【文档说明】2024-2025学年精品同步试题 物理（选择性必修第三册 人教版2019）第五章 第五章测评 Word版含解析.docx，共(6)页，115.380 KB，由小赞的店铺上传

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第五章测评(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共8小题,每小题3分,共24分。在每小题给出的四个选项中,只有一项是符合题目要求的)1.下列说法正确的是()A.β衰变时,β射线是原子的核外电子释放出来的B.组成原子核的核子质量之和大于原子核的质量C.发

生光电效应时,光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D.α粒子散射实验表明核外电子轨道是量子化的答案B解析β衰变中产生的β射线实际上是原子核中的中子转化而来的,不是原子的核外电子释放出来的,故A错误。发生核反应时,总要有质量亏损,故组成原子核核子的质量之和大于原子核的质量

,B正确。根据爱因斯坦光电效应方程Ek=hν-W0,知光电子的最大初动能与入射光的频率成一次函数关系,不是正比,故C错误。根据玻尔理论可知,核外电子轨道是量子化的,故D错误。2.某核反应方程为12H+13HH

e+X。已知⬚12H的质量为2.0136u,13H的质量为3.0180u,⬚24He的质量为4.0026u,X的质量为1.0087u,则下列说法正确的是()A.X是质子,该反应释放能量B.X是中子,该反应释

放能量C.X是质子,该反应吸收能量D.X是中子,该反应吸收能量答案B解析由题目所给核反应方程,根据核反应过程质量数、电荷数守恒规律,可知X为中子;在该反应发生前反应物的总质量m1=2.0136u+3.0180u=

5.0316u,反应后产物总质量m2=4.0026u+1.0087u=5.0113u,总质量减少,出现了质量亏损,根据爱因斯坦的质能方程可知该反应释放能量,故B正确。3.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应。核反应方程为24He+24

HeBe+γ。下列说法正确的是()A.该核反应为裂变反应B.热核反应中有质量亏损,会放出巨大能量C.由于核反应中质量数守恒,所以质量也是守恒的D.任意原子核内的质子数和中子数总是相等的答案B解析该核反应为聚变反应,故A

错误。核反应中的裂变和聚变,都会有质量亏损,都会放出巨大的能量,故B正确。核反应中质量数守恒,质量不守恒,故C错误。原子中原子核内的质子数和中子数不一定相等,有的原子中相等,有的原子中不相等,有的原子没有中子,例如氢原子核内有一个质子,没有中子,故D错误。4.太阳能是由太

阳内部热核聚变反应形成的,其核反应主要是()A.13H+12HHe+01nB.714N+24HeO+11HC.92235U+01nXe+3890Sr+1001nD.92238UTh+24He答案A解析太阳内部核聚变是氢原子核的聚变,故A正确。B项为实现原子核人工转变的反应,C项为重核裂

变,D项为α衰变,故B、C、D错误。5.对于爱因斯坦提出的质能方程E=mc2,下列说法不正确的是()A.E=mc2表明物体具有的能量与其质量成正比B.根据ΔE=Δmc2可以计算核反应中释放的核能C.一个中子和一个质子结合成氘核时,释放出核能,表明此过程中出

现了质量亏损D.E=mc2中的E是发生核反应中释放的核能答案D解析E=mc2中的E表示物体具有的总能量,m表示物体的质量,故A说法正确,不符合题意。ΔE=Δmc2表示的意义是当物体的能量增加或减少ΔE时,它的质量也会相应地增加或减

少Δm,故B说法正确,不符合题意。只有在出现质量亏损时,才能释放核能,故C说法正确,不符合题意,所以选D。6.下列说法正确的是()A.92245U的半衰期约为7亿年,随着地球环境的不断变化,其半衰期可能变短B.某原子核经过一次

α衰变和两次β衰变后,核内中子数减少4C.10个放射性元素的原子核经过一个半衰期后,一定有5个原子核发生衰变D.γ粒子的电离能力比α粒子的大答案B解析半衰期的长短是由原子核内部本身的因素决定的,与原子所处的物理、化学

状态无关,故A错误。某原子核经过一次α衰变电荷数减少2,质量数减少4;再经过两次β衰变后,质量数不变,电荷数增加2;所以整个过程质量数减少4,电荷数不变,所以核内中子数减少4,故B正确。半衰期具有统计规律,对大量的原子核适用,故C错误。三种射线中γ射线的穿透能力最强,α射线的

电离能力最强,故D错误。7.中国散裂中子源填补了国内脉冲中子源及应用领域的空白,为中国物质科学、生命科学、资源环境、新能源等方面的基础研究和高新技术提供了强有力的研究平台,对满足国家重大战略需求、解决前沿科学问题、解决瓶颈问题具有重要意义。下列关于中子研究的说

法正确的是()A.α粒子轰击714N,生成817O,并产生了中子B.92238U经过4次α衰变,2次β衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少了6个C.放射性β射线的实质是高速中子流,可用于医学的放射治疗D.核

电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度答案D解析根据质量数和电荷数守恒知,α粒子轰击714N,生成817O,并产生了质子,故A错误。每次α衰变,质量数少4,电荷数少2,所以中子数少2;每次β衰变,1个中子转化成1个质子和1个电子,所以中子数少1。经

过4次α衰变,2次β衰变,新核与原来的原子核相比,中子数少4×2+2×1=10,故B错误。放射性β射线的实质是高速电子流,故C错误。核电站可通过控制中子数目来控制核反应剧烈程度,故D正确。8.某科学家提出年轻热星体中核聚变的一种理论,其中的两个核

反应方程为11H+612CN+Q1,11H+715NC+X+Q2方程中Q1、Q2表示释放的能量,相关的原子核质量见下表:原子核11H23He24He612C713N715N质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()A.X是2

3He,Q2>Q1B.X是24He,Q2>Q1C.X是23He,Q2<Q1D.X是24He,Q2<Q1答案B解析11H+612CN中质量亏损为Δm1=(1.0078+12.0000-13.0057)u=0.0021u,根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H+715N⬚612C+X中X的电荷数为2、质

量数为4,质量亏损为Δm2=(1.0078+15.0001-12.0000-4.0026)u=0.0053u,根据爱因斯坦质能方程可知Q1=Δm1c2、Q2=Δm2c2,则Q1<Q2。二、多项选择题(本题共4小题,每小题4分,共16分。在

每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求。全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)9.钚(Pu)是一种具有放射性的超铀元素,它可破坏细胞基因,提高患癌症的风险。已知钚的一种同位素94239Pu的半衰期为24100年,其衰变方程为⬚94239PuX+24He+γ,下列有关说法正

确的是()A.X原子核中含有92个质子B.100个94239Pu经过24100年后一定还剩余50个C.由于衰变时释放巨大能量,根据E=mc2,衰变过程总质量增加D.衰变发出的γ射线是波长很短的光子,具有很强的穿透能力答案AD解析根据电荷数守恒,可知

A正确。半衰期是对大量原子的统计规律,所以B错误。衰变时放出能量,质量减少,C错误。γ光子穿透能力很强,D正确。10.关于核反应方程90234ThPa+X+ΔE(ΔE为释放出的核能,X为新生成粒子),已知90234Th的半衰期为T,则下

列说法正确的是()A.91234Pa没有放射性B.91234Pa比90234Th少1个中子,X粒子是从原子核中射出的,此核反应为β衰变C.n0个90234Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为34n0ΔE(n0数值很大)D.90234Th的比结合能为Δ𝐸234答案BC解析原子序数大于或等

于83的元素都有放射性,A错误。X粒子是电子,它是由中子衰变成一个质子而放出电子,所以此核反应为β衰变,B正确。有半数原子核发生衰变的时间为半衰期,n个90234Th经2T时间发生两次衰变,C正确。ΔE不是90234Th原子核分解成自由核子的结合能,

则D错误。11.能源是社会发展的基础,发展核能是解决能源问题的途径之一。下列释放核能的反应方程,表述正确的有()A.13H+12HHe+01n是核聚变反应B.13H+12HHe+01n是β衰变C.92235U+01nBa+3692Kr+301n是核裂变反应D.92235U+01nXe+3894S

r+201n是α衰变答案AC解析A、B所列反应是核聚变,不是β衰变,β衰变要放出电子,故A对,B错。C、D两种反应都是核裂变,故C对,D错。12.在匀强磁场中,一个原来静止的原子核发生了衰变,得到两条如图所示的径迹,图中箭头表示衰变后粒子的运动方向。

不计放出光子的能量,则下列说法正确的是()A.发生的是β衰变,b为β粒子的径迹B.发生的是α衰变,b为α粒子的径迹C.磁场方向垂直于纸面向外D.磁场方向垂直于纸面向里答案AD解析放射性元素放出β粒子时,β粒子与反冲核的速度相反,电性相反,则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同,两个粒子的轨迹应为内切圆,

故发生的是β衰变;放射性元素放出粒子时,两带电粒子的动量守恒,由半径公式可得轨迹半径与动量成正比,与电荷量成反比,而β粒子的电荷量比反冲核的电荷量小,则β粒子的半径比反冲核的半径大,故b为β粒子的运动轨迹,故选

项A正确,选项B错误。由左手定则知磁场方向垂直于纸面向里,故选项D正确,选项C错误。三、非选择题(本题共6小题,共60分)13.(6分)可研制核武器的钚239(94239Pu)可由铀239(92239U)经过x次β衰变而产生,则x等于。答案2解析由衰变方程92239UPu+2-10e,可知x=2。

14.(8分)取质子的质量mp=1.6726×10-27kg,中子的质量mn=1.6749×10-27kg,α粒子的质量mα=6.6467×10-27kg,光速c=3.0×108m/s。请计算α粒子的结

合能。计算结果保留两位有效数字。答案4.3×10-12J解析组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm=(2mp+2mn)-mα结合能ΔE=Δmc2代入数据解得ΔE=4.3×10-12J。15.(8分)静止的氡核86222Rn放出α粒子

后变成钋核84218Po,α粒子动能为Eα。若衰变放出的能量全部变为反冲核和α粒子的动能,真空中的光速为c,求该反应中的质量亏损。答案222218·𝐸α𝑐2解析由于动量守恒,反冲核和α粒子的动量大小相等,由Ek=𝑝22𝑚∝1𝑚得,反冲核和α粒子的动能之比为4

∶218,因此衰变释放的总能量是222218Eα,Δm=222218·𝐸α𝑐2。16.(8分)一个质子和两个中子聚变为一个氚核,已知质子质量mH=1.0073u,中子质量mn=1.0087u,氚核质量m=3.0180u。1u=931.5MeV𝑐2。(1)写出聚变方程。(

2)求释放出的核能(保留三位有效数字)。(3)求平均每个核子释放的能量。答案(1)11H+201nH(2)6.24MeV(3)2.08MeV解析(1)聚变方程11H+201nH。(2)质量亏损Δm=mH+2mn-m=(1.0073+2×1.0087-3.0180)u

=0.0067u释放的核能ΔE=Δmc2=0.0067×931.5MeV=6.24MeV。(3)平均每个核子放出的能量为E=Δ𝐸𝑛=6.243MeV=2.08MeV。17.(14分)已知84210Po原子核的质量为209.98287u,⬚82206Pb原子核的质量为205.97446u,

⬚24He原子核的质量为4.00260u,静止的84210Po核在α衰变中放出α粒子后变成82206Pb。已知1u的质量亏损相当于931.5MeV,且核反应释放的能量只转化为动能。(1)请写出核反应方程。(2)求在衰变过程中释放的能量。(3

)求α粒子从Po核中射出的动能。答案(1)84210PoPb+24He(2)5.41MeV(3)5.31MeV解析(1)根据质量数与电荷数守恒,衰变方程为⬚84210Po⬚82206Pb+24He。(2)衰变过程中质量亏损为Δm=209.98287u-205.97446u-4.

00260u=0.00581u反应过程中释放的能量为ΔE=0.00581×931.5MeV=5.41MeV。(3)因衰变前后动量守恒,则衰变后α粒子和铅核的动量大小相等,方向相反又p=mv=√2𝑚𝐸k则有√2𝑚α𝐸kα=√2𝑚Pb𝐸kPb即mαEkα=mPb·EkPb则

4Ekα=206EkPb又因核反应释放的能量只能转化为两者的动能,故有Ekα+EkPb=ΔE=5.41MeV所以α粒子从钋核中射出的动能为Ekα=5.31MeV。18.(16分)如图所示,某有界的匀强磁场磁感应强度为B=0.05T,磁场方向垂直

于纸面向里,MN是磁场的左边界。在磁场A处放一个放射源,内装的88226Ra核放出某种射线后衰变成86222Rn。(1)写出上述衰变方程。(2)若A处距磁场边界MN的距离lOA=1.0m时,放在MN左侧边缘的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的质

量较小的粒子,此时接收器距过OA的直线1.0m。已知86222Rn、24He质量分别为222u、4u,求一个静止88226Ra核衰变过程中释放的核能。取1u=1.66×10-27kg,e=1.60×10-19C。答

案(1)88226RaRn+24He(2)1.96×10-14J解析(1)88226Ra比86222Rn电荷数多2,质量数多4,则该衰变为α衰变,方程为88226RaRn+⬚24He。(2)衰变过程中释放的α粒子在磁场中做匀速

圆周运动,轨道半径R=1.0m,由洛伦兹力提供向心力,可得2evB=𝑚𝑣2𝑅衰变过程中系统动量守恒,有0=222u·v'-4u·v所以,释放的核能E=12·222u·v'2+12·4u·v2代入数据解得E=1.96×10-14J。