江门市艺华高中2019-2020学年高中物理粤教版选修3-5：4.3放射性同位素 质量检测（含解析）

4.3放射性同位素
1．核反应方程式Be+HeC+X中的X表示
A．质子 B．电子 C．光子 D．中子
2．关于原子和原子核的结构，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆逊发现了电子，并测量出了电子的电量，从而认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的
B．卢瑟福通过粒子散射实验得到这样的结论：电子在库仑力的作用下绕原子核做圆周运动，并且电子的轨道是量子化的
C．卢瑟福通过实验验证了质子和中子的存在，质子和中子是原子核的组成部分，统称为核子
D．玛丽居里夫妇发现了天然放射性元素镭，约里奥居里夫如发现了人工放射性同位素
3．下列说法正确的是
A．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的核裂变反应
C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小
D．用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离
4．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
5．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
6．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（　　）
A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的
C．γ射线一般伴随着α或β射线而产生，在这3种射线中，γ射线的穿透能力最强，但电离能力最弱
D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
7．中微子是一种不带电、质量很小的粒子．早在1942年我国物理学家王淦昌首先提出证实中微子存在的实验方案．静止的铍核(Be)可能从很靠近它的核外电子中俘获一个电子(动能忽略不计)形成一个新核并放出中微子，新核处于激发态，放出γ光子后回到基态．通过测量新核和γ光子的能量，可间接证明中微子的存在．则________．
A．产生的新核是锂核(Li)
B．反应过程吸收能量
C．中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等
D．中微子的动能与处于激发态新核的动能相等
8．下列说法正确的是
A．戴上特制眼镜看3D电影有立体感是利用了光的偏振原理
B．电子的衍射图样说明实物粒子具有波动性
C．氢原子在发生跃迁时释放光子的能量越大，光波的波长越短
D．放射性元素原子核的半衰期长短与原子所处的化学状态有关
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．下列说法正确的是
A．互感现象是变压器工作的基础
B．麦克斯韦提出了电磁波理论并用实验证实了电磁波的存在
C．α粒子散射实验的结果表明原子核是由质子和中子构成
D．发生β衰变时，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1
11．发现中子的科学家叫__________ ；其核反应方程式为 ________________ 。
12．天然放射性元素铀可以放出三种射线，其中能被一张纸挡住的是______（选填“α”“β”或“γ”）射线。1934年，约里奥一居里夫妇用该射线去轰击，首次获得了人工放射性同位素，该核反应方程为_________。
13．铝核（）被粒子轰击后放出中子，变成同位素磷，磷衰变时放出正电子.试写出这两个过程的核反应方程.
14．1934年约里奥-居里夫妇用粒子轰击静止的，发现了放射性磷和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖.
（1）写出这个过程的核反应方程式；
（2）若该种粒子以初速度与一个静止的核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后核的速度
参考答案
1．D
【解析】
核反应方程式遵循电荷数守恒和质量数守恒，设X的质量数为，电荷数为，则有，，可得，，所有对应得粒子是中子，选项D对．
2．D
【解析】
本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的汤姆孙、卢瑟福、查德威克等，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献。
【详解】
A、汤姆逊发现了电子，美国物理学家罗伯特密立根通过油滴实验测量出电子的带电量，故A错误。
B、卢瑟福通过对粒子散射实验的研究确立了原子的核式结构模型，认为电子在库仑力的作用下绕原子核做圆周运动；波尔认为氢原子能级是分立的，即电子的轨道是量子化的。故B错误。
C、1919年英国物理学家卢瑟福通过对粒子轰击氮原子核实验的研究，首次完成了人工核转变，发现了质子，并猜测“原子核是由质子和中子组成的”；查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子。故C错误。
D、玛丽居里夫妇发现了天然放射性元素镭，约里奥居里夫如发现了人工放射性同位素。故D正确。
故选：D。
【点睛】
物理学史也是高考考查内容之一。对于著名物理学家、经典实验和重要学说一定要记牢，不能张冠李戴
3．D
【解析】
A、Tn核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数减少了4，中子数减少2，故A错误；
B、太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，故B错误；
C、半衰期与外界因素无关，故温度改变时，半衰期不变，故C错误；
D、用14eV的光子照射处于基态的氢原子，吸收的热量大于13.6ev，可使其电离，故D正确；
故选D。
【点睛】
关键知道α衰变生成氦原子核，质量数少4，质子数少2，太阳辐射的能量主要来自太阳内部的聚变反应，半衰期与外界因素无关，用大于13.6eV的光子照射处于基态的氢原子，即可使其电离。
4．C
【解析】
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．
5．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.
6．BC
【解析】
半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故B正确；γ射线一般伴随α或β射线产生，三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C正确；α衰变时，电荷数少2，质量数少4，中子数少2，故D错误．所以BC正确，AD错误．
7．AC
【解析】
根据题意可知发生的核反应方程为：，所以产生的新核是锂核，反应过程放出能量，故A正确，B错误；根据动量守恒可知中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，方向相反，故C正确；因为中微子的动量与处于激发态新核的动量大小相等，因为质量不等，根据，可知中微子的动能与处于激发态新核的动能不相等，故D错误．所以AC正确，BD错误．
8．ABC
【解析】
A、立电影利用的是光的偏振现象，投射到屏幕上的光是两个方向上的偏振光，然后通过两个方向上的偏振镜片再将它们分离，即可观看到立体电影，故A正确；
B、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故B正确；
C、根据可知，能量越大，频率越高，光波的波长越短，故C正确；
D、半衰期是由原子核内部自身决定的，与地球环境无关，故D错误；
故选ABC．
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．AD
【解析】
A项：变压器的工作原理是利用互感，故A正确；
B项：麦克斯韦提出了电磁波理论，赫兹通实验证实了电磁波的存在，故B错误；
C项：α粒子散射实验的结果表明原子的核式结构，故C错误；
D项：发生β衰变时，即放出一个电子，根据质量数和电荷数守恒可知，元素原子核的质量数不变，电荷数增加1，故D正确．
故应选AD．
11．查德威克
【解析】
发现中子的科学家是查德威克，其核反应方程式为
12．α
【解析】
[1] α射线贯穿能力很弱，电离作用很强，一张纸就能把它挡住，α射线是高速氦核流；β射线能贯穿几毫米厚的铝板，电离作用较强，是原子核中的一个中子转化成一个质子，同时释放出β射线；γ射线穿透本领最强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，是原子核发生衰变时释放的能量以γ光子的形式辐射出来的；
[2] 1934年，约里奥—居里夫妇用α射线去轰击铝箔，发现了中子，其人工核反应方程为：
13．；
【解析】
核反应方程的规律，核反应方程两边质量数和电荷数守恒，由此可得：
14．（1） （2）运动方向与该粒子原运动方向相同
【解析】
(1)根据核反应前后质量数守恒和电荷数守恒知核反应方程式为：。
(2)设该种粒子的质量为m，则核的质量为，碰撞后核的速度为v2
由动量守恒定律可得:
解得:
则碰撞后核的运动方向与该粒子原运动方向相同。