上海市甘泉高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.3让射线造福人类 跟踪训练（含解析）

4.3让射线造福人类
1．在威耳逊云室中，关于放射产生的射线径迹，下列说法中正确的是
A．由于射线的能量大，更容易显示其径迹
B．由于粒子的速度大，其径迹粗而且长
C．由于粒子的速度小，更不易显示其径迹
D．由于粒子的电离作用强，其径迹直而粗
2．如图，铅盒A中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场，则下列说法中正确的有
A．打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线
B．射线和射线的轨迹是抛物线
C．射线和射线的轨迹是圆弧
D．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b
3．在下列四个方程中，x、、和各代表某种粒子以下判断中正确的是???

A．是电子 B．是质子 C．是的粒子 D．是氘核
4．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期．
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度．为此所选择的放射源应为( )
A．钋210 B．锝99 C．钴60 D．锶90
5．某元素的原子核可以俘获自身核外的一个K电子而转变成新元素，这种现象称为K俘获，在K俘获的过程中，原子核将会以光子的形式放出K电子的结合能．关于K俘获的过程，下列说法中正确的是（ ）
A．原子序数不变
B．原子序数减小
C．原子总质量不变
D．原子总质量减小
6．目前，在家庭装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石斗不同程度地含有放射性元素，这些放射性元素衰变时可能会放出、或射线，对人的健康产生影响为了鉴别放射性元素释放射线的种类，现使它们进入图示匀强磁场，三种射线在磁场中的偏转情况如图所示，则
A．射线1是射线
B．射线2是射线
C．射线2是中子流
D．射线3是原子核外的电子形成的电子流
7．下列说法正确的是
A．许多元素能自发地放出射线，使人们开始认识到原子是有复杂结构的
B．工业部门可以使用放射线来测厚度
C．利用射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新的优良品种
D．放射性同位素可以用来做示踪原子
8．下列关于放射线的探测说法中正确的是 (　 　)
A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似
B．气泡室内也能清晰的看到γ粒子的径迹
C．盖革－米勒计数器探测射线也是利用射线的电离本领
D．盖革－米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质
9．一个静止的铝原子核俘获一速度为1.0×107m/s的质子p后，变为处于激发态的硅原子核，下列说法正确的是（ ）
A．核反应方程为
B．核反应过程中系统动量不守恒
C．核反应过程中系统能量不守恒
D．硅原子核速度的数量级为105m/s，方向与质子初速度的方向一致
10．下列说法正确的是（　　）
A．经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核
B．发现中子的核反应方程为
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
D．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子能量减小
E.紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，则当增大紫外线的照射强度时，从锌板表面逸出的光电子的个数越多
11．用中子轰击锂核反位，产生氖和粒子并放出的能量则该核反应方程式为______ ，上述反应中的质量亏损为______ 电子的电荷量C．真空中的光速，结果保留两位有效数字．
12．1919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?______________
13．某人工核反应如下：,式中P代表质子，N代表中子，X代表核反应产生的新核．由反应式可知，新核X的质子数为________，中子数为________．
14．一个原来静止的锂核俘获一个速度为的中子后，生成一个氚核和一个氦核，已知氚核的速度大小为，方向与中子的运动方向相反．
(1)试写出核反应方程；
(2)求出氦核的速度大小；
参考答案
1．D
【解析】
【详解】
A、射线电离本领小，一般看不到其径迹或只能看到一些细碎的雾滴；故A错误。
B、粒子的速度大，但其电离本领较小，所以其径迹细而且长；故B错误。
C、D、粒子的质量大，不易改变方向，粒子电离本领大，产生的粒子多，故径迹直而粗短；故C错误，D正确。
故选D.
【点睛】
该题基于威耳逊云室的工作原理考查三种射线的特点，理解威耳逊云室的工作原理是解答的关键．
2．C
【解析】
【详解】
A、由左手定则知正电荷向上偏，负电荷向下偏，不带电的射线不偏转，所以打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线，故A错误；
B、射线和射线受的洛伦兹力与粒子速度方向垂直，轨迹是圆，故B错误；
C、由B知射线和射线轨迹是圆弧，故C正确；
D、再加一竖直向下的匀强电场射线受到的合力，偏转变小，亮斑不可能只剩下b，故D错误；
故选C。
【点睛】
本题考查了天然放射现象及洛伦兹力的特点，由左手定则判断偏转方向，由洛伦兹力特点判断轨迹．
3．C
【解析】
【分析】
根据核反应方程中质量数和电荷数守恒，求出未知粒子的核电荷数和质量数即可判断粒子的种类．
【详解】
根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为0，质量数为1，所以为中子，A错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为1，质量数为2，所以为氘核，B错误；根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为2，质量数为4，所以为的粒子，C正确；根据电荷数守恒、质量数守恒知，的电荷数为1，质量数为1，所以为质子，D错误．
4．C
【解析】
【分析】
【详解】
AD．三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线与β射线的穿透性都相对于γ射线较弱，不适合用做医学的放射源．故AD错误．
BC．三种射线中γ射线的穿透能力最强，锝99的半衰期较短，而钴60的半衰期较长，钴60在较长时同内具有相对稳定的辐射强度，适合用做医学的放射源；故D错误，C正确．
故选C．
【点睛】
本题考查了三种射线的特点和半衰期的规律，也是科学技术与生活实际相联系的题目．
5．B
【解析】
【分析】
【详解】
AB．原子核内没有电子．俘获K电子的过程是一个质子与电子结合转变成一个中子的过程，由于质子数减少一个，所以原子序数减少l，故A错误，B正确；
CD．根据爱因斯坦的质能方程E=mc2知，伴随能量的释放，剩下的中子质量变大，故原子总质量增大．故C错误，D错误．
故选B．
【点睛】
根据题意可知核变过程，从而明确得出原子序数的变化；再由爱因斯坦的质能方程可得出质量的变化．
6．ACD
【解析】
【详解】
A、由图示可知，射线1所示洛伦兹力向右，由左手定则可知，射线1带正电，则射线1是射线，故A正确；
B、C、由图示可知，射线2不是洛伦兹力作用，该射线不带电，是中子流，故B错误，C正确；
D、由图示可知，射线3受到的洛伦兹力向左，由左手定则可知，该射线带负电，是射线，射线3是原子核外的电子形成的电子流，故D正确；
故选ACD．
【点睛】
本题考查了判断射线的类型，分析清楚图示情景、应用左手定则即可正确解题．
7．BCD
【解析】
【详解】
A、自发地放出射线，使人们开始认识到原子核是有复杂结构的；故A错误。
B、工业部门可以使用放射线来测厚度，不同的放射线，可测量不同厚度；故B正确。
C、射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新的优良品种；故C正确。
D、放射性同位素可以用来做示踪原子；故D正确。
故选BCD．
【点睛】
考查原子核与原子结构的区别，掌握放射性的穿透能力，注意放射性同位素的作用，因此要求掌握这些内容，便于解题．
8．AC
【解析】
【详解】
气泡室探测射线原理与云室类似，不同的是气泡室中是在射线经过时产生气泡来显示射线径迹的，故A选项正确；γ粒子不带电，且电离能力很弱，所以气泡室内看不到γ粒子的径迹，故B选项错误；盖革—米勒计数器利用射线电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；由于对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误.故本题选AC.
9．AD
【解析】
【详解】
A. 由质量数守恒和电荷数守恒可知,核反应方程为，故A正确；BC、核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，故B错误，C错误；
D.设质子的质量为m，则铝原子原子核的质量约为27m，以质子初速度方向为正，根据动量守恒定律得：?
解得：，数量级为，方向与质子初速度方向一致，故D正确．本题选AD．
【点睛】
由质量数、电荷数守恒可知核反应方程，核反应方程过程中系统动量守恒，能量也守恒，核反应过程中质量发生亏损，根据动量守恒定律求解硅原子核的速度．
10．ABE
【解析】
【分析】
【详解】
A、核反应方程式是： ，根据质量数和电荷数守恒可求得：X=6 ; Y=4，故A对；
B、发现中子的核反应方程为，故B对；
C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力比较弱，故C错；
D、氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电场力做负功，所以电子的动能减小，电势能增大，原子能量增加，故D错
E、据光电效应可以知道,紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应,则当增大紫外线的照射强度时,即光子个数增多,所以从锌板表面逸出的光电子的个数越多,故E正确.
故选ABE
【点睛】
根据原子核的组成分析质子数和中子数,由电荷数与质量数守恒判断发生了几次α衰变和几次β衰变;根据中子发现、波尔理论、天然放射现象和光电效应分析即可求解.
11．；
【解析】
【分析】
根据质量数和电荷数守恒可正确书写出该核反应方程；
依据，算出亏损质量．
【详解】
根据质量数和电荷数守恒得：?MeV
依据，
?kg；
【点睛】
本题比较简单考查了核反应方程、核能计算、动量守恒等基础知识，越是简单基础问题，越要加强理解和应用，为解决复杂问题打下基础．
12．质子 α 氮
【解析】
【详解】
[1][2][3]．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；
[4]．该核反应方程为：
【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．
13．14 13
【解析】
【分析】
【详解】
[1][2]．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1.根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13?0=14，质量数为1+27?1=27.因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27?14=13.
【点睛】
在核反应中，应根据电荷数守恒、质量数守恒，得出新核的质子数和质量数．质量数等于质子数和中子数之和，得出新核的中子数．
14．(1) (2)
【解析】
【分析】
【详解】
（1）根据质量数守恒和电荷数，核反应方程为：
（2）静止的锂核36Li俘获中子的过程中，二者组成的系统的动量守恒，取中子运动的方向为正方向，由动量守恒定律
mnv0=-mcv1+mαv2
得
v2=
由于质子与中子的质量相等，结合中子在质量数是1，氚核的质量数是3，氦核的质量数为4，代入方程得
v2=2×104m/s