2019-2020学年鲁科版选修3-5 3.3放射性的应用与防护 同步练习（解析版)

3.3放射性的应用与防护
同步练习（解析版)
1．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法正确的是
A．卢瑟福用a粒子轰击铍原子核，发现了质子
B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了针（Po）和镭（Ra）两种新元素
C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的高速电子流
D．麦克斯韦建立了电磁场理论，并首次用实验证实了电磁波的存在
2．1930年，查德威克通过研究粒子轰击得到了和一种新的粒子，这种粒子是
A．质子 B．中子
C．电子 D．正电子
3．目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出射线，这些起射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )
A．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次衰变和10次衰变
B．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱
C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡
D．射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流
4．下列能揭示原子具有核式结构的实验是
A．光电效应实验 B．查德威克发现中子
C．粒子散射实验 D．氢原子光谱的发现
5．下列实验或发现中能提示原子具有核式结构的是
A．粒子散射实验
B．光电效应实验
C．中子的发现
D．氢原子光谱的发现
6．关于天然放射性，下列说法正确的是
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最弱
7．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（　　）
A．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强
B．一个氢原子从n=3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子
C．10个原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个原子核没发生衰变
D．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为，由方程可判断x是正电子
8．下列说法正确的是(　　)
A．卢瑟福用α粒子轰击核获得反冲核发现了质子
B．普朗克通过对光电效应现象的分析提出了光子说
C．玻尔通过对天然放射现象的研究提出了氢原子能级理论
D．汤姆孙发现电子从而提出了原子的核式结构模型
9．物理学史上3个著名的核反应方程：、、，方程式中x、y和z是3种不同粒子，则x是
A．中子 B．电子 C．α粒子 D．质子
10．人工放射性同位素被广泛应用，是因为
A．放射性同位素的半衰期比较短
B．放射性同位素放射强度容易控制
C．放射性同位素的射线具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症、灭菌消毒等
D．放射性同位素作为示踪剂时由于其放射性对人体有害故一定不能对人体使用
11．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。
(1)很不稳定，易发生衰变，衰变时会放出β射线，试写出有关核反应方程。
(2)若已知的半衰期为n年，测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
12．氡存在于建筑水泥、装饰石材及土壤中，是除吸烟外导致肺癌的重大因素。静止的氡核放出一个粒子X后变成钋核，钋核的动能为0.33MeV，设衰变放出的能量全部变成钋核和粒子X的动能。
①写出上述衰变的核反应方程；
②求粒子X的动能。（保留两位有效数字）
13．①如果大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出______种频率的光．
②卢瑟福发现质子的核反应方程为： _____________查德威克发现中子的核反应方程为： _______________
14．完成下列各核反应方程，并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的．
(1)＋―→＋（____）
(2)＋（____）―→＋
(3)＋（____）―→＋
(4)＋―→＋（____）
(5)＋（____）―→＋
(6)＋―→＋（____）；―→＋（____）
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
A．卢瑟福用粒子轰击氮原子核发现了质子，故选项A错误；
B． 居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋()和镭()两种新元素，故选项B正确；
C．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，射线是原子核中的中子变为质子时产生的高速电子流，故选项C错误；
D．麦克斯韦建立了完整的电磁场理论，并预言了电磁波的存在，赫兹第一次通过实验捕捉到了电磁波，验证了电磁波的存在，故选项D错误。
2．B
【解析】
【详解】
根据质量数守恒可知新粒子的质量数为： ，
根据电荷数守恒可知新粒子的电荷数为：
所以这个新粒子为中子
A. 质子 ，与结论不相符，故A不符合题意
B. 中子，与结论相符，故B符合题意
C. 电子 ，与结论不相符，故C不符合题意
D. 正电子，与结论不相符，故D不符合题意
3．B
【解析】
【详解】
A.根据质量数守恒和电荷数守恒，铀核()衰变为铅核()的过程中，设发生x次衰变，y次衰变，衰变方程为：，则：238=206+4x，解得：x=8，又：92=82+8×2-y，得：y=6，即要经过8次衰变和6次衰变，故A错误；
B.射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B正确；
C.氡的半衰期为3.8天，经7.6天后，有0.75克衰变成新核，故取走的砝码小于0.75克，天平才能再次平衡。故C错误。
D.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的电子流，故D错误。
4．C
【解析】
【详解】
A. 光电效应证明光具有粒子性，故A项与题意不相符；
B. 查德威克发现中子揭示了原子核有复杂结构，故B项与题意不相符；
C. 粒子散射实验中少数粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说，故C项与题意相符；
D. 氢原子光谱的发现是玻尔模型提出依据，故D项与题意不相符。
5．A
【解析】
【详解】
在卢瑟福的α粒子散射实验中，少数α粒子能发生大角度偏转，说明原子中绝大部分质量和全部正电荷都集中在原子核上，卢瑟福就此提出了原子具有核式结构学说。
A.α粒子散射实验，与结论相符，选项A正确；
B. 光电效应实验，与结论不相符，选项B错误；
C. 中子的发现，与结论不相符，选项C错误；
D. 氢原子光谱的发现，与结论不相符，选项D错误；
6．C
【解析】
【详解】
A．原子核可以自发地衰变，但不是所有元素都可以发生衰变，故A错误。
B．放射性元素的半衰期由原子核本身决定的，与外界的温度无关，故B错误。
C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确。
D．α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D错误。
7．B
【解析】
【详解】
A. 一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，γ射线穿透能力最强，选项A错误；
B. 一个氢原子从n=3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子，即对应于3→1的跃迁，选项B正确；
C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核的衰变不适用，选项C错误；
D. 核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为，由方程可知x质量数为0，电荷数为-1，可判断x是负电子，选项D错误.
8．A
【解析】
【详解】
卢瑟福用α粒子轰击核获得反冲核发现了质子，选项A正确；爱因斯坦通过对光电效应现象的分析提出了光子说，故B错误；玻尔通过对氢光谱的成因的研究提出氢原子能级理论，故C错误；卢瑟福通过α粒子的散射实验分析，提出原子的核式结构模型，故D错误；
9．D
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒，结合物理学史上3个著名的核反应可知，第二个反应卢瑟福发现质子的反应，第三个反应是查德威克发现中子的反应，因此x是质子；y是α粒子；z是中子；
A. 中子，与结论不相符，选项A错误；
B. 电子，与结论不相符，选项B错误；
C. α粒子，与结论不相符，选项C错误；
D. 质子，与结论相符，选项D正确；
10．ABC
【解析】
【详解】
A．人造放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短，故A正确；
B．人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；
C．人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，且具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症、灭菌消毒等，故C正确；
D．使用人工制造的放射性同位素作为示踪剂时，虽然过量放射性对人体有害，但调整剂量仍然能对人体使用，故D错误；
11．(1) （2）3n
【解析】试题分析：根据质量数守恒、电荷数守恒写出核反应方程；根据半衰期公式求出遗骸的死亡时间。
（1）根据质量数守恒、电荷数守恒写出核反应方程：
（2）活体中碳含量不变，生物死亡后，按其半衰期衰变，设活体中146C的含量为ρ0，遗骸中为ρ，则由半衰期的定义得
可得：
解得：
点睛：本题主要考查了写核反应方程要注意配平方程式，正确理解半衰期的概念，利用公式即可求解此类问题。
12．(1) (2) 18MeV
【解析】①根据电荷数守恒、质量数守恒得，衰变方程为：

②设钋核的质量为m1、速度为v1，粒子X的质量为m2、速度为v2，根据动量守恒有：0=m1v1﹣m2v2，
粒子X的动能为：
由于两个核子的动量大小相等，所以动能与质量成反比，则粒子X的动能为：
故本题答案是：；18MeV
点睛：衰变过程中符合质量数守恒，电荷数守恒，另外要知道衰变时生成物的动量大小相等方向相反。
13． 10
【解析】①根据=10可知大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出10种频率的光；
②根据电荷数守恒，质量数守恒得，卢瑟福用α粒子轰击氮核（）发现质子：．查德威克用α粒子轰击铍核（）发现中子：．
14． （4）为发现质子的方程式，（1）为发现中子的方程式，（6）为发现正电子的方程式。
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒知粒子分别为：(1) (2) (3) (4) (5) (6) ；其中（4）为发现质子的方程式，（1）为发现中子的方程式，（6）为发现正电子的方程式。