)量為2u)放出一個(gè)α粒子(原子質(zhì)量為6u)后衰變成釷核eq\o\al(228,90)Th(原子質(zhì)量為7u)．(已知原子質(zhì)量單位1u＝×10－27kg,1u相當(dāng)于MeV的能量，結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)(1)寫出鈾核的衰變方程；(2)算出該衰變反應(yīng)中釋放出的核能；(3)若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為新核的動能，則α粒子的動能為多少？【導(dǎo)學(xué)號：66390056】【解析】(1)eq\o\al(232,92)U→eq\o\al(228,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)質(zhì)量虧損Δm＝mU－mα－mTh＝9uΔE＝Δmc2＝9×MeV≈MeV.(3)系統(tǒng)動量守恒，釷核和α粒子的動量大小相等，即pTh＋(－pα)＝