高中物理選修：第3章章末綜合檢測

PAGEPAGE1高中物理選修1-2第3章章末檢測(時間：60分鐘，滿分：100分)一、選擇題(本題共12小題，每小題5分，共60分．在每小題給出的四個選項(xiàng)中，有的小題只有一個選項(xiàng)正確，有的小題有多個選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分)eq\a\vs4\al(1.)盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)第一次揭示了()A．質(zhì)子比電子重B．原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里C．α粒子是帶正電的D．可以用人為方法產(chǎn)生放射性現(xiàn)象解析：選B.由盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，可知B正確．eq\a\vs4\al(2.)天然放射現(xiàn)象說明了()A．原子不可再分B．原子的核式結(jié)構(gòu)C．原子核內(nèi)部是有結(jié)構(gòu)的D．原子核由質(zhì)子和中子組成解析：選C.人們認(rèn)識原子核的復(fù)雜結(jié)構(gòu)和它的變化規(guī)律，是從天然放射現(xiàn)象開始的．eq\a\vs4\al(3.)關(guān)于原子和原子核的幾種說法，正確的是()A．β衰變說明原子核內(nèi)部存在電子B．原子內(nèi)有電子表明原子具有核式結(jié)構(gòu)C．天然放射現(xiàn)象說明了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)D．α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了盧瑟福原子理論正確解析：選CD.貝克勒爾發(fā)現(xiàn)的天然放射現(xiàn)象說明原子核是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的，故C正確，盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)證明了原子的核式結(jié)構(gòu)，故D正確．eq\a\vs4\al(4.)鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→X＋eq\o\al(1,0)n.下列判斷正確的是()A.eq\o\al(1,0)n是質(zhì)子 B.eq\o\al(1,0)n是中子C．X是eq\o\al(28,14)Si的同位素 D．X是eq\o\al(31,15)P的同位素解析：選BD.由核反應(yīng)過程中質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒知，X是eq\o\al(30,15)P，故選項(xiàng)C錯誤，選項(xiàng)D正確；eq\o\al(1,0)n為中子，故選項(xiàng)A錯誤，選項(xiàng)B正確．eq\a\vs4\al(5.)質(zhì)子、中子和氘核的質(zhì)量分別為m1、m2和m3，真空中光速為c，當(dāng)質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，放出的能量是()A．m3c B．(m1＋m2)cC．(m3－m2－m1)c2 D．(m1＋m2－m3)c2解析：選D.質(zhì)子和中子結(jié)合成氘核時，總質(zhì)量減小了，即質(zhì)量虧損Δm＝(m1＋m2－m3)．依據(jù)質(zhì)能方程可知，放出的能量為ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.eq\a\vs4\al(6.)關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)D．鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變解析：選BC.半衰期是由放射性元素原子核的內(nèi)部因素所決定的，跟元素的化學(xué)狀態(tài)、溫度、壓強(qiáng)等因素?zé)o關(guān)，A錯；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的，eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e，B對；根據(jù)三種射線的物理性質(zhì)，C對；eq\o\al(238,92)U的質(zhì)子數(shù)為92，中子數(shù)為146，eq\o\al(206,82)Pb的質(zhì)子數(shù)為82，中子數(shù)為124，因而鉛核比鈾核少10個質(zhì)子，22個中子．注意到一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，故α衰變的次數(shù)為x＝8次．再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來判定β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足2x－y＋82＝92，y＝2x－10＝6次．故本題正確答案為B、C.eq\a\vs4\al(7.)我國科學(xué)家于1965年9月首先用人工方法合成了牛胰島素，為了證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素的結(jié)晶是同一種物質(zhì)，在合成過程中摻入放射性14C.然后把攙入14C的人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素混合到一起，經(jīng)過多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素完全融為一體，它們是同一種物質(zhì)，從而為我國在國際上首先合成牛胰島素提供了有力的證據(jù)．那么在人工合成過程中摻入14CA．?dāng)U散作用 B．組成元素C．示蹤原子 D．增強(qiáng)人的抗病能力解析：選C.通過檢測14C衰變發(fā)出的射線，才能確定人工方法合成的牛胰島素是否均勻分布在牛胰島素結(jié)晶里，14eq\a\vs4\al(8.)(2012·瀏陽一中高二檢測)下列說法中正確的是()A．核子結(jié)合成原子核時，要吸收能量B．α射線、β射線和γ射線相比較，γ射線的穿透能力最強(qiáng)C．增大壓強(qiáng)、降低溫度，可以減小放射性元素的半衰期D．我國大亞灣核電站是利用核裂變放出的能量來發(fā)電的解析：選BD.實(shí)驗(yàn)證明在α、β、γ三種射線中，穿透能力最強(qiáng)的是γ射線，故B正確．核子結(jié)合成原子核時可能吸收能量，也可能放出能量，故A錯．放射性元素的半衰期，由原子核的內(nèi)部因素決定；與外部因素?zé)o關(guān)，即與原子所處的物理狀態(tài)(溫度、壓強(qiáng))或化學(xué)狀態(tài)(如單質(zhì)、化合物)無關(guān)，故C錯．核電站都是利用原子核裂變放出的能量來發(fā)電的．故D正確．eq\a\vs4\al(9.)原子核eq\o\al(A,Z)X與氘核eq\o\al(2,1)H反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子．由此可知()A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2解析：選D.該核反應(yīng)的方程式為：eq\o\al(A,Z)X＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得：A＝4＋1－2＝3，Z＝2＋1－1＝2，故正確答案為D.eq\a\vs4\al(10.)若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為5天，相同質(zhì)量的A和B，經(jīng)過20天后，剩下的質(zhì)量之比mA∶mB為()A．20∶31 B．31∶30C．1∶2 D．2∶1解析：選C.本題根據(jù)原子核的衰變及半衰期的規(guī)律可以求解．設(shè)A和B原來的質(zhì)量均為m，則20天后有mA＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,TA))＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(5)，mB＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t,TB))＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(4).則eq\f(mA,mB)＝eq\f(m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(5),m\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))\s\up12(4))＝eq\f(1,2).eq\a\vs4\al(11.)關(guān)于核衰變和核反應(yīng)的類型，下列表述正確的有()A.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(238,90)Th＋eq\o\al(4,2)He是α衰變B.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H是β衰變C.eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n是輕核聚變D.eq\o\al(82,34)Se→eq\o\al(82,36)Kr＋2eq\o\al(0,－1)e是重核裂變解析：選AC.α衰變是放射出氦核的天然放射現(xiàn)象，A正確；β衰變是放射出電子的天然放射現(xiàn)象，而B項(xiàng)是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的原子核人工轉(zhuǎn)變，故B錯；C項(xiàng)是輕核的聚變，D項(xiàng)是β衰變現(xiàn)象，故C對D錯．eq\a\vs4\al(12.)某科學(xué)家提出年輕熱星體中核聚變的一種理論，其中的兩個核反應(yīng)方程為eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(13,7)N＋Q1，eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(15,7)N→eq\o\al(12,6)C＋X＋Q2方程中Q1、Q2表示釋放的能量，相關(guān)的原子核質(zhì)量見下表：原子核eq\o\al(1,1)Heq\o\al(3,2)Heeq\o\al(4,2)Heeq\o\al(12,6)Ceq\o\al(13,7)Neq\o\al(15,7)N質(zhì)量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推斷正確的是()A．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＞Q1 B．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＞Q1C．X是eq\o\al(3,2)He，Q2＜Q1 D．X是eq\o\al(4,2)He，Q2＜Q1解析：選B.由核反應(yīng)方程中質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒可得X為eq\o\al(4,2)He，所以選項(xiàng)A、C均錯誤；又依據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程Q＝ΔE＝Δm·c2可知選項(xiàng)B正確．二、填空題(本題共2小題，每小題8分，共16分．把答案填在題中的橫線上)eq\a\vs4\al(13.)英國物理學(xué)家________根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)建立了原子的核式結(jié)構(gòu)模型，發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子并猜想了中子的存在；德國科學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了X射線；法國物理學(xué)家________發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象；__________指出了能量與質(zhì)量之間的聯(lián)系．答案：盧瑟福倫琴貝克勒爾愛因斯坦eq\a\vs4\al(14.)一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的α、β和γ射線，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔后，鋁箔后的空間有一勻強(qiáng)電場．進(jìn)入電場后，射線變?yōu)閍、b兩束，射線a沿原來方向行進(jìn)，射線b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖3－1所示，則圖中的射線a為________射線，射線b為________射線．圖3－1解析：在三種射線中，α射線帶正電，穿透能力最弱；β射線帶負(fù)電，穿透能力一般；γ射線不帶電，穿透能力最強(qiáng)，綜上所述，綜合題意可知：a射線應(yīng)為γ射線，b射線應(yīng)為β射線．答案：γβ三、計(jì)算題(本題共2小題，共24分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟．只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)eq\a\vs4\al(15.)(12分)(2011·高考天津卷)回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子．碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程．若碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)解析：核反應(yīng)方程為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t1＝2.0h剩余的質(zhì)量為mr，根據(jù)半衰期定義有eq\f(mr,m0)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t1,τ))＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(120,20))≈1.6%.答案：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He1.6%eq\a\vs4\al(16.)(12分)現(xiàn)在的核電站比較廣泛應(yīng)用的核反應(yīng)之一是：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(143,60)Nd＋Zr＋3(eq\o\al(1,0)n)＋8(eq\o\al(0,－1)e)＋ν(1)核反應(yīng)方程中的ν是反中微子，它不帶電，質(zhì)量數(shù)為零．試確定生成物鋯(Zr)的電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)．(2)已知鈾(U)核的質(zhì)量為235.0439u，中子質(zhì)量為1.0087u，釹(Nd)核質(zhì)量為142.