山东省宁阳第四中学2019-2020学年高中物理鲁科版选修3-5：3.3放射性的应用与防护 课时练（含解析）

3.3放射性的应用与防护
1．图所示为“东方超环”可控核聚变实验装置，它通过高温高压的方式使氘核与氚核发生聚变，其核反应方程为。X表示的是
A．质子 B．中子
C．电子 D．粒子
2．下列核反应方程中X代表中子的是(　 　)
A． B．
C． D．
3．下图列出的是一些核反应方程（ ）
，，
A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是中子，Z是质子
C．X是中子，Y是正电子，Z是质子 D．X是正电子，Y是质子，Z是中子
4．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+37Li→2y y+147N→x+817O y+49Be→z+126C，x、y和z是3种不同的粒子，其中x是（）
A．中子 B．质子
C．α粒子 D．电子
5．下列应用中,属于将放射性同位素作为示踪原子的是( )
A．γ射线探伤仪
B．利用60Co治疗肿瘤等疾病
C．检测古生物体中14C与非放射性碳的含量比,以确定该生物死亡年代
D．把含有放射性元素的肥料施给农作物,用以检测确定农作物吸收养分的规律
6．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得美国核学会聚变核能杰出成就奖．关于核反应方程、半衰期，下列说法正确的是（ ）
A．有12个某种放射性元素的原子核，当有6个发生衰变所需的时间就是该元素的半衰期
B．放射性同位素的半衰期长短与地震、风力等外部环境无关
C．衰变成要经过4次衰变和2次衰变
D．核反应方程：属于轻核的聚变
7．下列说法正确的是（ ）
A．α、β、γ三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离作用最弱
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的
C．图甲为三种射线在磁场中的径迹，其中①为α射线，②β射线，③为γ射线
D．图乙为三种射线在电场中的径迹，其中①为α射线，②β射线，③为γ射线
8．下列关于原子核衰变的说法中正确的是
A．放射性元素发生β衰变时所释放出的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
B．有6个放射性元素的原子核，当有3个发生衰变所需的时间就是该元素的半衰期
C．Th钍发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
D．铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变
9．下列说法正确的是
A．机场、车站的安检门可以探测人身携带的金属物品，是利用静电感应的原理工作
B．可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹
C．由于多普勒效应，我们观察到离我们而去的恒星发出的光谱，将向红光光谱方向移动，波长变长、频率降低
D．γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属零件内部的缺陷
10．在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（　　）
① ②
③ ④ ．
A．x1是电子 B．x2是质子 C．x3是中子 D．x4是中子
11．完成下列核反应方程，并说明反应类型.
A： →+______.属______
B： + →______+ .属______
C： + →______+ .属______
D： + →+ +______.属______
12．用中子轰击锂核（）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________________。
13．(1)贝可勒尔在120年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于放射性衰变的是（_______）
A．
B．
C．
D．
(2)已知光速为c，普朗克常量为h，则频率为ν的光子的动量为________，用该频率的光垂直照射平面镜，光被镜面全部垂直反射回去，则光子在反射前后动量改变量的大小为________．
(3)在光电效应实验中，某金属的截止频率相应的波长为λ0，该金属的逸出功为________．若用波长为λ(λ<λ0)的单色光做该实验，则其遏止电压为________．已知电子的电荷量、真空中的光速和普朗克常量分别为e、c和h.
参考答案
1．B
【解析】
根据核反应方程中的电荷数守恒和质量数守恒得：X的质量数为：2+3-4=1，电荷数为：1+1-2=0，故X为中子，故B正确，ACD错误。
2．C
【解析】
A项：根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为0，电荷数为-1，因此X为，即为电子，故A错误；
B项：根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为1，电荷数为1，故该方程中的X为，即为质子，故B错误；
C项：根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为1，电荷数为0，故该方程中的X为，即为中子，故C正确；
D项：根据质量数和电荷数守恒可知，该核反应方程中的X为质量数为4，电荷数为2，故该方程中的X为，故D错误。
3．B
【解析】
根据电荷数守恒、质量数守恒，知X的电荷数为1，质量数为0，为正电子，Y的电荷数为0，质量数为1，为中子，Z的电荷数为1，质量数为1，为质子，故B正确，ACD错误。
4．B
【解析】
将上述三个方程相加，整理后得，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子。在y+49Be→z+126C中，根据电荷数守恒和质量数守恒，y的质量数为4，电荷数为2，为粒子；在 x+37Li→2y，根据电荷数守恒和质量数守恒，x的质量数为1，电荷数为1，为质子。
5．D
【解析】
γ射线探伤仪是利用γ射线的穿透性，故A错误。利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用它的射线，故B错误；检测古生物体中14C与非放射性碳的含量比以确定该生物死亡年代是利用它的半衰期进行计算，选项C错误；把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律是示踪原子使用，故D正确.
6．B
【解析】
A．半衰期是大量原子核显现出来的统计规律，对少量的原子核没有意义，选项A错误；
B．放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，选项B正确；
C．设发生了次衰变和次衰变，则根据质量数和电荷数守恒有，，解得：，，故衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，选项C错误；
D．核反应方程属于人工转变，是卢瑟福发现质子的核反应方程；选项D错误.
7．BC
【解析】
A项：α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱，故A错误；
B项：由于原子核内无电子，所以β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生，故B正确；
C项：①向左偏由左手则可知，为α射线，②向右偏由左手定则可知，为β射线，③不偏转，说明不带电即为γ射线，故C正确；
D项：图乙中，①向左偏，说明受到的电场力向左与电场强度方向相反，所以①带负电即为β射线，②向右偏，说明受到的电场力向右与电场强度方向相同，所以②带正电，即为α射线，③不偏传，说明③不带电，即为γ射线，故D错误。
8．AD
【解析】
放射性元素发生β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，A正确
半衰期是大量原子的统计规律，少数原子没有，B错误；
Tn核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故C错误
根据238-206=4×8，知发生了8次α衰变，92-82=2×8-6，知发生了6次β衰变， D正确
9．BCD
【解析】
安检门利用涡流探测人身上携带的金属物品原理是：线圈中交变电流产生交变的磁场，会在金属物品产生交变的感应电流，而金属物品中感应电流产生的交变磁场会在线圈中产生感应电流，引起线圈中交变电流发生变化，从而被探测到．故A错误；可以用超声波探测金属、陶瓷、混凝土制品，检查内部是否有气泡、空洞和裂纹，选项B正确；由于多普勒效应，我们观察到离我们而去的恒星发出的光谱，将向红光光谱方向移动，波长变长、频率降低，选项C正确；γ射线的穿透能力很强，可用于探测金属零件内部的缺陷，选项D正确；故选BCD.
10．BC
【解析】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：反应①中的x1为；反应②中的x2为，为质子；反应③中的x3为，为中子；反应④中的x4为，为质子；故选BC.
11． α衰变 轻核聚变 人工转变 重核裂变
【解析】A： 属α衰变
B： 属轻核聚变
C： 属人工转变
D： 属重核裂变
12．
【解析】根据质量数和电荷数守恒可得核反应方程为
13． (1)A (2) (3)
【解析】(1)A属于β衰变，B属于裂变，C是聚变，D是原子核的人工转变，故选A项．
(2)光子的动量p＝mc＝c＝
选光被镜面反射回去的方向为正方向，则p1＝－
p2＝，动量的变化量Δp＝p2－p1＝.
(3)由逸出功定义有W＝
由光电效应方程有＝W＋Ek＝＋Ek
又由动能定理有－eU＝0－Ek
则＝＋eU，