高中物理 章末綜合測評4 滬科版選修3-5
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章末綜合測評(四)(時間:60分鐘滿分:100分)一、選擇題(本題共6小題,每小題6分.在每小題給出的五個選項中,有三項是符合題目要求的,選對1個得3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.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說法正確的是()A.放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生變化所需的時間就是半衰期B.放射性物質(zhì)放出的射線中,粒子動能很大,因此貫穿物質(zhì)的本領(lǐng)很強C.當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時,將發(fā)生衰變D.放射性的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級向低能級躍遷時,輻射出射線E.放射性元素放出的射線中,粒子是從原子核內(nèi)放出的【解析】放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變需要的時間,就是半衰期,故A對;粒子的貫穿本領(lǐng)很弱,故B不對;原子核發(fā)生衰變放出的電子并不是核外電子,故C不對,D、E均正確.【答案】ADE2.有關(guān)放射性同位素P的下列說法中正確的是()A.P與X互為同位素B.P與其同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)C.用P制成化合物后它的半衰期變短D.含有P的磷肥釋放正電子,可用來作示蹤原子,以便觀察磷肥對植物的影響E.用P制成化合物后它的半衰期不發(fā)生變化【解析】同位素具有相同的質(zhì)子數(shù),化學(xué)性質(zhì)相同,A錯,B對;半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān),C錯,E對;含有P的磷肥放出正電子,P可作為示蹤原子,D對.【答案】BDE3.(2016石家莊一中檢測)一個靜止的放射性同位素的原子核P衰變?yōu)镾i,另一個靜止的天然放射性元素的原子核Th衰變?yōu)镻a,在同一磁場中,得到衰變后粒子的運動徑跡1、2、3、4,如圖1所示,則這四條徑跡依次是()圖1A.圖中1、2為Th衰變產(chǎn)生的Pa和e的軌跡,其中2是電子e的軌跡B.圖中1、2為P衰變產(chǎn)生的Si和e的軌跡,其中2是正電子e的軌跡C.圖中3、4是P衰變產(chǎn)生的Si和e的軌跡,其中3是正電子e的軌跡D.圖中3、4是P衰變產(chǎn)生的Si和e的軌跡,其中4是正電子e的軌跡E.圖中3、4軌跡中兩粒子在磁場中旋轉(zhuǎn)方向相同【解析】PSie(正電子),產(chǎn)生的兩個粒子,都帶正電,應(yīng)是外切圓,由R,電荷量大的半徑小,故3是正電子,4是Si.ThPae,產(chǎn)生的兩個粒子,一個帶正電,一個帶負(fù)電,應(yīng)是內(nèi)切圓,由R知,電荷量大的半徑小,故1是Pa,2是電子,故A、C項正確;由動量守恒定律可知,靜止的P核發(fā)生衰變時生成的Si和正電子e速度方向相反,但在磁場中旋轉(zhuǎn)的方向相同,同為逆時針方向或同為順時針方向,E正確.【答案】ACE4.放射性元素氡(Rn)經(jīng)衰變成為釙(Po),半衰期約3.8天;但勘測表明,經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代后,目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素Rn的礦石,關(guān)于其原因下列說法不正確的是()A.目前地殼中的Rn主要來自于其他放射性元素的衰變B.在地球形成的初期,地殼中元素Rn的含量足夠高C.當(dāng)衰變產(chǎn)物Po積累到一定量以后,Po的增加會減慢Rn的衰變進(jìn)程D.Rn主要存在于地球深處的礦石中,溫度和壓力改變了它的半衰期E.Rn的半衰期只有3.8天,目前礦石中仍有其成分存在,說明地殼中的Rn一定存在著不斷衰變和不斷生成的過程【解析】從衰變及半衰期角度分析,各種不同元素的衰變不斷發(fā)生,而Rn的半衰期較短,衰變速度較快,因此目前地殼中的Rn不是因為原來含量高而是由其他元素衰變生成的,選項A、E正確,選項B錯誤;放射性元素的半衰期只由原子核本身決定,與其他因素?zé)o關(guān),選項C、D錯誤.【答案】BCD5.正電子發(fā)射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是將放射性同位素O注入人體,參與人體的代謝過程,O在人體內(nèi)衰變放出正電子,與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子,被探測器探測到,經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖像,則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是()A.O在人體內(nèi)衰變方程是ONeB.正、負(fù)電子湮滅方程是eeC.在PET中,O主要用途是作為示蹤原子D.在PET中,O主要用途是參與人體的新陳代謝E.計算機斷層顯像技術(shù)在醫(yī)學(xué)檢查時對人的影響是微乎其微的,檢查過程也是安全的【解析】由題意知A正確,B錯誤.顯像的原理是采集光子,即注入人體內(nèi)的O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為光子,因此O主要用途是作為示蹤原子,故C對,D錯.醫(yī)學(xué)中應(yīng)用放射性同位素O注入人體,進(jìn)行醫(yī)學(xué)檢查時,人體呼吸沉積的量很小,對人體造成的影響很小,檢查過程安全,E正確.【答案】ACE6.朝鮮的“核危機”引起了全世界的矚目,其焦點問題就是朝鮮生產(chǎn)供研制核武器用的钚239(Pu),這種Pu可由鈾239(U)經(jīng)過衰變而產(chǎn)生.則下列判斷中正確的是()A.Pu與U的核內(nèi)具有相同的中子數(shù)B.Pu與U的核內(nèi)具有相同的核子數(shù)C.U經(jīng)過1次衰變產(chǎn)生PuD.U經(jīng)過2次衰變產(chǎn)生PuE.由鈾239轉(zhuǎn)變?yōu)镻u的過程中有2個中子轉(zhuǎn)變?yōu)?個質(zhì)子【解析】Pu的核子數(shù)是239,中子數(shù)為23994145,而U的核子數(shù)是239,中子數(shù)為23992147,所以Pu與U的核內(nèi)具有相同的核子數(shù),不同的中子數(shù),選項A錯誤,B正確;U經(jīng)過1次衰變,生成的新核的質(zhì)子數(shù)為90,所以產(chǎn)生物不是Pu,選項C錯誤;根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可判斷出,U經(jīng)過2次衰變后產(chǎn)生的新核是Pu,此過程中有2個中子轉(zhuǎn)變?yōu)?個質(zhì)子,故D、E均正確.【答案】BDE二、非選擇題(本題共5小題,共64分,按題目要求作答)7.(8分)如圖2所示在垂直紙面向外的勻強磁場中,一個靜止的鐳(88Ra)發(fā)生一次衰變,生成氡(Rn)時可能的徑跡圖,其中粒子的徑跡是_,新核的徑跡為_,核反應(yīng)方程為_.圖2【解析】由動量守恒定律可知86Rn與He的運動方向相反,故軌跡為外切圓,由r可知,電荷量小的He軌道半徑大.【答案】cd88Ra86RnHe8.(8分)地球的年齡到底有多大,科學(xué)家利用天然放射性元素的衰變規(guī)律,通過對目前發(fā)現(xiàn)最古老的巖石中鈾和鉛含量來推算.測得該巖石中現(xiàn)含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半,鈾238衰變后形成鉛206,鈾238的相對含量隨時間變化的規(guī)律如圖3所示,圖中N為鈾238的原子數(shù),N0為鈾和鉛的總原子數(shù). 【導(dǎo)學(xué)號:67080042】圖3由此可知地球的年齡大約為_億年,被測定的古老巖石樣品在90億年時的鈾、鉛原子數(shù)之比約為_.【解析】據(jù)題意,巖石中鈾含量是形成初期的,即有半數(shù)發(fā)生衰變,由圖像時,時間約為45億年,即半衰期也是地球的大致年齡;90億年時有的鈾衰變?yōu)殂U,故鈾、鉛原子數(shù)之比為13.【答案】45139.(14分)碳14具有放射性,其半衰期T5 686年,空氣中碳12跟碳14的存量比約為101.2,活著的生物體中碳的這兩種同位素之比與空氣中相同,生物死亡后,不再吸收碳,碳14以T5 686年的半衰期減少,因此測得生物遺骸中的碳12與碳14存量比,再與空氣中比較,可估算出生物死亡年代,現(xiàn)測得一古代遺骸中碳14與碳12的存量比為空氣中的,試計算該古代遺骸距今的時間.【解析】設(shè)活著和死亡時古生物中含14C的質(zhì)量分別為m0和m,含12C的質(zhì)量為M,則:,所以,因為mm0t/T,所以2t/T所以t3 326年.【答案】3 326年10.(16分)靜止的氮核N被速度為v0的中子n擊中生成甲、乙兩核,已知甲、乙兩核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致,甲、乙兩核動量之比為11,動能之比為14,它們沿垂直磁場方向進(jìn)入勻強磁場做圓周運動,其半徑之比為16,問:甲、乙各是什么核?速度各是多大?寫出該核反應(yīng)方程. 【導(dǎo)學(xué)號:67080043】【解析】設(shè)甲、乙兩核質(zhì)量分別為m甲、m乙,電荷量分別為q甲、q乙.由動量與動能的關(guān)系p和p甲p乙可得m甲m乙Ek乙Ek甲41又由R可得q甲q乙R乙R甲61設(shè)中子質(zhì)量為m0,m甲m乙15m0,q甲q乙7e,所以m甲12m0,m乙3m0,q甲6e,q乙e,即甲為C,乙為H.由動量守恒定律,可得m0v0m甲v甲m乙v乙2m甲v甲24m0v甲進(jìn)而求得甲的速度v甲,乙的速度v乙核反應(yīng)方程為NnCH.【答案】甲為C,乙為HNnCH11.(18分)如圖4甲所示,靜止在勻強磁場中的Li核俘獲一個速度為v07.7104 m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng),即LinHHe,若已知He的速度v22.0104 m/s,其方向與反應(yīng)前中子速度方向相同,試求:圖4(1)H的速度大小和方向;(2)在圖4乙中,已畫出并標(biāo)明兩粒子的運動軌跡,請計算出軌道半徑之比;(3)當(dāng)He旋轉(zhuǎn)三周時,粒子H旋轉(zhuǎn)幾周?【解析】(1)反應(yīng)前后動量守恒:m0v0m1v1m2v2(v1為氚核速度,m0、m1、m2分別代表中子、氚核、氦核質(zhì)量)代入數(shù)值可解得:v11.0103 m/s,方向與v0相反.(2)H和He在磁場中均受洛倫茲力,做勻速圓周運動的半徑之比r1r2340.(3)H和He做勻速圓周運動的周期之比T1T232所以它們的旋轉(zhuǎn)周數(shù)之比:n1n2T2T123,即He旋轉(zhuǎn)三周,H旋轉(zhuǎn)2周.【答案】(1)大小為1.0103 m/s,方向與v0相反(2)340(3)2周- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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