2019-2020学年粤教版选修3-5 4.3放射性同位素 达标作业（解析版)

4.3放射性同位素
达标作业（解析版)
1．查德威克用粒子轰击铍核，核反应方程式是,其中X是
A．质子 B．中子 C．电子 D．正电子
2．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)
A．密立根发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒
B．汤姆孙利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量
C．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
D．卢瑟福发现了中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献
3．第一次发现原子核的组成中有质子的是
A．光电效应现象 B．天然放射现象 C．α粒子散射实验 D．人工转变实验
4．下列说法正确的是（ ）
A．所有的核反应都具有质量亏损
B．β衰变本质是原子核中一个质子释放一个电子而转变成一个中子
C．光子既具有能量，又具有动量
D．宏观粒子不具有波动性
5．下列说法正确的是
A．氢原子从低能级跃迁到高能级时能量减少
B．在核反应中,X为质子
C．若用蓝光照射某金属表面时有电子逸出,则用红光(频率比蓝光的小)照射该金属表面时一定有电子
D．将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅降低其温度后,其半衰期减小
6．中子n轰击锂核Li，轰击后生成氦核He和另一原子核X，则原子核X的中子数为
A．1 B．2 C．3 D．4
7．下列与粒子相关的说法中正确的是（ ）
A．天然放射性现象中产生的α射线速度与光速相当，贯穿能力很强
B．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
C．(铀238)核放出一个α粒子后就变为(钍234)
D．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为
8．下列说法正确的是
A．汤姆孙证实了β射线是高速电子流，其电离作用比α射线强，穿透能力比α射线弱
B．爱因斯坦发现了光电效应，某材料发生光电效应时，遏止电压与入射光的频率成正比
C．玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，该理论能解释大多数原子光谱的实验规律
D．卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，该反应的方程式为He+N→H+O
9．物理学家查德威克用α粒子轰击铍核Be，发现了中子，其核反应方程是α+Be→n+X，则Ⅹ的质量数和原子序数分别为
A．9和2 B．9和3 C．12和5 D．12和6
10．下列方程属于原子核人工转变的是（ ）
A． B．
C． D．
11．1926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x次衰变和y次衰变后变成稳定的．
求x、y的值；
一个静止的氡核放出一个粒子后变成钋核，已知钋核的速率，试写出该衰变方程，并求出粒子的速率．
12．静止的Li核俘获一个速度v1=7.7×104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核.已知生成物中He的速度v2=2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同.
①写出上述反应方程.
②求另一生成物的速度.
13．某核反应过程中产生了一种新的原子核X，反应方程为He +N→O+ X，将该方程配平后，可知它的质量数m为________电荷数n为________
14．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现什么__________？图中A为放射源发出的什么粒子__________？B为什么气_______？完成该实验的下列核反应方程?______________
参考答案
1．B
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒可知，x的质量数为4+9-12=1，电荷数为0，故x为中子，故B正确ACD错误。故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．汤姆孙发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒，选项A错误；
B．密立根利用油滴实验，根据电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量，选项B错误；
C．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础，选项C正确；
D．卢瑟福发现了质子，查德威克发现中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献，选项D错误．
3．D
【解析】
【详解】
第一次发现原子核的组成中有质子的是人工转变实验,是由卢瑟福发现的，故选D.
4．C
【解析】
【详解】
由结合能图象可知，只有较重的原子核裂变成中等质量的原子核或较轻的原子核聚变为中等质量的原子核时才有能量释放，具有质量亏损，选项A错；β衰变本质是原子核中一个中子释放一个电子而转变成一个质子，B错；光子作为一种粒子，具有质量、能量和动量，选项C正确；无论是宏观粒子还是微观粒子，都同时具有粒子性和波动性，选项D错。
5．B
【解析】
【详解】
氢原子从低能级跃迁到高能级时需要吸收能量，则能量增加，选项A错误；在核反应中，X的质量数为1，电荷数为1，则X为质子，选项B正确；因红光的频率比蓝光的小，则若用蓝光照射某金属表面时有电子逸出，则用红光照射该金属表面时不一定有电子，选项C错误；外界条件不能改变放射性元素的半衰期，选项D错误；故选B.
6．B
【解析】
【分析】
根据质量数守恒与电荷数守恒即可写出核反应方程.
【详解】
核反应过程中质量数守恒，电荷数也守恒，人工核反应的产物中，其质量数：A=6+1-4=3，核电荷数：z=3+0-2=1，可知另一个核为，故其中子数为3-1=2；核反应方程为：；故选B.
7．C
【解析】
【分析】
天然放射性现象中产生的α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．根据电荷数守恒、质量数守恒判断衰变后的新核；卢瑟福用α粒子轰击氮核，第一次实现了原子核的人工转变．
【详解】
天然放射性现象中产生的射线，只有γ射线速度与光速相当，贯穿能力很强，α射线速度为光速的十分之一，电离能力较强，穿透能力较弱．选项A错误；卢瑟福进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，选项B错误；铀(238）核放出一个α粒子，电荷数少2，质量数少4，则电荷数为90，质量数为234，变为钍234．故C正确．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出质子，核反应方程为．故D错误．故选C.
8．D
【解析】
【详解】
汤姆孙证实了β射线是高速电子流，其电离作用比α射线弱，穿透能力比α射线强，选项A错误；根据光电效应方程Ekm=eUc=hγ-W0可知，遏止电压与入射光的频率与逸出功有关，与入射光的频率成线性关系，不是成正比，故B错误；玻尔的原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，但是该理论只能解释氢原子光谱的实验规律，选项C错误； 卢瑟福用α粒子轰击氮核，发现了质子，该反应的方程式为，选项D正确；故选D.
9．D
【解析】
【分析】
根据“核反应方程 ”可知，本题考查原子核的反应类型，根据质量数守恒和核电荷数守恒判断生成物分析推断.
【详解】
由质量数守恒和核电荷数守恒知，X的质量数为4+9-1=12，原子序数为2+4-0=6；故选D.
【点睛】
人工核转变是指通过人工技术（射线，激光，粒子撞击等手段）是原子发生反应；典型的人工核转变是三大发现的核反应.
10．D
【解析】
【详解】
A反应放出电子，属于β衰变方程；
B是聚变反应；
C反应放出α粒子，属于α衰变方程；
D属于原子核的人工转变方程；
故选D.
11．，
衰变方程为：，粒子的速率是
【解析】
【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
【详解】
核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得：
，
得：
???????
得：?
衰变方程为：
，
核反应过程系统动量守恒，以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：
；
【点睛】
核反应过程质量数与核电荷数守恒，系统动量守恒，应用质量数与核电荷数守恒、动量守恒定律即可正确解题．
12．（1）（2）1×103 m/s　运动方向与氦核相反
【解析】
【分析】
根据质量数守恒和电荷数守恒，书写核反应方程；
俘获中子发生核反应的过程，动量守恒，根据动量守恒定律求解另一个粒子的速度大小；
【详解】
①根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为：； ②设中子、氦核、新核的质量分虽为m1，m2，m3，它们的速度分别为v1，v2，v3根据动量守恒有：，则：，负号说明新核运动方向与氦核相反．
【点睛】
微观粒子的碰撞与宏观物体的碰撞相似，也遵守动量守恒，书写核反应方程是基本功，要熟练掌握．
13．1 1
【解析】
【详解】
由核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数m为：4+14-17=1；电荷数n为：2+7-8=1.
14． 质子 α 氮
【解析】
【详解】
卢瑟福第一次用α粒子轰击氮核完成了原子核的人工转变并发现了质子,因此图中的A为放射源发出的α粒子,B为氮气,该核反应方程为：
故答案为：质子,α,氮,.
【点睛】
要了解卢瑟福发现质子并实现原子核人工转变核反应方程以及实验装置中各部分的作用，注意书写核反应方程的原则是质量数和电荷数守恒．