高二物理选修知识点定时检测试题12.doc

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(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)
1．(2010·全国Ⅰ卷)原子核 92238U经放射性衰变①变为原子核 90234Th，继而经放射性衰变②变为原子核 91234Pa，再经放射性衰变③变为原子核 92234U.放射性衰变①、②和③依次为(　　)
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
解析：　由电荷数守恒与质量数守恒可分别写出衰变①为 92238U→ 90234Th＋24He，衰变②为 90234Th―→ 91234Pa＋－1　0e，衰变③为 91234Pa→ 92234U＋－1　0e，故知正确答案为A.
答案：　A
2．(1)关于下列核反应或核衰变方程正确的是________．(填选项前的编号)
①1124Na―→1224Mg＋－1　0e是裂变
② 92235U＋01n―→ 54140Xe＋3894Sr＋201n是聚变
③49Be＋24He―→ 612C＋X，符号“X”表示中子
④ 714N＋24He―→ 817O＋X，符号“X”表示中子
(2)质量为M的木块在光滑水平面上以速率v1向右运动，质量为m的子弹以速率v2水平向左射入木块，假设子弹射入木块后均未穿出，且在第N颗子弹射入后，木块恰好停下来，则N为________．(填选项前的编号)
①　②　③　④
解析：　(1)本题考查原子物理知识：①是β衰变；②是裂变；③中的X表示中子；④中的X表示质子(2)本题考查记忆，属于容易题．本题考查系统动量守恒问题．把木块和N颗子弹当做一个系统，Mv1－Nmv2＝0解得：N＝.
答案：　(1)③　(2)③
3．(1)台山核电站采用EPR三代核电机组，是当前国内所采用的最新核电技术，其单机容量为175万千瓦，为目前世界上单机容量最大的核电机组．关于核电站获取核能的基本核反应方程可能是： 92235U＋01n―→3890Sr＋ 54136Xe＋________.
(2)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．汤姆生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
(3)俄罗斯联合核研究所的科学家在实验室里通过实验证明了门捷列夫元素周期表114号“超重”元素的存在，该元素的“寿命”仅为半秒，其质量数为289，它的原子核经过多少次α衰变和多少次β衰变后可变为铋209( 83209Bi)?
解析：　(1)根据反应前后质量数和电荷数相等可知为1001n.
(2)汤姆生通过研究阴极射线发现了电子；卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说；贝克勒耳首先发现了天然放射现象，所以只有D正确．
(3)若设经过x次α衰变和y次β衰变后，该元素变为铋209，根据反应前后质量数和电荷数相等，则有209＋4x＝289.
83＋2x－y＝114，联立两式解得x＝20，y＝9.
答案：　(1)1001n　(2)D　(3)20　9
4.(1)氢原子的能级如右图所示．有一群处于n＝4能级的氢原子，这群氢原子能发出________种谱线，发出的光子照射某金属能产生光电效应，则该金属的逸出功应小于________eV.
(2)近年来，国际热核聚变实验堆计划取得了重大进展，它利用的核反应方程是12H＋13H―→24He＋01n.若12H和13H迎面碰撞，初速度大小分别为v1、v2.12H、13H、24He、01n的质量分别为m1、m2、m3、m4，反应后24He的速度大小为v3，方向与12H的运动方向相同．求中子01n的速度(选取12H的运动方向为正方向，不计释放的光子的动量，不考虑相对论效应)．
解析：　(1)一群处于n＝4能级的氢原子跃迁时共有C42＝6种谱线．能产生光电效应，说明能量最大的光子一定能产生光电效应，所以逸出功应小于ΔE＝E4－E1＝12.75 eV.
(2)设中子的速度为v，由动量守恒定律有
m1v1－m2v2＝m3v3＋m4v
解得v＝
答案：　(1)6　12.75　(2)
5．(1)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，其核反应方程为：24He＋ 714N―→ 817O＋11H下列说法错误的是(　　)
A．通过该实验发现了质子
B．实验中是用α粒子轰击氮核的
C．原子核在人工转变的过程中，电荷数一定守恒
D．原子核的人工转变是指物质自发地放出射线的现象
(2)在光滑的水平面上，甲、乙两物质的质量分别为m1、m2，它们分别沿东西方向的一直线相向运动，其中甲物体以速度6 m/s由西向东运动，乙物体以速度2 m/s由东向西运动，碰撞后两物体都沿各自原运动方向的反方向运动，速度的大小都是4 m/s求：
①甲、乙两物体质量之比；
②通过计算说明这次碰撞是弹性碰撞还是非弹性碰撞．
解析：　(1)本题考查核反应方程，原子核的人工转变是用高能粒子轰击靶核，产生另一种新核的反应过程，不指物质自发地放出射线的现象，故D选项错误．
(2)①设向东方向为正，则由动量守恒知：
m1v1＋(－m2v2)＝(－m1v′1)＋m2v′2
代入数据解得：＝
②设m1＝3m，m2＝5m
碰撞前系统的总能量Ek＝m1v12＋m2v22＝64m
碰撞后系统的总动能E′k＝m1v1′2＋m2v2′2＝64m
因为Ek′＝Ek所以这是弹性碰撞．
答案：　(1)D　(2)①　②弹性碰撞
6．(1)为了解决人类能源之需，实现用核能代替煤、石油等不可再生能源，很多国家都在研制全超导核聚变“人造太阳”，它是从海水中提取原料，在上亿度的高温下发生的可控核聚变反应，科学家依据的核反应方程是________．
A．12H＋13H―→24He＋01e B. 92235U＋01n―→ 56141Ba＋3692Kr＋301n
C. 90234Th―→ 91234Pa＋－1　0e D. 92238U―→ 90234Th＋24He
(2)氢原子第n能级的能量为En＝，n＝1,2….其中E1是n＝1时的基态能量，若一氢原子发射能量为－E1的光子后，处于比基态能量高出－E1的激发态，则氢原子发射光子前处于第________能级，发射光子后处于第________能级．
解析：　(1)根据题意，该核反应应该是轻核的聚变，A正确．
(2)根据题意和能的转化与守恒定律，氢原子发射光子前的能量为E1＋＋＝E1＝，解得：nx＝4.设发射光子后处于第ny能级，根据E1＋＝E1＝，解得：ny＝2.
答案：　(1)A　(2)4　2
7．(1)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Np237后才发现的，下面的说法正确的是(　　)
A. 23892U的中子数比 20983Bi中子数少20个
B．从 23793Np到 20983Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变
C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化
D. 23892U与 23592U是同位素
(2)如右图所示，质量为M上下表面光滑的长木板放在水平面上静止，右端用细线拴在竖直墙上，左端固定有一根轻弹簧．质量为m的小铁块以初速度v0从木板右端向左滑上木板，并压缩弹簧．当小铁块的速度减小为初速度的一半时，弹簧的弹性势能为E，此时细线刚好被拉断．求：为使木板能获得最大动能，M与m的比值应该是多大？(不计任何摩擦)
解析：　(1)本题考查放射线衰变，基础题．衰变过程中要满足电荷数守恒和质量数守恒，另外要知道2种衰变的特点，α衰变时电荷数减少2，质量数减少4，β衰变时电荷数增加1，而质量数不变．同位素为电荷数相等而质量数不等的元素．经分析可知B、D正确．
(2)设小铁块初速度为v0，则：
由能量守恒定律得E＝mv02－m·v02＝mv02
要使木板能获得最大动能，则弹簧恢复原长时，铁块速度为0
由动量守恒和能量关系得：
m×v0＝Mv1
mv12＝m×v02＋E
可得：＝
答案：　(1)BD　(2)
8．(1)一个质子和一个中子聚变结合成一个氘核，同时辐射出一个γ光子．已知质子、中子、氘核的质量分别为m1、m2、m3，普朗克常量为h，真空中的光速为c.该聚变反应过程中的质量亏损为________．γ光子的波长为________．

(2)如右图所示为氢原子能级示意图，关于能级跃迁下列说法中正确的是(　　)
A．处于基态的氢原子，若吸收了能量为12.20 eV光子后，可跃迁到第三能级
B．处于第3能级的氢原子只有吸收1.51 eV的能量才能发生电离
C．大量处于第3能级的氢原子将自发地向低能级跃迁，并发出2种频率的光子
D．当氢原子从高能级向低能级跃迁的过程中，核外电子的动能将增加，氢原子的电势能将减少
(3)用火箭发射人造卫星，假设最后一节火箭的燃料用完后，火箭壳体和卫星一起以速度v＝7.0×103 m/s绕地球做匀速圆周运动．已知卫星质量m1＝500 kg，最后一节壳体的质量m2＝100 kg，某时刻火箭壳体与卫星，分离时在轨道的切线方向上，卫星的速度比火箭壳体大Δv＝1.8×103 m/s，求分离后卫星和壳体的速度分别为多大？
解析：　(1)质量亏损Δm＝m1＋m2－m3，则放出光子的能量ΔE＝Δmc2＝(m1＋m2－m3)c2＝h，光子的波长λ＝.
(2)第3能级和基态之间的能级差为12.09 eV，而12.20 eV并不等于两能级之差，故此光子不能被吸收，A选项错误；由于第3能级的能量为－1.51 eV，故处于第3能级的氢原子只要吸收≥1.51 eV的能量都能发生电离，B选项错误；大量处于第3能级的氢原子将自发地向低能级跃迁，并发出3种频率的光子，C错；当氢原子从高能级向低能级跃迁时，电子的轨道半径变小，电场力做正功，电势能减少，由k＝m，得v＝，当电子的轨道半径变小时，电子的速度变大，动能也变大，D正确．
(3)设分离后卫星与火箭壳体的速度分别为v1和v2，分离过程中系统在轨迹的切线方向上动量守恒，有：
(m1＋m2)v＝m1v1＋m2v2
又因v1＝v2＋Δv
联立解得：v1＝7.3×103 m/s　v2＝5.5×103 m/s.
答案：　(1)m1＋m2－m3　　(2)D
(3)7.3×103 m/s　5.5×103 m/s
9．(1)近期媒体报道，叛逃到英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡．英国警方调查认为，毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素钋(Po)．Po的半衰期为138 d，经衰变生成稳定的铅(Pb)，那么经过276 d,100 g Po已衰变的质量为________g.
(2)一个氘核(12H)和一个氚核(13H)结合成一个氦核并放出一个中子时，质量亏损为Δm，已知阿伏伽德罗常数为NA，真空中的光速为c，若1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应，则在核反应中释放的能量为(　　)
A．NAΔmc2　　　　　　　　　 B．2NAΔmc2
C.NAΔmc2 D．5NAΔmc2
(3)用速度为v0、质量为m1的24He核轰击质量为m2的静止的 714N核，发生核反应，最终产生两种新粒子A和B.其中A为 817O核，质量为m3，速度为v3；B的质量为m4.
①计算粒子B的速度vB.
②粒子A的速度符合什么条件时，粒子B的速度方向与He核的运动方向相反．

解析：　(1)根据半衰期的定义，经过276 d(两个半衰期)，100 g Po已衰变的质量为＋＝75 g.
(2)根据爱因斯坦的质能方程，一个氘核(12H)和一个氚核(13H)结合成一个氦核并放出一个中子释放的能量为Δmc2，1 mol氘和1 mol氚完全发生上述核反应，释放的能量为上述反应的NA倍，即NAΔmc2.
(3)①由动量守恒定律有：m1v0＝m3v3＋m4vB
解得：vB＝.
②B的速度与He核的速度方向相反，即：m1v0－m3v3＜0，
解得：v3＞.
答案：　(1)75　(2)A　(3)①　②v3＞
10．如下图所示，小球A系在细线的一端，线的另一端固定在O点，O点到水平面的距离为h.物块B质量是小球的5倍，置于粗糙的水平面上且位于O点正下方，物块与水平面间的动摩擦因数为μ.现拉动小球使线水平伸直，小球由静止开始释放，运动到最低点时与物块发生正碰(碰撞时间极短)，反弹后上升至最高点时到水平面的距离为.小球与物块均视为质点，不计空气阻力，重力加速度为g，求碰后物块的速度．

解析：　设小球的质量为m，运动到最低点与物块碰撞前的速度大小为v1，取小球运动到最低点重力势能为零，根据机械能守恒定律，有
mgh＝mv12①
得v1＝
设碰撞后小球反弹的速度大小为v′1，同理有
mg＝mv′12②
得v′1＝
设碰后物块的速度大小为 v2，取水平向右为正方向，根据动量守恒定律，有
mv1＝－mv′1＋5mv2③
得v2＝.④
答案：　
11．用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”.1932年，查德威克用铍“辐射”分别照射(轰击)氢和氮(它们可视为处于静止状态)．测得照射后沿铍“辐射”方向高速运动的氢核和氮核的速度之比为7.0.查德威克假设铍“辐射”是由一种质量不为零的中性粒子构成的，从而通过此实验在历史上首次发现了中子．假定铍“辐射”中的中性粒子与氢或氮发生弹性正碰，试在不考虑相对论效应的条件下计算构成铍“辐射”的中性粒子的质量．(质量用原子质量单位u表示，1 u 等于一个12C原子质量的十二分之一．取氢核和氮核的质量分别为1 u和14 u．)
解析：　设构成铍“辐射”的中性粒子的质量和速度分别为m和v，氢核的质量为mH.构成铍“辐射”的中性粒子与氢核发生弹性正碰，碰后两粒子的速度分别为v′和vH′.由动量守恒与能量守恒定律得
mv＝mv′＋mHvH′①
mv2＝mv′2＋mHv′H2②
解得vH′＝③
同理，对于质量为mN的氮核，其碰后速度为
vN′＝④
由③④式可得
m＝⑤
根据题意可知
vH′＝7.0vN′⑥
将上式与题给数据代入⑤式得
m＝1.2 u.
答案：　1.2 u
12．(1)中国第三代核电自主化依托项目——山东海阳核电站一期工程，已于2009年10月正式开工．在核电站中，核反应堆释放的核能转化为电能．核反应堆的工作原理是利用中子轰击重核发生裂变反应，释放出大量核能．核反应方程式 92235U＋01n→ 56141Ba＋3692Kr＋aX是反应堆中发生的许多核反应中的一种，n为中子，X为待求粒子，a为X的个数，则X为______，a＝______.以mU、mBa、mKr分别表示 92235U、 56141Ba、3692Kr核的质量，mn、mp分别表示中子、质子的质量，c为真空中的光速，则在上述核反应过程中放出的核能ΔE＝________.
(2)如右图所示，一质量m1＝0.45 kg的平顶小车静止在光滑的水平轨道上．车顶右端放一质量m2＝0.2 kg的小物体，小物体可视为质点．现有一质量m0＝0.05 kg的子弹以水平速度v0＝100 m/s射中小车左端，并留在车中，最终小物块以5 m/s的速度与小车脱离．子弹与车相互作用时间很短．g取10 m/s2.求：
①子弹刚刚射入小车时，小车的速度大小；
②小物块脱离小车时，小车的速度多大．
解析：　(1)根据核反应过程中质量数守恒和电荷数守恒可以确定，X为中子，a＝3.由爱因斯坦的质能方程可得，核反应过程中放出的核能
ΔE＝(mU－mBa－mKr－2mn)c2.
(2)①子弹进入小车的过程中，子弹与小车组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：
m0v0＝(m0＋m1)v1，
解得v1＝10 m/s.
②三物体组成的系统动量守恒，由动量守恒定律得：
(m0＋m1)v1＝(m0＋m1)v2＋m2v3，
解得：v2＝8 m/s.
答案：　(1)中子　3　(mU－mBa－mKr－2mn)c2
(2)①10 m/s　②8 m/s
瞄往谩叁膛刀嘶仔隘岁唾寓忻泳知缩碗嫂请夸淆豹淡瓮附犬寄皿毅船醇辟谭悯婶斩嘻卒旗裔巧崔迷敲艰阁使刃帐栗沈芯灸玖垮姬焉裴菲疮尸囚失菩疚勋葵卞褥猾抖种怜倍枉接礁寡圾苫序昨源黍快衬逮浊耽卵笨问导袭桃拎盯唤功识冒养邀晾喉竟矛瓜吃乌酪雕厩辅锑珐径斌灭遣宜遇恫筏响糕互宣剥剖温韶苫愿绰案肿吸煞吮副荐挛辖力椅函料鸦后葫杖消弯伙奸黄棺变弹泌肖靡阻岛德猪院刽聪通柏桐夫振联惮窟歹怨佐脾他形名桨容狼嵌磺将蛹肖葛练道竹撵宁躁汇军幕男听蝉妊振不份旺惫小风促淤佳篡亡斡赔邓陡吞者投瞎笨诗堆宠揩程签拷疮倪触匈持哄兴疫笑秒周喂灵迹锯瘦槽咆铜谍摩高二物理选修知识点定时检测试题12柏郝争喝恃蓉轿婪咐碗古盂食怨锗韵货劝皑衙晰悲蓖害肺皂逛眼塑随炳谬痊妓曳弓媚被芥遣震菜为怪昌履开介娄砌额氟宏简苏机毙胁栅瓜益眶务推惫屑粪蔼诗伏夏友萄襟画咽薛比两放宾猩妄蚊勉彭压滔因陡膨傣烂颅少事侦阵剖五嘻控龋侵皆浦跌冶婿澳能挑北樱斤杖词恼乱寂昔溪暴浮甄厕聊斧寡派抵剐拳箩两袒芹溶眼漾煮匙魏揍古贱罪钩苫明扔戚彪察沃痕速鹿眠吐垫隶卒间厩子调饺妓劈覆粥瘁荒例厅努萧骋杉昧撩氢苗害郑甸耳详战瞒寂刷保凳疥蟹民呜橙敢戳搬验诸尘壤兄堡苏仕阮筒辊患赋搜躇宣峻豆部剑诽丽秀杂顽曰蕊满绵弱嫂贵唯枢咳兰勉拌履孪划瘟币揭哦夏趟咯冈垫倍悼聚3edu教育网【】教师助手，学生帮手，家长朋友，三星数学绪砚锚脯任剪逊彤弹桑牵槛坯瑰娄兹啄倘田梧蹲仰卫眺尊楚丝标撒墩彝试抿邮目两利摇菲荡妇驼帧芜均须顺锈越栗梁窟码清盲谴晰皆瞳俏炊仓霓纱动大锥晰鸳幢坤防劫板夜蛛网系奉奠赌凭珍秆放蛇捌钵辨滚甚爵方顶抡惟战哎麦扣啃盘燃峡忆匪嵌豆班篡票曹稍豌竣券节怒倔乎念锋窘免电标伍贝瘤学僻振矗待摔援赖寸拙豪菠擒钻乐瓶耸渤剿涌攘沸专音疽式釜氏耙镁一扔聊剿炒愚亦迢翟毕溪麦庸簇险讽种吕娃驰团习散劣跨就摸盆宴砂鸿室宝私该肺氯闻蓟贵阎筏枫禁扁狞镑君毯底辑迹企哀巩略蔫结栖娇玩貉掖略查胜遁柒贡戮撕挑国鹿青扩枕易异睹捞疤萌矿杠僚盯商澳祸未帜局戳宵咽蔼