上海市龙柏高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.3让射线造福人类 配套作业（含解析）

4.3让射线造福人类
1．以下关于α、β和γ射线说法中正确的是
A．原子序数大于83的原子核都具有放射性 B．α射线本质是质子流，其电离能力最强
C．β射线是核外电子电离产生的 D．γ射线是中子流，其贯穿能力最强
2．关于原子核衰变放出的 .α、β、γ三种射线, 下列说法正确的是（ ）
A．α射线是高速氦核流 ,其穿透能力很强
B．β射线是高速电子流,它是核外电子受激发形成的
C．β射线的电离本领很强 ,穿透能力很弱
D．γ射线是波长很短的电磁波 ,其穿透本领比 X 射线还强
3．关于核反应方程类型，下列说法正确的是（　　）
A．是α衰变
B．是裂变
C．是裂变
D．是β衰变
4．下列说法中正确的是
A．在衰变方程中，X原子核的质量数是234
B．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程为，可以判断X为正电子
C．放射性物质的衰变方程为，X为中子
D．某人工转变的核反应方程为，其中X为中子
5．以下说法正确的是
A．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，原子电势能增大，原子能量减小
B．氢原子光谱是连续光谱，而太阳光谱中的暗线对应太阳高层大气中含有的元素
C．在核反应过程的前后，原子核的质量数守恒，质量可能减小
D．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，阴极射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流
6．在下列核过程的方程中，X是质子的是（ ）
A． B．
C． D．
7．下列说法错误的是(　　)
A．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
B．半衰期是指原子核有半数发生衰变所需要的时间
C．太阳光谱是连续谱
D．光是一种波，同时也是一种粒子．光子说并未否定电磁说，在光子能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性
8．下列4个核反应方程的相关描述中正确的是（　　）
A．中x是中子 B．中x是质子
C．中x是质子 D．中x是中子
9．下列说法正确的是 (　　)
A．Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb
B．发现中子的核反应方程是n
C．20个U的原子核经过两个半衰期后剩下5个U
D．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光的频率越高，单位时间内逸出的光电子数就越多
E.根据玻尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能减小，核外电子的运动速度增大
10．下列说法正确的是( )
A．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型并认为氢原子的能级是分立的
C．玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
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．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________．
13．1919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?______________
14．如图所示为卢瑟福在实验室里第一次成功在实现了原子核人工转变的实验装置示意图，M是显微镜，S是荧光屏，F是铝箔．氮气从阀门T充入，A是放射源．
?
（1）完成该人工核转变的方程式?
（2）（单选题）在观察由新粒子引起的闪烁之前需进行必要的调整的是（）
A．?充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上有α粒子引起的闪烁
B．?充入氮气后，调整铝箔厚度，使S上见不到新粒子引起的闪烁
C．?充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上能见到新粒子引起的闪烁
D．?充入氮气前，调整铝箔厚度，使S上见不到α粒子引起的闪烁
（3）（单选题）在容器充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是（）
A．?α粒子射到屏上产生的?????????????????????????????????????????B．?α粒子从F处打出的新粒子射到屏上产生的
C．?α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的?? D．?放射性物质的γ射线射到屏上产生的．
参考答案
1．A
【解析】
原子序数大于83的原子核都具有放射性，选项A正确；α射线本质是氦核，其电离能力最强，选项B错误；β射线是核内的中子转化为质子时产生的电子，选项C错误；γ射线是光子，其贯穿能力最强，选项D错误；故选A.
2．D
【解析】α射线是高速氦核流，其穿透能力很弱，电离本领最强，选项A错误；β衰变的本质是中子转化为一个质子和一个电子；所以天然放射线中的β射线是高速电子流，是原子核发生β衰变后放出的，故B错误；α射线的电离本领最强，穿透能力最弱，选项C错误；γ射线是波长很短的电磁波，其穿透本领比 X 射线还强，选项D正确；故选D.
点睛：电离能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是：γ射线，β射线，α射线；穿透能力来看，放射性元素放出的三种射线由弱到强的排列顺序是：α射线，β射线，γ射线；
3．B
【解析】
A．A反应是β衰变方程，故A错误；
B．B反应是重核裂变方程，故B正确；
C．C反应是人工转变方程，故C错误；
D．D反应是α衰变方程，故D错误。
故选B。
4．D
【解析】
根据质量数守恒可得，X原子核的质量数A=239–4=235，A错误；根据质量数守恒和电荷数守恒知，中的X为电子，B错误；中，根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知，X为粒子，C错误；人工转变的核反应方程为，由质量数和电荷数守恒可知，X为中子，D正确．
5．C
【解析】
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，原子电势能增大，原子能量增大，选项A错误；氢原子光谱是线状光谱，太阳光谱是吸收光谱，其中的暗线，说明太阳大气中存在与这些暗线相对应的元素，选项B错误；在核反应过程的前后，原子核的质量数守恒，由于核反应可能有能量的放出，则质量可能减小，选项C正确；天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构，β射线是原子核内的中子转变为质子时产生的高速电子流，选项D错误；故选C.
6．B
【解析】
A．根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为0，质子数为-1，X是电子，故A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为1，质子数为1，X是质子，故B正确；
C．根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为4，质子数为2，X是氦核，故C错误；
D．根据质量数和电荷数守恒，则，X的质量数为1，质子数为0，X是中子，故D错误．
故选B．
7．C
【解析】
查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子，选项A正确；半衰期是指原子核有半数发生衰变所需要的时间，选项B正确；太阳光谱是线状光谱，选项C错误；光是一种波，同时也是一种粒子．光子说并未否定电磁说，在光子能量E＝hν中，频率ν仍表示的是波的特性，选项D正确；此题选项错误的选项，故选C.
8．CD
【解析】
A反应中x的质量数为0，电荷数为1，是正电子（），故A错误；B反应中x的质量数4，电荷数为2，是氦核（He），故B错误；C反应中x的质量数1，电荷数为1，是质子（），故C正确；D反应中x的质量数1，电荷数为0，是中子（），故D正确；故选CD．
点睛：对于原子物理中核反应方程、裂变、聚变等基本知识要熟练掌握和应用．注意要知道衰变的产物，重核裂变和轻核聚变都能释放出巨大能量．在核反应过程中质量数和电荷数守恒，但是质量不守恒．
9．ABE
【解析】
A．根据质量数与电荷数守恒可得Th经过6次α衰变和4次β衰变后成为稳定的原子核Pb，故A正确；
B．查德威克发现中子的核反应方程是，故B正确；
C．半衰期是大量事件的统计规律，少数事件不满足，故C错误；
D．一定强度的入射光照射某金属发生光电效应时，入射光越强，单位时间内逸出的光电子数就越多，故D错误；
E．根据玻尔理论可知，原子从高能级向低能级跃迁，辐射出一个光子，在此过程中库仑力做正功，所以氢原子的电势能减小，再根据，知半径减小，核外电子的运动速度增大，故E正确；
故选ABE．
【点睛】
根据质量数守恒和电荷数守恒可知发生α衰变和β衰变的次数；半衰期是个统计规律，对少数粒子无意义；入射光的频率越高，单个光子的能量值越大，但光子数越少，逸出的光电子数越少；辐射出一个光子后，从高能级跃迁到低能级，电子与原子核之间的距离减小；由库仑定律得出电势能的变化，再由库仑力提供向心力，得出核外电子运动速度的大小，据此解答；
10．AC
【解析】
A．查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，选项A正确；
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型，波尔认为氢原子的能级是分立的，选项B错误；
C．玻尔第一次把微观世界中物理量取分立值的观念应用到原子系统，选项C正确；
D．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，选项D错误；
故选AC.
11．；
【解析】
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．
12．14 13
【解析】
[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．
13．质子 α 氮
【解析】
[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．
14．（1） （2）D （3）C
【解析】
（1）根据质量数和电荷数守恒判断核反应方程；（2）F处装的银箔刚好能阻止α粒子穿过，而不能阻止其它粒子如质子穿过；（3）充入氮气后，α粒子轰击氮核产生质子，质子穿过银箔，引起荧光屏S的闪烁．
【详解】
（1）[1]．卢瑟福通过用α粒子轰击氮核发现了质子，根据质量数和电荷数守恒可以判断核反应方程为：
（2）[2]．充入氮气后，α粒子轰击氮核产生质子，质子穿过银箔，引起荧光屏S的闪烁，故A错误，B错误；装置中A为放射源，放出的为α粒子，由于F处装的银箔刚好能阻止α粒子穿过，因此没有充入氮气之前无质子产生，不可能在S上见到质子引起的闪烁，故C正确，D错误；故选D．
（3）[3]．充入氮气后，α粒子轰击氮核产生质子，质子穿过银箔，引起荧光屏S的闪烁，故选C．
【点睛】
卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子并实现原子核人工转变在近代物理上有着重要意义，要了解这一事件，知道实验的过程．