粵教版物理選修3-5新素養(yǎng)學(xué)案第四章章末過關(guān)檢測（四）Word版含答案

章末過關(guān)檢測(四)(時間：60分鐘，滿分：100分)一、單項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個選項中，只有一個選項符合題目要求)1．根據(jù)有關(guān)放射性知識，下列說法正確的是()A．235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短B．與天然放射性物質(zhì)相比，人工放射性同位素的放射強(qiáng)度容易控制C．氡的半衰期為3.8天，則若取4個氡原子核，經(jīng)7.6天后就一定剩下一個氡原子核了D．γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)解析：選B.放射性元素衰變的快慢由核內(nèi)部自身的因素決定，與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)和外部條件都沒有關(guān)系，A項錯誤；放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)之一是便于人為控制，B項正確；半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律，四個氡核是否立即衰變受多種偶然因素的支配，C項錯誤；γ射線穿透能力最強(qiáng)，但電離本領(lǐng)最弱，D項錯誤．2．下列核反應(yīng)方程中，屬于α衰變的是()A．eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)HB．eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)HeC．eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)nD．eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋eq\o\al(0,－1)e解析：選B.α衰變是放射性元素的原子核放出α粒子(eq\o\al(4,2)He)的核反應(yīng)，選項B正確．3．下列關(guān)于放射性現(xiàn)象的說法中，正確的是()A．原子核發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4B．原子核發(fā)生α衰變時，生成核與α粒子的總質(zhì)量等于原來的原子核的質(zhì)量C．原子核發(fā)生β衰變時，生成核的質(zhì)量數(shù)比原來的原子核的質(zhì)量數(shù)多1D．單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的解析：選D.原子核發(fā)生α衰變時，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2，A錯誤；生成核與α粒子的總質(zhì)量小于原來的原子核的質(zhì)量，B錯誤；原子核發(fā)生β衰變時，生成核的質(zhì)量數(shù)與原來的原子核的質(zhì)量數(shù)相同，C錯誤；放射性元素的半衰期由原子核的內(nèi)部因素決定，跟元素的化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，所以單質(zhì)的鈾238與化合物中的鈾238的半衰期是相同的，D正確．4．有甲、乙兩種放射性元素，它們的半衰期分別是15天，30天，經(jīng)過60天這兩種元素的質(zhì)量相等，則它們原來的質(zhì)量之比M甲∶M乙是()A．1∶4 B．4∶1C．2∶1 D．1∶2解析：選B.對60天時間，甲元素經(jīng)4個半衰期，乙元素經(jīng)2個半衰期，由題知M甲eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(4)＝M乙eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(2)，則M甲∶M乙＝4∶1，故B正確．5．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.eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(12,6)C→eq\o\al(13,7)N中質(zhì)量虧損為Δm1＝(1.0078＋12.0000－13.0057)u＝0.0021u，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知eq\o\al(1,1)H＋eq\a\vs4\al(eq\o\al(15,7)N→eq\o\al(12,)6C)＋X中X的電荷數(shù)為2、質(zhì)量數(shù)為4，質(zhì)量虧損為Δm2＝(1.0078＋15.0001－12.0000－4.0026)u＝0.0053u，根據(jù)愛因斯坦的質(zhì)能方程可知Q1＝Δm1c2、Q2＝Δm2c2，則Q1＜Q2.二、多項選擇題(本題共5小題，每小題6分，共30分．在每小題給出的四個選項中，有多個選項符合題目要求，全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯或不答的得0分)6．在勻強(qiáng)磁場里有一個原來靜止的放射性碳14，它所放射的粒子與反沖核的軌跡是兩個相切的圓，圓的半徑比為5∶1，如圖所示，那么碳的衰變方程是()A．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(10,4)Be B．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,1)e＋eq\o\al(14,5)BC．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N D．eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(12,5)B解析：選BD.由于兩個軌跡為外切圓，所以放出的粒子和反沖核速度方向相反，由左手定則可知它們均帶正電荷．而衰變過程中兩核的動量守恒，即兩核的動量大小相等，方向相反，即m1v1＝m2v2，由于qvB＝eq\f(mv2,R)則q＝eq\f(mv,BR)，知半徑之比R1∶R2＝5∶1，則它們的電荷量之比為q1∶q2＝R2∶R1＝1∶5，B、D項正確．7．關(guān)于α、β、γ三種射線，下列說法中正確的是()A．α射線是原子核自發(fā)放射出的氦核，它的穿透能力最強(qiáng)B．β射線是原子核外電子電離形成的電子流，它具有中等的穿透能力C．γ射線一般是伴隨著α或β射線產(chǎn)生的，它的穿透能力最強(qiáng)D．γ射線是電磁波，它的穿透能力最強(qiáng)解析：選CD.α射線是速度約為光速1/10的氦核流，由原子核中的兩個質(zhì)子和兩個中子組成，穿透本領(lǐng)很弱，電離作用很強(qiáng)，故A錯；β射線是速度接近光速的電子流，其實質(zhì)是原子核中的一個中子變?yōu)橘|(zhì)子，同時放出一個電子，貫穿本領(lǐng)很強(qiáng)，電離作用較弱，所以B錯；γ射線是波長極短的電磁波，貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，電離作用很弱．對于同一個原子核，不可能同時發(fā)生α衰變和β衰變．放射性元素同時發(fā)出三種射線，是不同原子核同時衰變的結(jié)果，γ射線總是伴隨著α射線或β射線而產(chǎn)生的，C、D均對．8．科學(xué)家使用核反應(yīng)獲取氚，再利用氘和氚的核反應(yīng)獲得能量，核反應(yīng)方程分別為：X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV和eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV，下列表述正確的有()A．X是中子B．Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)是6C．兩個核反應(yīng)都沒有質(zhì)量虧損D．氘和氚的核反應(yīng)是核聚變反應(yīng)解析：選AD.核反應(yīng)方程遵守核電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，則由eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋X＋17.6MeV知X為eq\o\al(1,0)n，由X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV知Y為eq\o\al(6,3)Li，其中Y的質(zhì)子數(shù)是3，中子數(shù)也是3，選項A正確，選項B錯誤；兩個核反應(yīng)都釋放出核能，故都有質(zhì)量虧損，選項C錯誤；X＋Y→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(3,1)H＋4.9MeV是原子核的人工轉(zhuǎn)變，eq\o\al(2,1)H＋eq\o\al(3,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n＋17.6MeV為輕核聚變，選項D正確．9．關(guān)于核反應(yīng)方程eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋X＋ΔE(ΔE為釋放出的核能，X為新生成粒子)，已知eq\o\al(234,90)Th的半衰期為T，則下列說法正確的是()A．eq\o\al(234,91)Pa沒有放射性B．eq\o\al(234,91)Pa比eq\o\al(234,90)Th少1個中子，X粒子是從原子核中射出的，此核反應(yīng)為β衰變C．N0個eq\o\al(234,90)Th經(jīng)2T時間因發(fā)生上述核反應(yīng)而放出的核能為eq\f(3,4)N0ΔE(N0數(shù)值很大)D．eq\o\al(234,90)Th的比結(jié)合能為eq\f(ΔE,234)解析：選BC.原子序數(shù)大于或等于83的元素都有放射性，A錯誤；X粒子是電子，它是由中子衰變成一個質(zhì)子而放出電子，所以此核反應(yīng)為β衰變，B正確；有半數(shù)原子核發(fā)生衰變的時間為半衰期，N0個eq\o\al(234,90)Th經(jīng)2T時間發(fā)生兩次衰變，C正確；ΔE不是eq\o\al(234,90)Th原子核分解成自由核子的結(jié)合能，則D錯誤．10．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(jīng)一次衰變變成eq\o\al(210,a)X(X代表某種元素)，也可以經(jīng)一次衰變變成eq\o\al(b,81)Tl，eq\o\al(210,a)X和eq\o\al(b,81)Tl最后都變成eq\o\al(206,82)Pb，衰變路徑如圖所示．則()A．a(chǎn)＝84，b＝206B．eq\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C．eq\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D．eq\o\al(b,81)Tl經(jīng)過一次β衰變變成eq\o\al(206,82)Pb解析：選ABD.由eq\o\al(210,83)Bi→eq\o\al(210,a)X，質(zhì)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．三、非選擇題(本題共3小題，共40分．解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式或重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)11．(10分)瓶含有某種放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6000次．將它注射到一個病人的血液中，經(jīng)過15小時，從病人身上取出10cm3的血樣，測得每分鐘衰變2次．已知這種同位素的半衰期是5小時，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計算人體血液的總體積．解析：根據(jù)題意，可求得一開始小瓶中的放射性同位素的總原子核數(shù)N0＝6000×60×5×2個＝3600000個．15小時以后，剩余的放射性同位素原子核數(shù)N1＝N0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(t,τ))＝3600000×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up6(\f(15,5))個＝450000個．剛抽出血樣時10cm3血液中的放射性同位素總原子核數(shù)n＝2×60×5×2個＝1200個．人體內(nèi)所有血液的總量為eq\f(N1,n)×10＝eq\f(450000,1200)×10cm3＝3750cm3.答案：3750cm312．(14分)假設(shè)某航空母艦的動力來自核反應(yīng)堆，其中主要的核反應(yīng)方程式是eq\o\al(235,92)U＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(141,56)Ba＋eq\o\al(92,36)Kr＋()eq\o\al(1,0)n.(1)在括號內(nèi)填寫eq\o\al(1,0)n前的系數(shù)；(2)用m1、m2、m3分別表示eq\o\al(235,92)U、eq\o\al(141,56)Ba、eq\o\al(92,36)Kr核的質(zhì)量，m表示中子的質(zhì)量，則上述反應(yīng)過程中一個鈾235核發(fā)生裂變產(chǎn)生的核能ΔE是多少？(3)假設(shè)核反應(yīng)堆的功率P＝6.0×105kW，若一個鈾235核裂變產(chǎn)生的能量為2.8×10－11J，則該航空母艦在海上航行一個月需要消耗多少kg鈾235？(鈾235的摩爾質(zhì)量M＝0.235kg/mol，一個月約為t＝2.6×106s，阿伏加德羅常數(shù)NA＝6.0×1023mol－1，計算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)解析：(1)由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒可知eq\o\al(1,0)n前的系數(shù)為3.(2)ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2.(3)一個月內(nèi)核反應(yīng)產(chǎn)生的總能量為E＝Pt，同時E＝eq\f(m,M)NAΔE，解得m＝eq\f(PtM,NAΔE)≈22kg.答案：(1)3(2)(m1－m2－m3－2m)c2(3)22kg13．(16分)如圖甲所示，靜止在勻強(qiáng)磁場中的eq\o\al(6,3)Li核俘獲一