鲁科版选修3-5 3.3放射性的应用与防护 达标作业（解析版)

3.3放射性的应用与防护
达标作业（解析版)
1．关于原子与原子核，下列说法正确的是
A．将温度升高，放射性元素的半衰期变短
B．核电站要建很厚的水泥防护层，目的是阻隔γ射线
C．对于甲状腺病人，可以用放射性同位素碘131来治疗
D．在α、β、γ三种射线中，β射线的电离本领最强
2．关于、、三种射线，下列说法正确的是
A．射线是一种波长很短的电磁波 B．射线是一种波长很短的电磁波
C．射线的电离能力最强 D．射线的电离能力最强
3．放射性同位素在实际生产和生活中有广泛的应用，往往同位素在核衰变时会放出核能，如核衰变会放出核能，其核反应方程为→＋＋，已知光在真空中的速度为c。则下列判断正确的是
A．X是，一个核衰变时质量亏损为
B．X是，一个核衰变时质量亏损为
C．X是，一个核衰变时质量亏损为
D．X是，一个核衰变时质量亏损为
4．以下几个核反应方程中，X代表α粒子的方程式是(　　)
A． He＋Be→C＋X B．Th→Pa＋X
C． H＋H→n＋X D．P→Si＋X
5．下列说法正确的是
A．氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知，氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少
B．在衰变中会伴随着射线的产生，衰变方程为，其中射线是镤原子核放出的
C．是衰变方程
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型
6．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（　　）
A．卢瑟福通过粒子散射实验，证实了原子核内存在质子和中子
B．约里奥居里夫妇用粒子轰击发现了人工放射性同位素
C．普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象
D．密立根通过阴极射线在电场中和在磁场中的偏转实验发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷
7．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )
A．做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质
B．做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点
C．射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质
D．射线探伤利用了射线电离能力很强的性质
8．关于原子、原子核，下列说法正确的是（?? ）
A．卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验
B．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
C．某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变
D．利用射线可以消除静电
9．下列关于光的说法中正确的是_________．
A．光的偏振现象说明光是横波
B．水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的衍射造成的
C．γ射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查
D．在光的双缝干涉实验中，仅减小入射光的波长，干涉条纹间距变小
10．“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程。中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面说法正确的是(?? ??)
A．母核的质量数等于子核的质量数 B．子核的动量与中微子的动量相同
C．母核的电荷数大于子核的电荷数 D．子核的动能大于中微子的动能
11．在可控核反应堆中，需要给快中子减速，轻水、重水、石墨等常用作减速剂。中子在重水中可与核碰撞减速，在石墨中与核碰撞减速。用铀235作燃料的核反应堆中，用石墨（碳12）作为减速剂，让铀核裂变所产生的快中子通过和碳核不断碰撞而被减速。假设中子与碳核的碰撞是完全弹性碰撞，每次碰撞前碳核均视为静止，碰撞后中子和碳核的速度均与碰撞前中子的速度在同一直线上，已知碳核的质量近似为中子质量的12倍，中子原来的速度大小为。
（1）的裂变方程为，则x、y值分别为多少？
（2）中子与碳核经过第一次碰撞后，中子的速度大小变为多少？
（3）一个速度为的快中子与碳核经过反复碰撞n次后，能减速成为速度为的慢中子，请写出的表达式。
12．1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是． 经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的．
①求m、n的值；
②一个静止的氡核（）放出一个α粒子后变成钋核（）．已知钋核的速率v=1×106m/s，求α粒子的速率．
13． Li核是不稳定的，它会分裂成为一个α粒子和X粒子，其中X粒子是_________________，该过程是__________（选填吸收，放出）能量过程.
14．用中子轰击锂核（Li）发生核反应，生成氚核和α粒子，并释放出4.8Mev的能量，请写出核反应方程________．
参考答案
1．B
【解析】
将温度升高，放射性元素的半衰期不会改变，选项A错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，选项B正确；诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子，而不是用碘131来治疗，选项C错误；在α、β、γ，这三种射线中，α射线的电离能力最强，选项D错误．
2．B
【解析】
【详解】
A、射线电离本领最大，贯穿本领最小，但不属于电磁波，故A错误；
B、射线是原子核在发生衰变和衰变时产生的能量以光子的形式释放，是高频电磁波，波长很短，故B正确；
C、射线是具有放射性的元素的原子核中的一个中子转化成一个质子同时释放出一个高速电子即粒子，但电离能力没有射线强，故C错误；
D、射线不带电，没有电离能力，故D错误．
故选B．
【点睛】
解决本题的关键知道α、β、γ三种射线的实质，以及三种射线的穿透能力强弱和电离能力强弱．
3．B
【解析】
【详解】
根据核反应方程中质量数和电荷数守恒有X的质量数：m=238-234=4，核电荷数：z=94-92=2，所以X为氦核，根据质能方程可知，该反应过程中质量亏损为，故B正确，ACD错误。
4．C
【解析】
【详解】
A. 根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X质量数为
9+4-12=1
电荷数为
4+2-6=0
故该方程中的X为中子，故A错误；
B. 根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X质量数为
234-234=0
电荷数为
90-91=-1
故该方程中的X为电子，故B错误。
C. 根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X质量数为
2+3-1=4
电荷数为
1+1-0=2
所以X为氦原子核，故C正确。
D. 根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X质量数为
30-30=0
电荷数为
15-14=1
故X为正电子，故D错误。
5．B
【解析】
根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动半径减小，加速度增大，动能变大，故A错误；γ射线是镤核从高能级向低能级跃迁时辐射出来的，故B正确；是原子核的人工转变方程，选项C错误；卢瑟福通过对α粒子散射试验的研究提出了原子核式结构模型，选项D错误；故选B.
6．B
【解析】
【详解】
卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故A错误；1934年，约里奥-居里夫妇用α粒子轰击，发现了人工放射性同位素，故B正确；爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故C错误；1897年，汤姆孙通过阴极射线在电场中和在磁场中的偏转实验发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，故D错误。
7．BC
【解析】
【详解】
作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点； γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质，故BC正确。
8．ACD
【解析】
卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验，选项A正确；β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，即某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变，故C正确；α射线的电离作用很强，α射线可以使空气电离从而把静电导走，利用射线可以消除静电，故D正确；故选ACD.
点睛：本题考查了选项3-5的内容，考查的知识点比较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．
9．AD
【解析】
【详解】
横波才可能有偏振现象，A正确；水面上的油膜在阳光照射下会呈现彩色，这是由于光的薄膜干涉造成的，B错误；X射线有较强的穿透本领，在机场等地用其探测箱内物品进行安全检查，C错误；在光的双缝干涉实验中，，仅减小入射光的波长，干涉条纹间距变小，D正确．
10．AC
【解析】
【详解】
AC．原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程，电荷数少1，质量数不变.故A正确，C正确．
B．原子核(称为母核)俘获电子的过程中动量守恒，初状态系统的总动量为0，则子核的动量和中微子的动量大小相等，方向相反.故B错误．
D．子核的动量大小和中微子的动量大小相等，由于中微子的质量很小，根据知，中微子的动能大于子核的动能.故D错误．
11．（1）， （2）， （3）
【解析】【分析】根据质量数与质子数守恒，即可求解x、y值；根据碰撞过程中，动量守恒与机械能守恒，即可求解中子的速度大小；依据每次碰撞后，速度与v0的关系，从而即可得出vn与v0和n的关系式；
解：（1）根据质量数和电荷数守恒有：，
解得：，
（2）设中子的质量为m，碳核的质量为12m，中子与碳核碰撞过程中动量守恒和机械能守恒，则有：
解得：，
（3）第1次碰撞后，
第2次碰撞后，
第3次碰撞后，
…
第n次碰撞后，
12．①m是4，n是5 ②
【解析】试题分析：核反应过程质量数与核电荷数守恒，根据质量数与核电荷数守恒求出m、n的值；核反应过程系统动量守恒，应用动量守恒定律求出粒子速度．
①核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得4m=222﹣206，86=82+2m﹣n，解得m=4，n=4；
②核反应过程系统动量守恒，以α粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，代入数据解得；
13．质子 放出
【解析】
【详解】
核反应过程遵守质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程可为，所以粒子是质子，核反应过程质量亏损，该过程是放出能量过程；
14．
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒得：.
【点睛】
书写核反应方程遵循两个守恒：质量数守恒和电荷数守恒；求解核能问题遵循能量守恒和动量守恒。