2022年高中物理章末综合测评沪科版选修- 3.pdf

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1、1 章末综合测评 (五) ( 时间： 60 分钟满分： 100 分) 一、选择题 ( 本题共 6 小题， 每小题 6 分. 在每小题给出的五个选项中，有三项是符合题目要求的，选对1 个得 3 分，选对 2 个得 4 分，选对 3 个得 6 分，每选错 1 个扣 3 分，最低得分为 0 分.) 1. 关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有( ) A.238 92U234 90Th42He是 衰变B.14 7N42He 17 8O11H是 衰变C.21H31H42He10n 是轻核聚变D.8234Se8236Kr201e 是重核裂变E.235 92U10n141 56Ba9236Kr 310n

2、 是重核裂变【解析】据核反应各类型特点可知：A、D项均为衰变， A中放出 粒子， A正确， D错误 .B 项为人工转变，B错误； C项为轻核聚变，E项为重核裂变反应，C、E正确 . 【答案】ACE 2. 下列说法中正确的是( ) A.采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B.放射性元素的半衰期不会随物理或化学条件的变化而变化C.约里奥居里夫人用 粒子轰击铝箔发现了中子D.原子核所含核子单独存在时的总质量大于该原子核的质量E.42He14 7N17 8O11H是卢瑟福发现质子的核反应方程【解析】放射性元素的半衰期由元素的原子核决定，与化学、物理状态无关，故选项A错误， B正确；由物理

3、学史可知中子是由查德威克发现的，选项C错误；核子结合成原子核放出核能，因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于核原子核的质量，选项D正确；用 粒子轰击氮核生成氧核和质子是卢瑟福发现质子的实验，E正确. 【答案】BDE 3. 科学家使用核反应获取氚，再利用氘和氚的核反应获得能量，核反应方程分别为：XY42He31H4.9 MeV 和21H31H42HeX 17.6 MeV，下列表述正确的有( ) A.X 是中子B.Y 的质子数是3，中子数是6 C.两个核反应都没有质量亏损D.氘和氚的核反应是核聚变反应E.两个核反应都有核能释放，因此都有质量亏损【解析】根据质子数守恒和质量数守恒可知X 是中子，

4、A 正确； Y 的质子数为3，中子数为 3，B错误；聚变放出能量，由质能方程可知一定有质量亏损，该反应为核聚变反应，名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页，共 5 页 - - - - - - - - - 2 C错误， D 、E正确 . 【答案】ADE 4. 热核反应是一种理想能源的原因是( ) A.轻核聚变比重核裂变时释放的能量多B.对环境的放射性污染较裂变轻，且较容易处理C.热核反应的原料在地球上储量丰富D.热核反应的速度容易控制E.就每个核子平均释放的能量来说，热

5、核反应比重核裂变时释放的能量多【解析】不能说轻核聚变比重核裂变时释放的能量多，但就每个核子平均释放的能量来说，聚变反应平均每个核子比裂变反应中平均每个核子放出的能量要大34 倍，且其原料均为氢的同位素，在地球上储量极为丰富，其放射性污染也较裂变轻. 但是，目前只是能够让轻核聚变发生，还不能控制聚变反应的速度、和平利用聚变时释放的核能，综上所述，B、C、E正确， A、D错误 . 【答案】BCE 5. 质子数与中子数互换的核互为“镜像核”，例如32He是31H的“镜像核”， 同样31H也是32He的“镜像核”，则下列说法正确的是( ) A.15 7N和16 8O互为“镜像核”B.13 7N和13

6、6C互为“镜像核”C. 衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子D.核反应21H31H42He10n 的生成物中有 粒子，该反应是 衰变E.核反应21H31H42He10n 的生成物中虽有 粒子，但该反应属于轻核聚变【解析】根据“镜像核”的定义，13 7N和13 6C 互为“镜像核”，选项B 正确， A错误； 衰变的本质是一个中子转变为一个质子，同时放出一个电子， 选项 C正确；核反应21H31H42He 10n 的生成物中虽有 粒子，但该反应是聚变反应，选项D错误， E正确 . 【答案】BCE 6. 下列说法中正确的是( ) A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的热核反应B.中等核

7、的平均结合能比重核的平均结合能大，所以重核裂变要放出能量C.只要有核反应发生，就一定会释放出核能D.轻核中质子数与中子数大致相等，重核中中子数小于质子数E.轻核中质子数与中子数大致相等，重核中中子数大于质子数【解析】太阳的能量来自轻核聚变放出的能量，A 正确 . 中等核的平均结合能比重核的平均结合能大， B正确 . 核反应是否释放能量取决于反应前后是否发生了质量亏损，C错误.随核子数增加， 若只增加中子，中子与其他核子没有库仑斥力，但有相互吸引的核力，有助名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - -

8、- - - - 第 2 页，共 5 页 - - - - - - - - - 3 于维系原子核的稳定，所以稳定的重原子核中子数要比质子数多，D错误， E正确 . 【答案】ABE 二、非选择题(本题共 5 小题，共 64 分，按题目要求作答) 7.(2015 江苏高考)(8分) 核电站利用原子核链式反应放出的巨大能量进行发电，235 92U是核电站常用的核燃料.235 92U 受一个中子轰击后裂变成144 56Ba 和8936Kr 两部分，并产生_个中子 . 要使链式反应发生，裂变物质的体积要_( 选填“大于”或“小于” ) 它的临界体积 . 【解析】核反应方程遵守质量数守恒和电荷数守恒，且该核反

9、应方程为：235 92U10n144 56Ba8936Kr310n，即产生 3 个中子 . 临界体积是发生链式反应的最小体积，要使链式反应发生，裂变物质的体积要大于它的临界体积. 【答案】3 大于8.(12分)1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt ，制取过程如下：(1) 用质子轰击铍94Be 产生快中子，核反应方程：_；(2) 用快中子轰击汞20480Hg，反应过程可能有两种：生成20278Pt，放出氦原子核，核反应方程：_；生成20278Pt，放出质子、中子，核反应方程：_ ；(3) 生成的铂20278Pt发生两次 衰变，变成稳定的原子核汞2028

10、0Hg，核反应方程：_. 【答案】(1)94Be11H 95B10n (2) 20480Hg10n20278Pt 32He 20480Hg10n20278Pt211H10n (3)20278Pt 20279Au0 1e；20279Au20280Hg 01e 9.(12 分) 同位素原子在许多方面有着广泛的应用，1934 年，科学家在用 粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走 放射源时，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期. 【导学号： 67080049】(1) 写出 粒子轰击铝2713Al

11、 产生中子的核反应方程式；(2) 上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式；(3) 简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子. 【解析】(1)2713Al 42He 3015P10n. 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页，共 5 页 - - - - - - - - - 4 (2)3015P3014Si 01e. (3) 利用射线辐射育种，作为示踪原子，检查管道等. 【答案】见解析10.(2015 海南高考)(16

12、 分) 运动的原子核AZX放出 粒子后变成静止的原子核Y.已知X、Y 和 粒子的质量分别是M、m1和m2，真空中的光速为c， 粒子的速度远小于光速.求反应后与反应前的总动能之差以及 粒子的动能 . 【解析】设衰变前原子核AZX 的速度为v0，衰变后放出的 粒子的速度为v，由动量守恒有：Mv0m2v再由反应中能量守恒有12Mv2012m2v2E由爱因斯坦质能方程有Emc2而 mM(m1m2) 解之有E12m2v212Mv20M(m1m2)c2(Mm1m2)c2Ek12m2v2MEMm2M Mm1m2Mm2c2. 【答案】(Mm1m2)c2M Mm1m2Mm2c211.(16 分) 足够强的匀强磁

13、场中有一个原来静止的氡核222 86Rn， 它放射出一个 粒子后变为 Po核. 假设放出的 粒子运动方向与磁场方向垂直，求：(1) 粒子与Po 核在匀强磁场中的径迹圆半径之比，画出它们在磁场中运动轨迹的示意图；(2) 粒子与 Po核两次相遇的时间间隔与 粒子运动周期的关系；( 设质子和中子质量相等 ) (3) 若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生 衰变，则 粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述 衰变轨迹示意图有何不同？【解析】(1) 氡核经 衰变的核反应方程为：222 86Rn218 84Po42He ，衰变的极短过程系统动量守恒，设 粒子速度方向为正，则由动量守恒定律0mvmP

14、ovPo，即mvmPovPo名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页，共 5 页 - - - - - - - - - 5 粒子与反冲核在匀强磁场中，洛伦兹力提供匀速圆周运动的向心力qvBmv2r，rmvqB1q，故rrPoqPoq842421，示意图如图甲所示. (2) 它们在磁场中运动的周期T2rv2mqBmq，它们的周期之比为TTPommPoqPoq421884284109，即 109T84TPo，这样 粒子转 109 圈，Po 核转 84 圈，两者才相遇.所以，

15、粒子与Po核两次相遇的时间间隔t109T. (3) 若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生 衰变，则 粒子和反冲衰变过程仍符合动量守恒定律，它们也在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，但由于 粒子带负电，反冲核带正电， 它们两个衰变时运动方向相反，但受的洛伦兹力方向相同，所以它们的轨迹圆是内切的，且 粒子的轨迹半径大于新核的轨迹半径，其运动轨迹的示意图如乙所示. 【答案】(1)42 1 见解析(2) t109T(3) 见解析名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页，共 5 页 - - - - - - - - -