上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.3让射线造福人类 课时训练（含解析）

4.3让射线造福人类
1．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的放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。
同位素 钋210 锶90 锝99 钴60
放射线 α β γ γ
半衰期 138天 28年 6小时 5年
上表给出了四种放射性同位素的放射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜作为放疗使用的放射源应是
A．钋210 B．锶90 C．锝99 D．钴60
2．图中R是一种放射性物质,虚线方框是匀强磁场．LL，是厚纸板，MM，是荧光屏、实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑。则此时磁场的方向，到达O点与P点的射线分别是( )
A．向上，β，α
B．向下，α，β
C．由外向里,γ,β
D．由里向外,γ,α
3．铝箔被粒子轰击后，发生的核反应方程为．方程中X的中子数为（ ）
A．15
B．16
C．30
D．31
4．关于天然放射现象，以下叙述正确的是(　 　)
A． 衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小
C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D．铀核 衰变为铅核 的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
5．在下列4个核反应方程中，x表示质子的是
A． B．
C． D．
6．有三种射线，射线1很容易穿透黑纸，速度接近光速；射线2可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高；用射线3照射带电的导体，可使电荷很快消失．则下列判断正确的是（ ）
A．1是α射线，2是β射线，3是γ射线
B．1是γ射线，2是α射线，3是β射线
C．1是β射线，2是γ射线，3是α射线
D．1是γ射线，2是β射线，3是α射线
7．在下列4个核反应方程中，X表示质子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
8．一质子束入射到静止靶核上，产生如下核反应：，p、n分别为质子和中子，则产生新核的核子数和电荷数分别为　　
A．27和12 B．27和14 C．28和13 D．28和15
9．原子核在中子的轰击下一种可能的裂变反应为，则下列叙述正确的是
A．X原子核中含有140个核子
B．X原子核中含有86个中子
C．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数增加
D．因为裂变时释放能量，所以裂变后粒子的总质量数减少
10．以下是物理学史上3个著名的核反应方程 ， ， 、y和z是三种不同的粒子，则（ ）
A．x是α粒子
B．x是质子
C．z是中子
D．z是电子
11．如图所示，R为一含有的放射源，它能放出α、β、γ三种射线，变为．LL′为一张厚纸板，MN为涂有荧光物质的光屏，虚线框内存在平行于边界ab的匀强电场若射线正对光屏的中心O点射出，在光屏上只观察到O、P两个亮点， 则打在O点的是_____射线，虚线 框内匀强电场的方向_______选填“由a指向b”或“由b指向a”）．
12．2012年9月25日我国首艘航母“辽宁舰”正式服役．可控核反应堆是驱动航空母舰的理想设备，其工作原理是利用重核裂变反应释放出大量核能获得动力．是若干核反应的一种，其中为中子，X为待求粒子，y为X的个数，则X是__________________(填“质子”“中子”或“电子”)，y=__________________．
13．1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素，制取过程如下：
(1)用质子轰击铍94Be产生快中子，核反应方程：__________；
(2)用快中子轰击汞，反应过程可能有两种：
①生成，放出氦原子核，核反应方程：____________；
②生成，放出质子、中子，核反应方程：____________；
(3)生成的铂t发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞，核反应方程：________________，
14．1930年英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂原子核（），形成一个不稳定的复合核后分解成两个相同的原子核。
(1)写出核反应方程式；
(2)已知质子的质量为m，初速度为v0，反应后产生的一个原子核速度大小为1.5v0，方向与质子运动方向相同，求反应过程中释放的核能。（设反应过程释放的核能全部转变为动能）
参考答案
1．D
【解析】
AB：射线、射线的穿透能力不强。放射源必须放出的放射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处。故AB两项错误。
CD：放射源必须能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。锝的半衰期是6小时，钴的半衰期是5年。故C项错误，D项正确。
2．C
【解析】
【详解】
因为α粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有α射线，ABD错误；因为γ射线不带电，所以不受磁场约束，直接打在O点，由左手定则可知，带负电的β射线向下偏转，可知磁场由外向里，故C正确。故选C。
【点睛】
本题考查了三种射线的特点，知道α、β和γ电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，γ射线不带电．
3．A
【解析】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，X的电荷数为15，质量数为30，中子数为30-15=15；
A．15，与结论相符，选项A正确；
B．16，与结论不相符，选项B错误；
C．30，与结论不相符，选项C错误；
D．31，与结论不相符，选项D错误；
故选A.
4．A
【解析】
β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的，选项 A正确； 若使放射性物质的温度升高，其半衰期不变，选项B错误； 在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，选项C错误； 铀核衰变为铅核的过程中，要经过（238-206）÷4=8次α衰变和82-（92-2×8）=6次β衰变，选项D错误；故选A.
5．C
【解析】
A中x表示正电子，B中x表示α粒子，C中x表示质子，D中x表示中子，故ABD错误，C正确．故选C．
6．C
【解析】
射线1很容易穿透黑纸，速度接近光速，说明射线1是β射线；射线2可穿透几十厘米厚的混凝土，能量很高，结合γ射线的穿透本领特别强可知2是γ射线；用射线3照射带电的导体，可使电荷很快消失，结合α射线的电离本领强可知3射线是α射线。故C正确，ABD错误。
7．C
【解析】
A中x质量数0，电荷数1，表示正电子；B中x质量数为4，电荷数为2，表示α粒子；C中x质量数1，电荷数1，表示质子；D中x质量数1，电荷数0，表示中子，故ABD错误，C正确．故选C．
【点睛】
本题比较简单，考查了核反应方程中的质量数和电荷数守恒的应用．
8．B
【解析】
质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为，质量数为．故选B．
9．AB
【解析】
ABD.设X的原子核中含有x个质子，质量数为y，根据电荷数和质量数守恒有：，，解得，，所以X的中子数为：，故AB正确，D错误；
C.裂变反应过程中质量数守恒，质量数不会增加，裂变过程存在质量有亏损，质量不守恒，故C错误；
故选AB.
10．BC
【解析】
设x、y、z的电荷数为a、b、c，质量数为d、e、f，根据电荷数守恒、质量数守恒知，d+7=2e，a+3=2b，e+14=d+17，b+7=a+8，e+9=f+12，b+4=c+6，解得?? c=0，f=1，可知z为中子；b=2，e=4，可知y是α粒子；a=1，d=1，可知a是质子，故BC正确，AD错误．故选BC．
【点睛】
解决本题的关键知道核反应方程电荷数守恒、质量数守恒，基础题．
11． 由b 指向a
【解析】
[1]α、β、γ三种射线中γ射线不带电，在电场中不偏转，所以打在O点的是γ射线
[2]一张纸就能挡住α射线，所以打在P点的是β射线，而β粒子带负电，要使β射线向下偏转，虚线框内匀强电场的方向应由b指向a．
12．中子 3
【解析】
13．（1） （2）① ② （3）
【解析】
（1）[1]．
（2）[2]．①
②
（3）[3]． ；
【点睛】
书写核反应方程遵循的原则是电荷数和质量数守恒，同时要注意中间是箭头，不是等号；记住常用的基本粒子的符号.
14．(1)；(2)
【解析】
(1)核反应方程满足质量数守恒和电荷数守恒
(2)核反应过程，动量守恒
根据能量守恒定律