上海市海滨高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.3让射线造福人类 课时练（含解析）

4.3让射线造福人类
1．目前金属探测器已经广泛应用于各种安检、高考及一些重要场所，关于金属探测器的下列有关论述正确的是(　　)
A．金属探测器可用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中
B．金属探测器能帮助医生探测儿童吞食或扎到手脚中的金属物，是因为探测器的线圈中能产生涡流
C．使用金属探测器的时候，应该让探测器静止不动，探测效果会更好
D．能利用金属探测器检测考生是否携带手机等违禁物品，是因为探测器的线圈中通有直流电
2．下列有关近代物理内容的叙述正确的是（?? ）
A．α粒子散射实验证明原子内是十分“空旷”的
B．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹
C．受普朗克量子理论的启发，玻尔于1905年为了解释光电效应现象提出了光子说
D．卢瑟福提出了原子的能级结构模型理论，成功地解释了氢原子光谱
3．放射性物质已经广泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，下列说法不正确的是( ? ? )
A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射
B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理
C．射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置
D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的
4．用中子轰击铝，产生钠和；钠具有放射性，它衰变后变成镁和，则和分别是（ ）
A．粒子和电子 B．粒子和正电子 C．电子和粒子 D．质子和正电子
5．在下列4个核反应方程中，X表示质子的是 ( )
A．
B．
C．
D．
6．下列核反应方程中，符号“X”表示电子的是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．在能源需求剧增的现代社会，核能作为一种新能源被各国竞相开发利用．核原料中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的一种同位素的半衰期为24100年，其衰变方程为→X＋＋γ，下列有关说法中正确的是
A．X原子核中含有92个中子
B．钚衰变发出的γ射线具有很强的电离能力
C．20克的经过48200年后，还有5克未衰变
D．钚核衰变前的质量等于衰变后X、He核的质量之和
8．下列说法正确的是( )
A．玻尔对氢原子光谱的研究导致原子的核式结构模型的建立
B．可利用某些物质在紫外线照射下发出荧光来设计防伪措施
C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D．强黄光能使某金属发生光电效应，那么同频率弱黄光也能
9．近段时间，日本的“核辐射”引起了全球瞩目，下列关于放射线的说法中正确的是（ ）
A．放射线可以用来进行工业探伤
B．衰变中放出电子，说明原子核内部存在电子
C．放射性同位素可以用来做示踪原子
D．天然放射性元素衰变时能够放出的三种射线是射线、射线、射线
10．工业部门经常使用射线来测量物体的厚度．例如轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，将射线测厚仪接收到的信号输入计算机，就可以对钢板的厚度进行自动控制，关于控制装置和控制原理，下列说法中正确的是（ ）
A．探测器探测到的放射线可以是ɑ射线、β射线、γ射线中的任何一种
B．轧出的钢板越厚，透过的射线越强
C．轧出的钢板越薄，透过的射线越强
D．探测器得到的射线变弱时，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙
11．用中子轰击锂核（ Li）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________．
12．①如果大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出______种频率的光．
②卢瑟福发现质子的核反应方程为： _____________查德威克发现中子的核反应方程为： _______________
13．质子是谁发现的_______ 中子是发现的_______
14．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可用来断定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．
(1)很不稳定，易发生衰变，衰变时会放出β射线，试写出有关核反应方程．
(2)若已知的半衰期为n年，测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
参考答案
1．A
【解析】
金属探测器能探测金属，故可以用于月饼生产中，用来防止细小的金属颗粒混入月饼馅中；故A正确；金属探测器探测金属时，是金属物产生了涡流，而被探测器探测到；故B错误；探测过程中工作时金属探测器应与被测物体相对运动；相对静止时无法得出探测效果；故C错误；探测器的原理是因为手机上产生涡流报警，不是因为通有直流电；故D错误；故选A．
2．A
【解析】
【分析】
α粒子散射实验估算原子核直径的数量级为10-15m；爱因斯坦提出光子说．γ射线较强的穿透能力作用，而α粒子较强的电离能力；玻尔提出了原子的能级结构模型理论．
【详解】
A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小，直径的数量级为10-15m，证明原子内是十分“空旷”的，故A正确；
B．利用γ射线的较强的穿透作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹，故B错误；
C．爱因斯坦于1905年为了解释光电效应现象提出了光子说；故C错误；
D．玻尔提出了原子的能级结构模型理论，成功地解释了氢原子光谱，故D错误；
故选A．
3．A
【解析】
【分析】
放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性．衰变时放出的能量称为衰变能量．原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性．
【详解】
在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用．放射性也能损伤剂量单位遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害，故A错误；放射性的废料仍然有放射性，故对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理，故B正确；放射性会向各个方向放射射线，故射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置，故C正确；放射性废物中的放射性物质，采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平．而许多放射性元素的半衰期十分长，并且衰变的产物又是新的放射性元素，所以放射性废物与其它废物相比在处理和处置上有许多不同之处；故对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的，故D正确；本题选错误的，故选A．
4．A
【解析】
写出核反应方程：和，显然是粒子，是电子．故A正确，BCD错误．
故选：A
5．C
【解析】
由方程式A知X质量数等于零，电荷数为1，所以X为正电子，A错误；B中X的质量数为4，电荷数为2，所以X为氦原子核，B错误；C中X的质量数为1，电荷数为1，故X为质子，C正确；D中X的质量数为1，电荷数为0，所以X为中子，D错误；故选C．
点睛：本题考查了核反应方程式反应前后质量数和电荷数守恒；同时要记住各种基本粒子的符号，例如质子、中子、α粒子和正负电子等．
6．D
【解析】
由质量数守恒和电荷数守恒可知，
A项：X应为中子；
B项：X应为质子；
C项：X应为中子；
D项：X应为电子．
故应选D．
7．C
【解析】
根据核反应方程可知，X原子核中电荷数为92个，质量数为235，则中子数为143个，选项A错误；钚衰变发出的γ射线具有很强的穿透能力，但是电离能力很弱，选项B错误；20克的经过48200年后，剩余的量为克，即还有5克未衰变，选项C正确；由于反应要放出能量，则钚核衰变前的质量大于衰变后X、He核的质量之和，选项D错误；故选C.
8．BD
【解析】
卢瑟福在用粒子轰击金箔的实验中，提出原子核式结构学说，A错误；某些物质在紫外线照射下，能发出荧光，从而来设计防伪措施，B正确；天然放射现象中产生的射线中，射线都能在电场或磁场中发生偏转，而射线不带电，因此在任何场都不偏转，C错误；强黄光和弱黄光的频率相同，所以同频率弱黄光也能使某种金属发生光电效应，D正确．
9．ACD
【解析】
【分析】
【详解】
A．γ射线具有很强的穿透性，放射性探伤正是利用了这一特点，故A正确；
B．衰变反应发生在原子核内部，原子核由质子和中子组成，发生β衰变时一个中子变为质子并释放一个电子；故B错误.
C．把放射性同位素通过物理或化学反应的方式掺到其它物质中，然后用探伤测仪器进行追踪，以了解这些物质的运动、迁移情况，这种使物质带有“放射性标记”的放射性同位素就是示踪原子；故C正确．
D．衰变有衰变和衰变，分别放出三种射线为射线、射线、射线，故D正确．
故选ACD．
【点睛】
知道三种射线的实质，α射线是氦核流，β射线是电子流，γ射线是电磁波．还要了解三种射线在生活中应用．
10．CD
【解析】
γ射线的穿透本领最强，则探测器探测到的放射线是γ射线，选项A错误；轧出的钢板越薄，透过的射线越强，选项B错误，C正确；探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度变大了，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，选项D正确；故选CD.
11．
【解析】
【详解】
根据质量数和电荷数守恒得：.
【点睛】
书写核反应方程遵循两个守恒：质量数守恒和电荷数守恒；求解核能问题遵循能量守恒和动量守恒．
12．10
【解析】
【详解】
①[1]．根据=10可知大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出10种频率的光；
②[2][3]．根据电荷数守恒，质量数守恒得，卢瑟福用α粒子轰击氮核（）发现质子
查德威克用α粒子轰击铍核（）发现中子
．
13．卢瑟福 查德威克
【解析】
卢瑟福通过粒子轰击氮核得到质子，查德威克通过粒子轰击铍核发现了中子．
点睛：本题考查物理学史，是常识性问题，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，注重积累．
14．(1) （2）3n
【解析】
【详解】
（1）根据质量数守恒、电荷数守恒写出核反应方程
（2）活体中碳含量不变，生物死亡后，按其半衰期衰变，设活体中146C的含量为ρ0，遗骸中为ρ，则由半衰期的定义得
可得
解得
点睛：本题主要考查了写核反应方程要注意配平方程式，正确理解半衰期的概念，利用公式即可求解此类问题．