20162017学年高中物理第3章原子核与放射性章末综合测评鲁科版选修35.docx

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1、第3章 原子核与放射性 (时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分在每小题给出五个选项中，有三项是符合题目要求，选对1个得3分，选对2个得4分，选对3个得6分，每选错1个扣3分，最低得分为0分)1关于天然放射现象，下列说法正确是()A放射性元素原子核有半数发生变化所需时间就是半衰期B放射性物质放出射线中，粒子动能很大，因此贯穿物质本领很强C当放射性元素原子核外电子具有较高能量时，将发生衰变D放射性原子核发生衰变后产生新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出射线E放射性元素放出射线中，粒子是从原子核内放出【解析】放射性元素原子核有半数发生衰变需要时间，就是半衰期，故A对；粒子

2、贯穿本领很弱，故B不对；原子核发生衰变放出电子并不是核外电子，故C不对，D、E均正确【答案】ADE2有关放射性同位素P下列说法中正确是()A.P与X互为同位素B.P与其同位素具有相同化学性质C用P制成化合物后它半衰期变短D含有P磷肥释放正电子，可用来作示踪原子，以便观察磷肥对植物影响E用P制成化合物后它半衰期不发生变化【解析】同位素具有相同质子数，化学性质相同，A错，B对；半衰期与化学状态无关，C错，E对；含有P磷肥放出正电子，P可作为示踪原子，D对【答案】BDE3放射性元素氡(Rn)经衰变成为钋(Po)，半衰期约3.8天；但勘测表明，经过漫长地质年代后，目前地壳中仍存在天然含有放射性元素Rn

3、矿石，其原因不是()A目前地壳中Rn主要来自于其他放射性元素衰变B在地球形成初期，地壳中元素Rn含量足够高C当衰变产物Po积累到一定量以后，Po增加会减慢Rn衰变进程D.Rn主要存在于地球深处矿石中，温度和压力改变了它半衰期E.Rn半衰期只有3.8天，目前矿石中仍有其成分存在，说明地壳中Rn一定存在着不断衰变和不断生成过程【解析】从衰变及半衰期角度分析，各种不同元素衰变不断发生，而Rn半衰期较短，衰变速度较快，因此目前地壳中Rn不是因为原来含量高而是由其他元素衰变生成，选项A、E正确，选项B错误；放射性元素半衰期只由原子核本身决定，与其他因素无关，选项C、D错误【答案】BCD4正电子发射计算机

4、断层显像(PET)基本原理是将放射性同位素O注入人体，参与人体代谢过程，O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰图像，则根据PET原理判断下列表述正确是() 【导学号：18850049】A.O在人体内衰变方程是ONeB正、负电子湮灭方程是eeC在PET中，O主要用途是作为示踪原子D在PET中，O主要用途是参与人体新陈代谢E计算机断层显像技术在医学检查时对人影响是微乎其微，检查过程也是安全【解析】由题意知A正确，B错误显像原理是采集光子，即注入人体内O衰变放出正电子和人体内负电子湮灭转化为光子，因此O主要用途是作为示踪原子，故C对，

5、D错医学中应用放射性同位素O注入人体，进行医学检查时，人体呼吸沉积量很小，对人体造成影响很小，检查过程安全，E正确【答案】ACE5朝鲜“核危机”引起了全世界瞩目，其焦点问题就是朝鲜生产供研制核武器用钚239(Pu)，这种Pu可由铀239(U)经过衰变而产生则下列判断中正确是()A.Pu与U核内具有相同中子数B.Pu与U核内具有相同核子数C.U经过1次衰变产生PuD.U经过2次衰变产生PuE由铀239转变为Pu过程中有2个中子转变为2个质子【解析】Pu核子数是239，中子数为23994145，而U核子数是239，中子数为23992147，所以Pu与U核内具有相同核子数，不同中子数，选项A错误，B

6、正确；U经过1次衰变，生成新核质子数为90，所以产生物不是Pu，选项C错误；根据质量数守恒和电荷数守恒可判断出，U经过2次衰变后产生新核是Pu，此过程中有2个中子转变为2个质子，故D、E均正确【答案】BDE二、非选择题(本题共5小题，共70分，按题目要求作答)6(10分)如图1所示在垂直纸面向外匀强磁场中，一个静止镭(88Ra)发生一次衰变，生成氡(Rn)时可能径迹图，其中粒子径迹是_，新核径迹为_，核反应方程为_图1【解析】由动量守恒定律可知86Rn与He运动方向相反，故轨迹为外切圆，由r可知，电荷量小He轨道半径大【答案】cd88Ra86RnHe7(12分)地球年龄到底有多大，科学家利用天

7、然放射性元素衰变规律，通过对目前发现最古老岩石中铀和铅含量来推算测得该岩石中现含有铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)一半，铀238衰变后形成铅206，铀238相对含量随时间变化规律如图2所示，图中N为铀238原子数，N0为铀和铅总原子数图2由此可知地球年龄大约为_亿年，被测定古老岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为_【解析】据题意，岩石中铀含量是形成初期，即有半数发生衰变，由图像时，时间约为45亿年，即半衰期也是地球大致年龄；90亿年时有铀衰变为铅，故铀、铅原子数之比为13.【答案】45138(14分)碳14具有放射性，其半衰期T5 686年，空气中碳12跟碳14存量比约为101.

8、2，活着生物体中碳这两种同位素之比与空气中相同，生物死亡后，不再吸收碳，碳14以T5 686年半衰期减少，因此测得生物遗骸中碳12与碳14存量比，再与空气中比较，可估算出生物死亡年代，现测得一古代遗骸中碳14与碳12存量比为空气中，试计算该古代遗骸距今时间【解析】设活着和死亡时古生物中含14C质量分别为m0和m，含12C质量为M，则：，所以，因为mm0t/T，所以2t/T所以t3 326年【答案】3 326年9(16分)静止氮核N被速度为v0中子n击中生成甲、乙两核，已知甲、乙两核速度方向同碰撞前中子速度方向一致，甲、乙两核动量之比为11，动能之比为14，它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运

9、动，其半径之比为16，问：甲、乙各是什么核？速度各是多大？写出该核反应方程【解析】设甲、乙两核质量分别为m甲、m乙，电荷量分别为q甲、q乙由动量与动能关系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设中子质量为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，即甲为C，乙为H.由动量守恒定律，可得m0v0m甲v甲m乙v乙2m甲v甲24m0v甲进而求得甲速度v甲，乙速度v乙核反应方程为NnCH.【答案】甲为C，乙为HNnCH10(18分)如图3甲所示，静止在匀强磁场中Li核俘获一个速度为v07.7104 m/s中子而发生核反应，即Li

10、nHHe，若已知He速度v22.0104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同，试求： 【导学号：18850050】图3(1)H速度大小和方向；(2)在图乙中，已画出并标明两粒子运动轨迹，请计算出轨道半径之比；(3)当He旋转三周时，粒子H旋转几周？【解析】(1)反应前后动量守恒：m0v0m1v1m2v2(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：v11.0103 m/s，方向与v0相反(2)H和He在磁场中均受洛伦兹力，做匀速圆周运动半径之比r1r2340.(3)H和He做匀速圆周运动周期之比T1T232所以它们旋转周数之比：n1n2T2T123，即He旋转三周，H旋转2周【答案】(1)大小为1.0103 m/s，方向与v0相反(2)340(3)2周