高二物理试题-2018学年高二物理上学期课时过关检测29

章末过关检测(四) [学生用书P118(独立成册)](时间：60分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确)1．在人类认识原子与原子核结构的过程中，符合物理学史的是()A．查德威克通过研究阴极射线发现了电子B．汤姆孙首先提出了原子的核式结构学说C．居里夫人首先发现了天然放射现象D．卢瑟福通过原子核的人工转变发现了质子解析：选D.汤姆孙研究阴极射线发现了电子，A错；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说，B错；贝克勒尔首先发现了天然放射现象，C错．2．(2018·高考北京卷)下列核反应方程中，属于α衰变的是()A.147N＋42He→178O＋11HB.23892U→23490Th＋42HeC.21H＋31H→42He＋10nD.23490Th→23491Pa＋0－1e解析：选B.α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子(42He)的核反应，选项B正确．3．(2018·高考福建卷)下列有关原子结构和原子核的认识，其中正确的是()A．γ射线是高速运动的电子流B．氢原子辐射光子后，其绕核运动的电子动能增大C．太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的重核裂变D.21083Bi的半衰期是5天，100克21083Bi经过10天后还剩下50克解析：选B.β射线是高速电子流，而γ射线是一种电磁波，选项A 错误．氢原子辐射光子后，绕核运动的电子距核更近，动能增大，选项B 正确．太阳辐射能量的主要来源是太阳内部氢核的聚变，选项C 错误.10天为两个半衰期，剩余的210 83Bi 为100×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ g ＝100×⎝ ⎛⎭⎪⎫122 g ＝25 g ，选项D 错误．4．已知氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，则两个氘核结合成一个氦核时( )A ．释放出4.9 MeV 的能量B ．释放出6.0 MeV 的能量C ．释放出24.0 MeV 的能量D ．吸收4.9 MeV 的能量解析：选 C.依据题意可写出两个氘核结合成一个氦核的核反应方程为21H ＋21H ―→42He ，因氘核的平均结合能为1.1 MeV ，氦核的平均结合能为7.1 MeV ，故核反应过程释放能量．ΔE ＝4×7.1 MeV －2×2×1.1 MeV ＝24.0 MeV ，故选C. 5.在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14，它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆，圆的半径比为5∶1，如图所示，那么碳的衰变方程是( )A.14 6C ―→42He ＋10 4BeB.14 6C ―→01e ＋14 5BC.14 6C ―→ 0－1e ＋14 7ND.14 6C ―→21H ＋12 5B解析：选 D.由于两个轨迹为外切圆，所以放出的粒子和反冲核速度方向相反，由左手定则可知它们均带正电荷．而衰变过程中两核的动量守恒，即两核的动量大小相等，方向相反，即m1v1＝m2v2，由于qvB＝mv2R则q＝mvBR，知半径之比R1∶R2＝5∶1，则它们的电荷量之比为q1∶q2＝R2∶R1＝1∶5，D项正确．6．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＋126C→137N＋Q1，11H＋157N→126C＋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：A．X是32He，Q2＞Q1 B．X是42He，Q2＞Q1C．X是32He，Q2＜Q1 D．X是42He，Q2＜Q1解析：选B.11H＋126C→137N中质量亏损为Δm1＝(1.018 8＋12.000 0－13.018 7) u＝0.018 1 u，根据电荷数守恒和质量数守恒可知11H＋157N→126C＋X中X的电荷数为2、质量数为4，质量亏损为Δm2＝(1.018 8＋15.000 1－12.000 0－4.018 6) u＝0.018 3 u，根据爱因斯坦的质能方程可知Q1＝Δm1c2、Q2＝Δm2c2，则Q1＜Q2.二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有错选或不答的得0分)7．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响解析：选BD.同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质与半衰期，B对、C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．8．(2018·高考广东卷)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：X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV和21H＋31H→42He＋X＋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6C．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解析：选AD.核反应方程遵守核电荷数守恒和质量数守恒，则由2H＋31H→42He＋X＋17.6 MeV知X为10n，由X＋Y→42He＋31H＋4.9 1MeV知Y为63Li，其中Y的质子数是3，中子数也是3，选项A正确，选项B错误．两个核反应都释放出核能，故都有质量亏损，选项C 错误．X＋Y→42He＋31H＋4.9 MeV是原子核的人工转变，21H＋31H→42He ＋10n＋17.6 MeV为轻核聚变，选项D正确．9．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从23892U开始到稳定的20882Pb为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从23793Np开始到稳定的20983Bi为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出23793Np后才发现的，下面的说法正确的是()A．Np237系列中所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)B．从23793Np到20983Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变C．可能Np237系列中的所有放射性元素的半衰期对于地球年龄都比较短D．天然的Np237系列中的放射性元素在地球上从来就没有出现过解析：选ABC.从23793Np开始到20983Bi，质量数减少28，所以发生7次α衰变，电荷数减少10，所以还发生4次β衰变，并且所有放射性元素的质量数都等于4n＋1(n等于正整数)．对于C、D选项我们要注意关键词“可能”与“从来”就很容易判断了．10．(2018·河北名校联盟质量监测)关于核反应方程23490Th―→23491Pa ＋X＋ΔE(ΔE为释放出的核能，X为新生成粒子)，已知23490Th的半衰期为T，则下列说法正确的是()A.23491Pa没有放射性B.23491Pa比23490Th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23490Th经2T时间因发生上述核反应而放出的核能为3 4N0ΔE(N0数值很大)D.23490Th的比结合能为ΔE234解析：选BC.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，N0个23490Th经2T时间发生两次衰变，C正确；ΔE不是23490Th原子核分解成自由核子的结合能，则D错误．三、非选择题(本题共3小题，共40分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)11．(12分)一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次．将他注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10 cm 3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．解析：根据题意，可求得一开始小瓶中的放射性同位素的总原子核数N 0＝6 000×60×5×2个＝3 600 000个．15小时以后，剩余的放射性同位素原子核数N 1＝N 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝3 600 000×⎝ ⎛⎭⎪⎫12155个＝450 000个． 刚抽出血样时10 cm 3血液中的放射性同位素总原子核数n ＝2×60×5×2个＝1 200个．人体内所有血液的总量为N 1n ×10＝450 0001 200×10 cm 3＝3 750 cm 3. 答案：3 750 cm 312．(12分)假设某航空母舰的动力来自核反应堆，其中主要的核反应方程式是235 92U ＋10n →141 56Ba ＋9236Kr ＋( )10n.(1)在括号内填写10n 前的系数；(2)用m 1、m 2、m 3分别表示235 92U 、141 56Ba 、9236Kr 核的质量，m 表示中子的质量，则上述反应过程中一个铀235核发生裂变产生的核能ΔE 是多少？(3)假设核反应堆的功率P ＝6.0×118 kW ，若一个铀235核裂变产生的能量为2.8×10－11J，则该航空母舰在海上航行一个月需要消耗多少kg铀235？(铀235的摩尔质量M＝0.235 kg/mol，一个月约为t＝2.6×118 s，阿伏加德罗常数N A＝6.0×1183 mol－1，计算结果保留两位有效数字)解析：(1)由电荷数守恒和质量数守恒可知10n前的系数为3.(2)ΔE＝Δmc2＝(m1－m2－m3－2m)c2.(3)一个月内核反应产生的总能量为E＝Pt，同时E＝mM N AΔE，解得m＝PtMN AΔE≈22 kg.答案：(1)3(2)(m1－m2－m3－2m)c2(3)22 kg13．(16分)如图甲所示，静止在匀强磁场中的63Li核俘获一个速度为v0＝7.7×118 m/s的中子而发生核反应，即63Li＋10n―→31H＋42He，若已知42He的速度v2＝2.0×118 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求：(1)31H的速度大小和方向．(2)在图乙中，已画出并标明两粒子的运动轨迹，请计算出轨道半径之比．(3)当42He旋转三周时，粒子31H旋转几周？解析：(1)反应前后动量守恒：m0v0＝m1v1＋m2v2(v1为氚核速度，m0、m1、m2分别代表中子、氚核、氦核质量)代入数值可解得：v1＝－1.0×118 m/s，方向与v0相反．(2)31H和42He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动的半径之比r1∶r2＝m1v1Bq1∶m2v2Bq2＝3∶40.(3)31H和42He做匀速圆周运动的周期之比T1∶T2＝2πm1Bq1∶2πm2Bq2＝3∶2所以它们的旋转周数之比：n1∶n2＝T2∶T1＝2∶3，即42He旋转三周，31H旋转2周．答案：(1)大小为1.0×118 m/s，方向与v0相反(2)3∶40(3)2周。