山东省寿光中学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 跟踪训练（含解析）

3.3放射性的应用与防护
1．下列关于近代物理知识的阐述中，正确的是
A．只要入射光的强度足够大，就可以发生光电效应现象
B．一群处于n=4激发态的氢原子可以辐射出6种频率的光子
C．若使放射性物质的温度升高，则其半衰期将会减小
D．在、β、γ三种射线中，γ射线贯穿本领最弱
2．以下关于放射性元素及其放射性的说法正确的是(??)
A．氡的半衰期为天，若有四个氡原子核，经过天就只剩下一个
B．经一系列和衰变后变为总共少了16个中子
C．放射性元素产生的射线对人体存在危害，因此放射性元素为有害元素
D．放射性元素发出的射线全部来自于原子核内部，所以放射后的新核核子数一定减少
3．2019年1月，中国散裂中子源加速器打靶束流功率超过50kW，技术水平达到世界前列，散裂中子源是由加速器提供高能质子轰击重金属靶而产生中子的装置，一能量为109eV的质子打到汞、钨等重核后，导致重核不稳定而放出20～30个中子，大大提高了中子的产生效率。关于质子和中子，下列说法中正确的有 （　　）
A．中子和质子的质量相等
B．原子核由质子和中子组成，稳定的原子核内，中子数一定大于质子数
C．原子核的β衰变，实质是核内中子转化为质子和电子
D．中子不带电，比质子更容易打入重核内
4．以下科学家中，发现中子的是
A．J·J汤姆孙 B．查德威克
C．卢瑟福 D．约里奥·居里夫妇
5．以下科学家中，发现质子的是
A．J·J汤姆孙 B．密立根
C．卢瑟福 D．G·P汤姆孙
6．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核发现质子的核反应方程，n的数值为( )
A．18 B．17 C．16 D．8
7．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
8．一质子以的速度撞击一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则?(??)
A．核反应方程为 B．核反应方程为
C．硅原子核速度的数量级为，方向与质子的初速度方向一致 D．硅原子核速度的数量级为，方向与质子的初速度方向一致
9．下面的各核反应中能产生中子的是
A．用光子轰击，生成物之一为
B．用氘核轰击，生成物之一为
C．用粒子轰击，生成物之一为
D．用质子轰击，生成物之一为
10．某医院利用放射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度．现有四种放射性同位素的放射线及半衰期如表所示．关于在表中所列的四种同位素，下列说法正确的是
同位素 钴60 锶90 锝99 氡222
放射线



半衰期 5年 28年 6小时 3.8天
A．最适宜作为放疗使用的放射源应是钴60
B．最适宜作为放疗使用的放射源应是锶90
C．放射线的电离能力最强的放射源是锝99
D．放射线的电离能力最强的放射源是氡222
11．在核反应方程：?+x中，x表示____________。（中子，原子，质子，电子）
12．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了如下核反应： ，α代表α粒子，p为质子，由反应式可知X的质子数为_________，中子数为__________，α的原子核符号写作________。
13．由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知经过一系列α衰变和β衰变后变成，则的原子核比的原子核少_______个中子，衰变过程中共发生了______次α衰变和______次β衰变。
参考答案
1．B
【解析】
A．只要入射光的频率足够大，就可以发生光电效应现象，选项A错误；
B．一群处于n=4激发态的氢原子可以辐射出种频率的光子，选项B正确；
C．放射性物质的半衰期与外界因素无关，选项C错误；
D．在α、β、γ三种射线中，γ射线贯穿本领最强，选项D错误.
2．B
【解析】
A.半衰期是对大量原子核的统计规律，对少数并不适用，故A选项中只有四个，不一定服从衰变方程，A错误
B. 中共有中子数：，中共有中子数，所以中子数减少，B正确
C.放射性元素的射线对人体虽然存在危害，只要方法得当也可以利用，比如放疗；并且不能说放射性元素是有害元素，C错误
D.如果发生的是衰变，一个中子转变成一个电子和一个质子，核子数不变，D错误
3．D
【解析】
根据原子结构可知，原子中绝大部分质量集中在原子核中，在原子核中质量主要集中在质子上，中子质量和质子质量并不相等，故A错误。根据原子核内部质量数与质子数及中子数的关系可知，质子数和中子数的关系只与元素的种类有关，即中子数不一定大于质子数，故B错误。根据β衰变的实质可知，在衰变过程中中子转为质子的过程中会放出电子，不是转化为电子，故C错误。因为在原子核中所有的正电荷集中在原子核，在重核内部，原子核所带的正电荷量较大，对于质子的库仑力斥力较大，而中子不带电，核对于中子没有库仑力，因此中子比质子更容易打入内部，故D正确。
4．B
【解析】
1932年，英国物理学家查德威克才在卡文迪许实验室里发现了中子。
5．C
【解析】
J·J汤姆孙通过阴极射线在电场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，最终发现了电子，故A错误；美国物理学家密立根测出电荷量e的数值，故B错误；1919年卢瑟福用α粒子撞击核发现了质子，故C正确；G·P汤姆孙利用电子束在晶体中的衍射实验，证实了电子的波动性，故D错误。
6．B
【解析】
根据核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒，可知，解得：；故选B.
7．C
【解析】
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。
8．AD
【解析】
AB.根据题意得核反应方程：，A正确B错误
CD.根据动量守恒定律：代入数据得：，C错误，D正确
9．BC
【解析】
根据质量数和电荷数守恒可得：A反应中：12=11+1，A中生成正电子；B反应中生成粒子的质量数为2+9-10=1，电荷数4+1-5=0，则B中生成物为中子；C反应中生成粒子的质量数为4+7-10=1，电荷数2+3-5=0，则C中生成物为中子；D中生成物的质量数和电荷数均为0，为光子，BC正确，AD错误；故选BC。
10．AD
【解析】
钴60放出的射线穿透能力强，半衰期长，选项A正确，B错误；射线电离能力最强，射线的电离能力最弱，氡222放出的是射线，选项C错误，D正确，故选AD．
【点睛】
本题只要知道三种射线的电离与穿透能力关系就可正确解题．
11．中子
【解析】根据质量数和电荷数守恒得：x为，即中子
12． 8 9
【解析】卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了如下核反应：，核反应中，X是氧17，其质子数是8，中子数是9．α的原子核符号写作 ．
点睛:该题考查常见的人工核反应方程，正确书写核反应方程是学习原子物理的重点，要注意质量数和电荷数守恒的应用．
13． 28 7 4
【解析】试题分析：根据原子核的质量数和电荷数得出原子核的中子数，从而进行比较．根据电荷数守恒、质量数守恒，结合衰变的实质得出衰变的次数．
的原子核的电荷数为83，质量数为209，则中子数为126， 的原子核的电荷数为93，质量数为237，则中子数为144，可知的原子核比的原子核少18个中子， 经过一系列衰变和衰变后变成，质量数少28，电荷数少10，设经过n次衰变、m次衰变，4n=18，2n-m=10，解得n=7，m=4，可知衰变过程中7次衰变和4次衰变，