高中物理选修12第3章章末综合检测高中物理练习试题

1高中物理选修1-2第3章章末检测(时间：60分钟，满分：100分)一、选择题(本题共12小题，每小题5分，共60分．在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)1.卢瑟福的α粒子散射实验第一次揭示了()A．质子比电子重B．原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里C．α粒子是带正电的D．可以用人为方法产生放射性现象解析：选B.由卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，可知B正确．2.天然放射现象说明了()A．原子不可再分B．原子的核式结构C．原子核内部是有结构的D．原子核由质子和中子组成解析：选C.人们认识原子核的复杂结构和它的变化规律，是从天然放射现象开始的．3.关于原子和原子核的几种说法，正确的是()A．β衰变说明原子核内部存在电子B．原子内有电子表明原子具有核式结构C．天然放射现象说明了原子核有复杂结构D．α粒子散射实验证明了卢瑟福原子理论正确解析：选CD.贝克勒尔发现的天然放射现象说明原子核是有复杂结构的，故C正确，卢瑟福的α粒子散射实验证明了原子的核式结构，故D正确．4.铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He→X＋10n.下列判断正确的是()A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素解析：选BD.由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X是3015P，故选项C错误，选项D正确；10n为中子，故选项A错误，选项B正确．5.质子、中子和氘核的质量分别为m1、m2和m3，真空中光速为c，当质子和中子结合成氘核时，放出的能量是()A．m3cB．(m1＋m2)c2C．(m3－m2－m1)c2D．(m1＋m2－m3)c2解析：选D.质子和中子结合成氘核时，总质量减小了，即质量亏损Δm＝(m1＋m2－m3)．依据质能方程可知，放出的能量为ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2.6.关于天然放射现象，以下叙述正确的是()A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核(23892U)衰变为铅核(20682Pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析：选BC.半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定的，跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关，A错；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，10n2→11H＋0－1e，B对；根据三种射线的物理性质，C对；23892U的质子数为92，中子数为146，20682Pb的质子数为82，中子数为124，因而铅核比铀核少10个质子，22个中子．注意到一次α衰变质量数减少4，故α衰变的次数为x＝8次．再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x－y＋82＝92，y＝2x－10＝6次．故本题正确答案为B、C.7.我国科学家于1965年9月首先用人工方法合成了牛胰岛素，为了证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，在合成过程中掺入放射性14C.然后把搀入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质，从而为我国在国际上首先合成牛胰岛素提供了有力的证据．那么在人工合成过程中掺入14C起到的作用是()A．扩散作用B．组成元素C．示踪原子D．增强人的抗病能力解析：选C.通过检测14C衰变发出的射线，才能确定人工方法合成的牛胰岛素是否均匀分布在牛胰岛素结晶里，14C是示踪原子．8.(2012·浏阳一中高二检测)下列说法中正确的是()A．核子结合成原子核时，要吸收能量B．α射线、β射线和γ射线相比较，γ射线的穿透能力最强C．增大压强、降低温度，可以减小放射性元素的半衰期D．我国大亚湾核电站是利用核裂变放出的能量来发电的解析：选BD.实验证明在α、β、γ三种射线中，穿透能力最强的是γ射线，故B正确．核子结合成原子核时可能吸收能量，也可能放出能量，故A错．放射性元素的半衰期，由原子核的内部因素决定；与外部因素无关，即与原子所处的物理状态(温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关，故C错．核电站都是利用原子核裂变放出的能量来发电的．故D正确．9.原子核AZX与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3D．A＝3，Z＝2解析：选D.该核反应的方程式为：AZX＋21H→42He＋11H，由质量数和电荷数守恒得：A＝4＋1－2＝3，Z＝2＋1－1＝2，故正确答案为D.10.若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，相同质量的A和B，经过20天后，剩下的质量之比mA∶mB为()A．20∶31B．31∶30C．1∶2D．2∶1解析：选C.本题根据原子核的衰变及半衰期的规律可以求解．设A和B原来的质量均为m，则20天后有mA＝m12tTA＝m125，mB＝m12tTB＝m124.则mAmB＝m125m124＝12.11.关于核衰变和核反应的类型，下列表述正确的有()A.23892U→23890Th＋42He是α衰变B.147N＋42He→178O＋11H是β衰变3C.21H＋31H→42He＋10n是轻核聚变D.8234Se→8236Kr＋20－1e是重核裂变解析：选AC.α衰变是放射出氦核的天然放射现象，A正确；β衰变是放射出电子的天然放射现象，而B项是发现质子的原子核人工转变，故B错；C项是轻核的聚变，D项是β衰变现象，故C对D错．12.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：原子核11H32He42He126C137N157N质量/u1.00783.01604.002612.000013.005715.0001以下推断正确的是()A．X是32He，Q2＞Q1B．X是42He，Q2＞Q1C．X是32He，Q2＜Q1D．X是42He，Q2＜Q1解析：选B.由核反应方程中质量数守恒和核电荷数守恒可得X为42He，所以选项A、C均错误；又依据爱因斯坦的质能方程Q＝ΔE＝Δm·c2可知选项B正确．二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分．把答案填在题中的横线上)13.英国物理学家________根据α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型，发现了质子并猜想了中子的存在；德国科学家________发现了X射线；法国物理学家________发现了天然放射现象；__________指出了能量与质量之间的联系．答案：卢瑟福伦琴贝克勒尔爱因斯坦14.一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔后，铝箔后的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图3－1所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图3－1解析：在三种射线中，α射线带正电，穿透能力最弱；β射线带负电，穿透能力一般；γ射线不带电，穿透能力最强，综上所述，综合题意可知：a射线应为γ射线，b射线应为β射线．答案：γβ三、计算题(本题共2小题，共24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)15.(12分)(2011·高考天津卷)回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子．碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11的半衰期τ为20min，经2.0h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字)解析：核反应方程为4147N＋11H→116C＋42He设碳11原有质量为m0，经过t1＝2.0h剩余的质量为mr，根据半衰期定义有mrm0＝12t1τ＝1212020≈1.6%.答案：147N＋11H→116C＋42He1.6%16.(12分)现在的核电站比较广泛应用的核反应之一是：23592U＋10n→14360Nd＋Zr＋3(10n)＋8(0－1e)＋ν(1)核反应方程中的ν是反中微子，它不带电，质量数为零．试确定生成物锆(Zr)的电荷数与质量数．(2)已知铀(U)核的质量为235.0439u，中子质量为1.0087u，钕(Nd)核质量为142.9098u．锆核质量为89.9047u；又知1u＝1.6606×10－27kg.试计算1kg铀235大约能产生的能量是多少？解析：(1)锆的电荷数Z＝92－60＋8＝40，质量数A＝236－146＝90；核反应方程中应用符号9040Zr表示．(2)1kg铀235的核数为n＝1000235×6.02×1023(个)，不考虑该反应中生成的电子质量，一个铀核反应发生的质量亏损为Δm＝0.212u，1kg铀235完全裂变放出的能量约为E＝nΔmc2＝8.12×1013J.答案：(1)4090(2)8.12×1013J