高中物理人教版5本冊總復習總復習 第19章章末分層突破

章末綜合測評(時間：50分鐘滿分：100分)一、選擇題(本題包括8小題，每小題6分，共48分．在每小題給出的5個選項中有3項符合題目要求，選對1個得2分，選對2個得4分，選對3個得6分．每選錯1個扣3分，最低得分為0分)1．在人類認識原子與原子核結構的過程中，符合物理學史的是()A．查德威克通過實驗證實了盧瑟福關于中子的猜想是正確的B．湯姆孫首先提出了原子的核式結構學說C．居里夫人首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象D．盧瑟福通過原子核的人工轉變發(fā)現(xiàn)了質子E．貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)了天然放射現(xiàn)象【答案】ADE2．典型的鈾核裂變是生成鋇和氪，同時放出x個中子：eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n，鈾235質量為m1，中子質量為m2，鋇144質量為m3，氪89的質量為m4，下列說法正確的是()A．該核反應類型屬于人工轉變B．該反應放出能量(m1－2m2－m3－m4)C．x的值是3D．該核反應比聚變反應對環(huán)境的污染少E．該核反應屬于核裂變，比聚變反應對環(huán)境的污染重【解析】該核反應是核裂變，不是人工轉變，故A錯誤；核反應方程eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(144,56)Ba＋eq\o\al(89,36)Kr＋xeq\o\al(1,0)n中根據(jù)質量數(shù)守恒，有：235＋1＝144＋89＋x，解得：x＝3；根據(jù)愛因斯坦質能方程，該反應放出能量為：ΔE＝Δm·c2＝(m1＋m2－m3－m4－3m2)c2＝(m1－m3－m4－2m2)c2，故B、C正確；該核反應生成兩種放射性元素，核污染較大，故D錯誤，E正確．【答案】BCE3．關于近代物理，下列說法正確的是()A．α射線是高速運動的氦原子核B．核聚變反應方程eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n中，eq\o\al(1,0)n表示質子C．從金屬表面逸出的光電子的最大初動能與照射光的頻率成正比D．玻爾將量子觀念引入原子領域，其理論能夠解釋氫原子光譜的特征E．愛因斯坦給出了物體的能量與它的質量的關系，E＝mc2【解析】α射線是氦原子核，A對；eq\o\al(1,0)n表示中子，B錯；據(jù)光電效應方程Ekm＝hν－W0可知，光電子的最大初動能隨照射光的頻率的增大而增大，并不成正比，C錯；玻爾的量子觀念能解釋氫原子光譜，D對，是愛因斯坦給出了E＝mc2.【答案】ADE4．(2023·全國丙卷)一靜止的鋁原子核eq\o\al(27,13)Al俘獲一速度為×107m/s的質子p后，變?yōu)樘幱诩ぐl(fā)態(tài)的硅原子核eq\o\al(28,14)Si*.下列說法正確的是()A．核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*B．核反應過程中系統(tǒng)動量守恒C．核反應過程中系統(tǒng)能量不守恒D．核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質量等于反應物的質量之和E．硅原子核速度的數(shù)量級為105【解析】核反應過程中遵循質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，核反應方程為p＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(28,14)Si*，說法A正確．核反應過程中遵從動量守恒和能量守恒，說法B正確，說法C錯誤．核反應中發(fā)生質量虧損，生成物的質量小于反應物的質量之和，說法D錯誤．根據(jù)動量守恒定律有mpvp＝mSivSi，碰撞后硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s，方向與質子初速度方向一致，說法E正確．【答案】ABE5．放射性元素eq\o\al(238,92)U衰變有多種可能途徑，其中一種途徑是先變成eq\o\al(210,83)Bi，而eq\o\al(210,83)Bi可以經一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)T1最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖1所示．則()圖1A．a＝84B．b＝206\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是β衰變，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是α衰變\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X是α衰變，eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是β衰變\o\al(b,81)Tl經過一次α衰變變成eq\o\al(206,82)Pb【解析】由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X，質量數(shù)不變，說明發(fā)生的是β衰變，同時知a＝84.由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(b,81)Tl是核電荷數(shù)減2，說明發(fā)生的是α衰變，同時知b＝206，由eq\o\al(206,81)Tl→eq\o\al(206,82)Pb發(fā)生了一次β衰變．【答案】ABC6．下列說法中正確的是()A．α粒子散射實驗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構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，則用X射線照射時光電子的最大初動能較大D．基態(tài)氫原子吸收一個光子躍遷到激發(fā)態(tài)后，可能發(fā)射多種頻率的光子E．要使輕核聚變，必須使它們的距離達到10－15m【解析】α粒子散射實驗揭示了原子的核式結構，天然放射現(xiàn)象證明了原子核還可以再分，選項A、B均錯誤；X射線的頻率高于紫光的頻率，用X射線照射金屬時獲得光電子的最大初動能會更大，選項C正確；基態(tài)氫原子吸收一個光子發(fā)生躍遷，當躍遷到較高的能級時(n≥3)，就可能發(fā)射多種頻率的光子，選項D正確．要使輕核發(fā)生聚變必須使它們的距離達到10－15以內，核力才能起作用．E正確【答案】CDE7．“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式，即原子核俘獲一個核外電子核內一個質子變?yōu)橹凶樱雍怂プ兂梢粋€新核，并且放出一個中微子(其質量小于電子質量且不帶電)．若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動量可不計)，則()A．生成的新核與衰變前的原子核質量數(shù)相同B．生成新核的核電荷數(shù)增加C．生成的新核與衰變前的原子核互為同位素D．生成的新核與中微子的動量大小相等E．在發(fā)生“軌道電子俘獲”的過程中，系統(tǒng)動量守恒【解析】質子與中子的質量數(shù)相同，所以發(fā)生“軌道電子俘獲”后新核與原核質量數(shù)相同，A正確；新核質子數(shù)減少，故核電荷數(shù)減少，B錯誤；新核與原核質子數(shù)不同，不能稱它們互為同位素，C錯誤；以靜止原子核及被俘獲電子為系統(tǒng)，系統(tǒng)動量守恒，系統(tǒng)初動量為零，所以生成的新核與中微子的動量大小相等，方向相反，D、E正確．【答案】ADE8．太陽內部發(fā)生的核反應主要是輕核的聚變，太陽中存在的主要元素是氫，氫核的聚變反應可以看做是4個氫核(eq\o\al(1,1)H)結合成1個氦核(eq\o\al(4,2)He)．下表中列出了部分粒子的質量(1u相當于MeV的能量)，以下說法中正確的是()粒子名稱質子pα粒子電子e中子n質量/u35557A.核反應方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,1)eB．核反應方程式為4eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(4,2)He＋2eq\o\al(0,－1)eC．4個氫核結合成1個氦核時的質量虧損約為6uD．4個氫核聚變反應過程中釋放的能量約為MeVE．四個氫核聚變反應過程中釋放的能量約為J【解析】根據(jù)核反應過程中質量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒關系可判斷A正確，B錯誤；根據(jù)質能方程可知C、D正確，E錯誤．【答案】ACD二、非選擇題(本題共5小題，共52分)9．(4分)由圖2所示可得出結論質子和中子的質量之和________氘核的質量，氘核分解為質子和電子時要________能量．圖2【解析】由圖可以看出，氘核分解為質子和中子的過程中是吸收能量的，因此兩個核子質量之和大于氘核的質量．【答案】大于吸收10．(8分)(2023·全國甲卷)在下列描述核過程的方程中，屬于α衰變的是________，屬于β衰變的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是______．(填正確答案標號)A.eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,-1)e\o\al(32,15)P→eq\o\al(32,16)S＋eq\o\al(0,-1)eC.eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeD.eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HE.eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(140,54)Xe＋eq\o\al(94,38)Sr＋2eq\o\al(1,0)n\o\al(3,1)H＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n【解析】α衰變是一種元素衰變成另一種元素過程中釋放出α粒子的現(xiàn)象，選項C為α衰變；β衰變?yōu)樗プ冞^程中釋放出β粒子的現(xiàn)象，選項A、B均為β衰變；重核裂變是質量較大的核變成質量較小的核的過程，選項E是常見的一種裂變；聚變是兩個較輕的核聚合成質量較大的核的過程，選項F是典型的核聚變過程．【答案】CABEF11．(10分)1926年美國波士頓的內科醫(yī)生盧姆加特等首次應用放射性氡研究人體動、靜脈血管床之間的循環(huán)時間，被譽為“臨床核醫(yī)學之父”．氡的放射性同位素有27種，其中最常用的是eq\o\al(222,86)\o\al(222,86)Rn經過m次α衰變和n次β衰變后變成穩(wěn)定的eq\o\al(206,82)Pb.(1)求m、n的值；(2)一個靜止的氡核(eq\o\al(222,86)Rn)放出一個α粒子后變成釙核(eq\o\al(218,84)Po)．已知釙核的速度v＝1×106m/s，求α粒子的速率.【導學號：66390061】【解析】(1)4m＝222－206，m＝486＝82＋2m－n，n(2)由動量守恒定律得mαvα－mPov＝0解得vα＝×107m/s【答案】(1)44(2)×107m/s12．(14分)為測定某水庫的存水量，將一瓶放射性同位素溶液倒入水庫中，已知這杯溶液每分鐘衰變8×107次，這種同位素的半衰期為2天，10天以后從水庫取出1m3【導學號：66390062】【解析】由每分鐘衰變次數(shù)與其質量成正比出發(fā)，運用半衰期知識可求出存水量．設放射性同位素原有質量為m0,10天后其剩余質量為m，水庫存水量為Q,10天后每立方米水中放射性元素的存量為eq\f(m,Q)，由每分鐘衰變次數(shù)與其質量成正比eq\f(m0,m/Q)＝eq\f(8×107,10)，即eq\f(10Q,8×107)＝eq\f(m,m0)，由半衰期公式得：m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,T)由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得eq\f(10Q,8×107)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))5解得水庫的存水量為Q＝×105m3.【答案】×105m313．(16分)eq\o\al(3,1)H的質量是050u，質子的質量是277u，中子的質量是665u．則：(1)一個質子和兩個中子結合為氚核時，是吸收還是放出能量？該能量為多少？(2)氚核的結合能和比結合能各是多少？(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？【導學號：66390063】【解析】(1)一個質子和兩個中子結合成氚核的核反應方程式是eq\o\al(1,1)H＋2eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(3,1)H，反應前各核子總質量為mp＋2mn＝277