宁夏回族自治区 人教版物理高二选修2-3 5.3放射性同位素的应用同步训练
宁夏回族自治区 人教版物理高二选修1-2 3.3放射性的衰变模型同步训练
宁夏回族自治区人教版物理高二选修1-2 3.3放射性的衰变模型同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）(2016·杨浦模拟) 下列核反应方程中，属于α衰变的是（）A . 147N+42He→178O+11HB . 23892U→23490Th+42HeC . 21H+31H→42He+10nD . 23490Th→23491Pa+0﹣1e2. （2分）下列说法中正确的是（）A . 采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期B . 由波尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子C . 从高空对地面进行遥感摄影是利用紫外线良好的穿透能力D . 原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量3. （2分）下列说法不正确的是（）A . 普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B . 玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C . 放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转D . 德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想4. （2分）(2017高二下·宁夏期末) 一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为，下列说法正确的是（）A . 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B . 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间C . 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小D . 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量5. （2分） (2017高二下·漳州期末) 关于天然放射性，下列说法不正确的是（）A . 所有元素都可能发生衰变B . 放射性元素的半衰期与外界的温度无关C . 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D . α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强6. （2分）(2016·上海) 研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。
2025高考物理步步高同步练习选修3第五章 原子核第2课时 核反应 放射性同位素及其应用含答案
2025高考物理步步高同步练习选修3第五章原子核第2课时核反应放射性同位素及其应用[学习目标] 1.知道核反应及其遵循的规律.2.知道什么是放射性同位素和人工转变的放射性同位素.3.了解放射性在生产和科学领域的应用和防护．一、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核或者发生状态变化的过程．2．原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程147N＋42He→178O＋11H. 3．遵循规律：质量数守恒，电荷数守恒．二、放射性同位素及其应用1．放射性同位素：具有放射性的同位素．2．应用：(1)射线测厚仪：工业部门使用放射性同位素发出的射线来测厚度．(2)放射治疗．(3)培优、保鲜．(4)示踪原子：一种元素的各种同位素具有相同的化学性质，用放射性同位素代替非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置．三、辐射与安全1．人类一直生活在放射性的环境中．2．过量的射线对人体组织有破坏作用．在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染．1．判断下列说法的正误．(1)用α粒子轰击氮原子核产生氧17和中子的过程是α衰变．(×)(2)衰变和原子核的人工转变均满足质量数守恒和电荷数守恒．(√)(3)用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期．(√)(4)任何放射性物质都可以作为示踪原子使用．(×)2．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co放射源进行了实验验证．次年李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖.6027Co的衰变方程是6027Co→A Z Ni＋0-1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零.6027Co的核外电子数为______，在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数是________，电荷数是________．答案276028解析6027Co的核外电子数为27.由质量数守恒，知A Z Ni的质量数为A＝60.由电荷数守恒，知A Z Ni 的电荷数为Z＝27＋1＝28.一、核反应导学探究核反应的实质是什么？它符合哪些规律？答案核反应的实质就是将一种原子核在其他粒子的轰击之下转变成一种新的原子核，并产生新的粒子．符合质量数和电荷数守恒规律．知识深化条件用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核使原子核发生转变.实质用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变规律(1)质量数、电荷数守恒；(2)动量守恒原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应方程：147N＋42He→17 8O＋11H(2)1932年查德威克发现中子的核反应方程：94Be＋42He→12 6C＋10n(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应方程：2713Al＋42He→3015P＋10n；3015P→3014Si＋0-1e.核反应过程一般都是不可逆的，核反应方程不能用等号连接，只能用单向箭头表示反应方向例1完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程．(1)14 7N＋10n→14 6C＋________；(2)14 7N＋42He→17 8O＋________；(3)10 5B＋10n→________＋42He ；(4)94Be＋42He→________＋10n；(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________.答案(1)11H(2)11H，发现质子的核反应方程(3)73Li(4)12 6C，发现中子的核反应方程(5)10n书写核反应方程时要注意1．质量数守恒和电荷数守恒；2．中间用箭头，不能写成等号；3．核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化．针对训练1在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋________；(4)3015P→3014Si＋________；(5)235 92U＋________→9038Sr＋136 54Xe＋1010n；(6)14 7N＋42He→17 8O＋________.答案(1)42He(2)10n(3)0－1e(4)0＋1e(5)10n(6)11H解析在核反应过程中，遵循电荷数守恒和质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)中电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．二、放射性同位素及其应用1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)人工放射性同位素．2．放射性同位素的主要作用(1)工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性．(2)农业应用——利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(3)做示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质．(4)医学上——利用γ射线的高能量治疗癌症．例2下列有关放射性同位素3015P的说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素的化学性质不同C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响答案 D解析同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B错；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对．例3用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天通过核反应生成的人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是________．A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是(2)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C做________．答案(1)B(2)β(3)示踪原子解析(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电荷电性相反的离子与验电器所带电荷相互中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把这种放射性同位素叫示踪原子．针对训练2下表给出了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()同位素钋210锝99钴60锶90辐射线αγγβ半衰期138天6小时5年28年A.钋210 B．锝99C．钴60 D．锶90答案 C解析因放射线要有较强的穿透能力，所以应为γ射线，要使其在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，放射源应具有较长的半衰期，C正确．例4(2021·山东威海高二期末)2020年新冠疫情爆发，我国科学家第一时间对病毒进行基因测序，为后续的确诊提供了依据．基因测序采用放射性同位素为标记，让基因序列自动显影．下列关于放射性同位素及射线的应用说法正确的是()A．α射线可以用来测量钢板的厚度B．射线能够治疗癌症是因为癌细胞在射线照射下破坏得比健康细胞慢C．放射性同位素具有能量高、污染小的特点，可作为核电站燃料D．利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，可培育出优良品种答案 D解析α射线穿透能力弱，故不能用来测量钢板厚度，A错误；射线照射患处杀死癌细胞是治疗癌症的一种方法，射线不仅抑制癌细胞的增殖，也抑制正常细胞增殖，故B错误；根据粒子的不同，放射性同位素能量高低不等，产生的作用也不同，应用领域不同，故C错误；利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，可以培育出新的优良品种，故D正确．考点一核反应1．2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为：42He＋14 7N→m8X＋1n Y.以下判断正确的是() A．m＝16，n＝1 B．m＝17，n＝1C．m＝16，n＝0 D．m＝17，n＝0答案 B解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得m＝17，n ＝1，故B正确．2．用中子轰击氧原子核的核反应方程为16 8O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1答案 C解析根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为0-1e，即为正电子，故选项C正确，A、B、D错误．3.如图所示，国家大科学工程——中国散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，获得中子束流，可以为诸多领域的研究和工业应用提供先进的研究平台．下列核反应中放出的粒子为中子的是()A.14 7N俘获一个α粒子，产生17 8O并放出一个粒子B.2713Al俘获一个α粒子，产生3015P并放出一个粒子C.11 5B俘获一个质子，产生84Be并放出一个粒子D.63Li俘获一个质子，产生32He并放出一个粒子答案 B解析根据核反应中质量数和电荷数守恒，各选项核反应方程如下：14N＋42He→17 8O＋11H，故A错；727Al＋42He→3015P＋10n，故B对；1311B＋11H→84Be＋42He，故C错；56Li＋11H→32He＋42He，故D错．34．下面列出的是一些核反应方程式：3015P→3014Si＋X；94Be＋42He→12 6C＋Y；14 7N＋42He→17 8O＋Z，其中()A．X是质子，Y是中子，Z是正电子B．X是正电子，Y是中子，Z是质子C．X是正电子，Y是质子，Z是中子D．X是中子，Y是正电子，Z是质子答案 B解析根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，电荷数为1，为质子，B正确．考点二放射性同位素及其应用辐射与安全5．(2021·湖北黄冈高二期中)下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是()A．γ射线探伤仪B．α射线用来消除静电C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，以检测农作物吸收养分的规律答案 D解析γ射线探伤仪是利用γ射线的穿透性，故A错误；α射线用来消除静电利用的是α射线的电离本领强，故B错误；利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用它的射线对生命物质具有破坏性，故C错误；把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律，是把放射性同位素作为示踪原子使用，故D正确．6．人工放射性同位素被广泛应用，以下说法不正确的是()A．人工放射性同位素的半衰期比较短B．人工放射性同位素放射强度容易控制C．人工放射性同位素的γ射线具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症等D．人工放射性同位素作为示踪剂时，由于其放射性对人体有害，故一定不能对人体使用答案 D解析人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短，故A正确；人工放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；人工放射性同位素的γ射线具有较强的杀伤力，能用来治疗癌症等，故C正确；使用人工放射性同位素作为示踪剂时，虽然过量放射性对人体有害，但调整剂量仍然能对人体使用，故D错误．7．在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是()A．应该用α射线探测物体的厚度B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”C．放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异D．医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素答案 C解析γ射线的穿透能力最强，应该用γ射线探测物体的厚度，故A错误；因为α粒子的电离本领强，所以应该用α粒子放射源制成“烟雾报警器”，故B错误；γ射线可使DNA发生变异，所以放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异，故C正确；人体长时间接触放射线会影响健康，所以医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较短的放射性同位素，故D错误．8．放射性同位素发出的射线在科研、医疗、工业等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的是()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害答案 D解析利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离本领强，使空气分子电离成导体，将静电导出，故A错误；利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，故B错误；DNA变异并不一定都是有益的，也有有害的一面，故C 错误；射线对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故D正确．9．钴60(6027Co)是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年．它发生β衰变变成镍60(6028Ni)同时放出能量高达315 keV 的高速电子和两束γ射线．钴60的应用非常广泛，几乎遍及各行各业．在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于人体肿瘤的放射治疗．关于钴60，下列说法正确的是( )A ．发生β衰变的衰变方程为6027Co →6028Ni ＋0－1eB ．将钴60放入高温高压环境中可以加快其衰变C ．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收D ．10 g 钴60经过10.54年全部发生衰变 答案 A解析 根据电荷数守恒、质量数守恒，知钴60发生β衰变的衰变方程为：6027Co →6028Ni ＋ 0－1e ，故A 正确．放射性元素衰变的快慢由核自身的因素决定，与所处的外部环境无关，故B 错误．钴60半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药物的示踪原子，故C 错误.10.54年为两个半衰期，则剩下的钴60为原来的14，没有全部衰变，故D 错误．10．正电子发射计算机断层扫描(PETCT)，其原理是借助于示踪剂(正电子放射性药物)可以聚集到病变部位的特点来发现疾病的．PETCT 常用核素氧15标记，其半衰期仅有2分钟．对含氧元素的物质照射20～50 MeV 的X 射线，激发原子核边缘的中子，可以产生氧15正电子核素．下列说法正确的是( )A ．用30 MeV 的X 射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子B ．氧15发生正电子衰变时，生成的新核含有9个中子C ．经过10分钟，氧15的含量减小为原来15D ．将氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化 答案 A解析 用30 MeV 的X 射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子，方程为16 8O →15 8O ＋10n ，故A 正确；氧15产生正电子衰变15 8O → 0＋1e ＋15 7N ，生成的新核有8个中子，故B 错误；经过10分钟，即经过5个半衰期，剩余氧15的含量m ＝m 0(12)5＝132m 0，故C 错误；改变元素所处的物理环境和化学状态，不改变半衰期，故D 错误．11．有些放射性元素要经历一系列的衰变才能稳定，关于X 、Y 、Z 三个原子核的衰变方程如下：X →206 82Pb ＋842He ＋60－1e ；Y →207 82Pb ＋742He ＋40－1e ；Z →208 82Pb ＋642He ＋4－1e.根据以上方程可以推断在X、Y和Z中，下列说法正确的是()A．Z的中子数小于Y的中子数B．Y的质量数大于X的质量数C．X、Y和Z互为同位素D．Z的电荷数大于Y的电荷数答案 A解析X→206 82Pb＋842He＋60－1e，根据质量数与电荷数守恒，则有：X的质量数为238，质子数为92；Y→207 82Pb＋742He＋40－1e，根据质量数与电荷数守恒，则有：Y的质量数为235，质子数为92；Z→208 82Pb＋642He＋40－1e，根据质量数与电荷数守恒，则有：Z的质量数为232，质子数为90；由上可知，Z的中子数为232－90＝142，小于Y的中子数235－92＝143，故A正确；由上可知，Y的质量数小于X的质量数，故B错误；由于X和Y的质子数相同，即互为同位素，但Z不是，故C错误；由上可知，Z的电荷数小于Y的电荷数，故D错误．12．(2021·江苏高二月考)月球车是我国探月工程中的重要部分．它进入休眠期时可采用同位素Pu238电池为其保暖供电．Pu238可用237 93Np吸收一个中子得到．Pu238衰变时只放出α射线，其半衰期为88年．下列说法正确的是()A．Np237转化成Pu238的核反应方程为237 93Np＋10n→238 94Pu＋0－1eB．α衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子C．α射线具有较强的穿透能力，可以穿透几毫米厚的铅板D．在月球环境下Pu238的半衰期可能会发生变化答案 A解析根据题意可知Np237转化成Pu238的核反应方程为237 93Np＋10n→238 94Pu＋0－1e，A正确；β衰变是原子核中的一个中子转化为一个质子和一个电子，B错误；α射线的穿透能力很弱，一张厚纸就可以挡住，C错误；在月球环境下Pu238的半衰期不变，D错误．13．(2022·河北高中学业考试)现代已知碳的同位素共有十五种，有碳8至碳22，其中碳12和碳13属于稳定型，碳14是宇宙射线透过空气时撞击氮原子核产生的，碳14是一种放射性的元素，衰变为氮14.图中包含碳14衰变相关信息，结合这些信息可以判定下列说法正确的是()A．碳14转变为氮14，衰变方式为β衰变B．100个碳14原子核在经过一个半衰期后，一定还剩50个C．若氮14生成碳14的核反应方程为14 7N＋X→14 6C＋11H，则X为质子D．当氮14数量是碳14数量的7倍时，碳14衰变所经历时间为22 920年答案 A解析由核反应方程14 6C→14 7N＋0－1e可知碳14转变为氮14是β衰变，A正确；半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，对少数原子核不适用，B错误；由核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可知，X为中子10n，C错误；，经过3个半衰期即17 190当氮14数量是碳14数量的7倍时，碳14数量占总原子核数量的18年，D错误．14.(2021·牡丹江市第十五中学高二期中)如图所示，静止在匀强磁场中的一个10 5B粒子，俘获一个速度为v＝7.3×104 m/s的中子发生核反应，生成一个氦核与一个新核，若测得氦核的速度为2×104 m/s，方向与反应前中子运动方向相同．(1)写出核反应方程．(2)求新核速度的大小．(3)求出氦核与新核轨道半径之比．答案(1)10 5B＋10n→42He＋73Li(2)1×103 m/s(3)120∶7解析(1)核反应方程为10 5B＋10n→42He＋73Li(2)核反应过程系统动量守恒，则有m n v n＝m氦v氦＋m锂v锂，代入数据解得v 锂＝m n v n －m 氦v 氦m 锂＝1×7.3×104－4×2×1047 m/s ＝－1×103 m/s则新核速度的大小为1×103 m/s(3)两粒子在磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力，有Bq v ＝m v 2r ，解得r ＝m vBq所以氦核与新核轨道半径之比r 氦r 锂＝m 氦v 氦q 锂m 锂v 锂q 氦＝4×2×104×37×1×103×2＝1207.3 核力与结合能[学习目标] 1.知道核力的概念、特点和四种基本相互作用.2.了解结合能和比结合能的概念.3.认识原子核的结合能及质量亏损，并能应用质能方程进行相关的计算．一、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核中的核子之间存在一种很强的相互作用，即存在一种核力，它使得核子紧密地结合在一起，形成稳定的原子核．这种作用称为强相互作用． 2．强相互作用的特点(1)强相互作用是短程力，作用范围只有约10－15m.(2)距离增大时，强相互作用急剧减小．超过1.5×10－15m ，相互作用不存在．3．弱相互作用(1)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因，即引起中子—质子转变的原因． (2)弱相互作用是短程力，其力程只有10－18m.4．四种基本相互作用二、结合能 1．结合能原子核是核子凭借核力结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．2．比结合能原子核的结合能与核子数之比，叫作比结合能，也叫作平均结合能．比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．中等大小的核的比结合能最大，最稳定．三、质量亏损1．质能方程物体的能量与它的质量的关系是：E＝mc2.2．质量亏损原子核的质量小于组成它的核子的质量之和的现象．1．判断下列说法的正误．(1)核力是强相互作用，在任何情况下都比库仑力大．(×)(2)弱相互作用是引起原子核β衰变的原因．(√)(3)原子核的结合能就是核子结合成原子核时需要的能量．(×)(4)比结合能越大，原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大．(×)2．已知α粒子(42He)是由2个质子、2个中子组成的，取质子的质量m p＝1.672 6×10－27 kg，中子的质量m n＝1.674 9×10－27 kg，α粒子的质量mα＝6.646 7×10－27 kg，光速c＝3.0×108 m/s.则α粒子的结合能为________．(结果保留两位有效数字)答案 4.3×10－12 J解析组成α粒子的核子与α粒子的质量差Δm＝(2m p＋2m n)－mαα粒子的结合能ΔE＝Δmc2代入数据得ΔE≈4.3×10－12 J.一、核力与四种基本相互作用1．核力(1)核力是四种相互作用中的强相互作用(强力)的一种表现．(2)核力是短程力，约在10－15 m 数量级时起作用，距离大于0.8×10－15 m时为引力，距离小于0.8×10－15 m时为斥力，距离超过1.5×10－15 m时核力几乎消失．(3)核力具有饱和性，每个核子只跟相邻的核子发生核力作用，而不是与核内所有核子发生作用．2．四种基本相互作用的作用尺度(1)在原子核内，强相互作用将核子束缚在一起．(2)在原子核外，电磁力使电子不脱离原子核而形成原子，使原子结合成分子，使分子结合成液体和固体．(3)万有引力主要表现在宏观和宇宙尺度上，是万有引力使行星绕着恒星运行，并且联系着星系团．例1(2021·江西高二期中)关于核力，下列说法正确的是()A．核力的作用范围只有约10－15 mB．核力本质上属于电磁相互作用C．中子和中子之间不会有核力作用D．核力减小是发生β衰变的原因答案 A解析核力是短程力，作用范围在原子核内部，作用范围只有约10－15m，选项A正确；核力属于强相互作用，不属于电磁相互作用，选项B错误；核力存在于核子之间，质子与质子，质子与中子，中子与中子之间均能产生核力，选项C错误；弱相互作用才是引起β衰变的原因，选项D错误．二、结合能和比结合能结合能把原子核分成核子时吸收的能量或核子结合成原子核时放出的能量比结合能等于原子核的结合能与原子核中核子个数的比值，它反映了原子核的稳定程度比结合能曲线不同原子核的比结合能随质量数变化图线如图所示从图中可看出，中等大小的核的比结合能最大，轻核和重核的比结合能都比中等大小的核的比结合能要小例2(2021·江苏苏州高二期中)原子核的比结合能随质量数变化的图像如图所示，下列说法正确的是()A．质量数越大的原子核，核子结合得越牢固B.21H核比42He核稳定C.8936Kr核的结合能大于235 92U核的结合能D．两个21H核结合成42He核时释放能量答案 D解析中等质量数的原子核比结合能较大，核子结合得牢固，选项A错误；42He核的比结合能比21H核大，则42He核更稳定，选项B错误；8936Kr核的比结合能大于235 92U核的比结合能，但是8936Kr核的结合能小于235 92U核的结合能，选项C错误；两个21H核的结合能之和小于42He核的结合能，故结合成42He核时释放能量，选项D正确．三、质量亏损核能的计算1．质量亏损Δm的理解所谓质量亏损，并不是质量消失，而是减少的质量在核子结合成核的过程中以能量的形式辐射出去了．反过来，把原子核分裂成核子，总质量要增加，总能量也要增加，增加的能量要由外部供给．2．质能方程E＝mc2的理解(1)根据质能方程，物体的总能量与其质量成正比．物体质量增加，则总能量随之增加；质量减少，总能量也随之减少，这时质能方程也写作ΔE＝Δmc2.(2)运用质能方程时应注意单位．一般情况下，公式中各量都应取国际单位制单位．但在微观领域，用国际单位制单位往往比较麻烦，习惯上常用“原子质量单位”和“电子伏特”作为质量和能量的单位，1 u对应931.5 MeV能量．命题角度1爱因斯坦质能方程的理解例3下列有关质能方程的说法中，正确的是()A．爱因斯坦质能方程反映了物体的质量就是能量，它们之间可以相互转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴藏的能量的量度。
(同步)人教版物理高二选修3-5 19.4放射性的应用与防护同步训练A卷
人教版物理高二选修3-5 19.4放射性的应用与防护同步训练A卷姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分） (2017高二下·河北期末) 下列说法正确的是（）A . 放射性元素的半衰期只与温度有关B . 核电站采用了重核裂变，用中子轰击 U，产生的新核的比结合能比 U小C . α粒子散射实验现象说明原子具有核式结构D . 氢原子发光时只能发出一种频率的光2. （2分） (2017高三上·成都期末) 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）A . β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B . 放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的C . 氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核D . 某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数减少4个3. （2分）阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成的，其中虚线为等势线，相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线（管轴）．电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下会聚到z轴上，沿管轴从右侧射出，图中PQR是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则可以确定（）A . 电极A1的电势高于电极A2的电势B . 电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度C . 电子在R点处的动能大于在P点处的动能D . 若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚焦4. （2分）如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是（）A . 加一沿y轴负方向的磁场B . 加一沿z轴正方向的磁场C . 加一沿y轴正方向的电场D . 加一沿z轴负方向的电场5. （2分）如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（）A . 甲图中的电子束径迹是抛物线B . 乙图中的电子束径迹是圆形C . 甲图中的电子只受电场力作用D . 乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力6. （2分）从阴极射线管发射出的一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转情况的是（）A .B .C .D .7. （2分）下列说法正确的是（）A . 人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象B . 在α，β，γ三种射线中γ射线电离作用最强C . 放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短D . 较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能都会减少8. （2分）下列关于放射线的说法中不正确的是（）A . 放射线可以用来进行工业探伤B . 放射线可以使细胞发生变异C . 放射性同位素可以用来做示踪原子D . 放射线对人体无害9. （2分）(2017·临川模拟) 下列说法正确的是（）A . 两个质子之间，不管距离如何，核力总是大于库仑力B . 天然放射现象的发现，揭示了原子的核式结构C . 由爱因斯坦质能方程可知，质量与能量不可以相互转化D . 原子核内的某一核子与其它核子间都有核力作用10. （2分）现已建成的核电站发电的能量来自于（）A . 天然放射性元素放出的能量B . 人工放射性同位素放出的能量C . 重核裂变放出的能量D . 化学反应放出的能量11. （2分）下列说法正确的是（）A . β射线比α射线更容易使气体电离B . 放射性同位素的半衰期由核本身决定，与外部条件无关C . 核反应堆和太阳内部发生的都是核裂变反就D . 氢原子发生能级跃迁放出光子后，核外电子的动能最终会变小12. （2分） (2019高二下·滦平期中) “核反应堆”是通过可控的链式反应实现核能释放的，核燃料是铺棒，在铀棒周围要放“慢化剂”，快中子和慢化剂中的碳原子核碰撞后，中子能量减少，变为慢中子，碳核的质量是中子的12倍，假设中子与碳核是弹性正碰，而且认为碰撞前中子动能是E0 ，碳核都是静止的，则下列说法错误的是（）A . 链式反应是指由重核裂变产生的中子使裂变反应一代接一代继续下去的过程B . 镉棒的作用是与铀棒发生化学反应，消耗多余的铀原子核，从而达到控制核反应速度的目的C . 经过一次碰撞，中子失去的动能为 E0D . 在反应堆的外面修建很厚的水泥防护层的目的是屏蔽裂变产物不能防护层放出的各种射线13. （2分） (2017高二下·鄞州期末) 以下说法中正确的是（）A . 照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用B . β衰变所放出的电子来自原子核外C . γ射线是一种波长很短的电磁波D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短14. （2分）关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A . 阴极射线本质是氢原子B . 阴极射线本质是电磁波C . 阴极射线本质是电子D . 阴极射线本质是X射线15. （2分） (2017高二下·福州期末) 天然放射现象的发现揭示了（）A . 原子不可再分B . 原子的核式结构C . 原子核是可分的D . 原子核由中子和质子组成二、填空题 (共5题；共10分)16. （2分）如图甲为卢瑟福的原子核式结构模型图，原子的中间有一个体积很小、带正电的核，卢瑟福推算出原子核的直径约为________ m；如图乙为α粒子散射实验现象模拟图，图中只有极少数α粒子有机会从离核很近的地方经过，是因为受到比较大的________力，才会发生大角度的偏转．17. （2分） (2019高三上·东台月考) 100年前，卢瑟福用α粒子轰击氮核打出了质子．后来，人们用α粒子轰击核也打出了质子：；该反应中的X是________（选填“电子”“正电子”或“中子”）．此后，对原子核反应的持续研究为核能利用提供了可能．目前人类获得核能的主要方式是________（选填“核衰变”“核裂变”或“核聚变”）．18. （2分）天然放射性现象发出的射线中，存在α射线、________和γ射线，其中α射线的本质是高速运动的________核（填写元素名称）．19. （3分）如图是X射线管，A．K之间的虚线表示________，从A指向左下方的线表示________，高压电源右边是电源的________极．20. （1分）用γ光子轰击氘核，使之产生中子和质子，已知氘核的质量为2.0135u ，质子质量为1.0072u ，中子的质量为1.0086u ，1u=1.6605×10﹣27kg ，普朗克常量H=6.63X10﹣34J•s ，则γ光子的波长应为________m ．三、解答题 (共5题；共45分)21. （5分） 2个质子和1个中子结合成氦3（）反应方程式为： .已知每个质子质量为1.007277u，中子质量为1.008665u，氦核的质量为3.002315u，求的结合能．(已知1u＝1.6606×10－27kg)22. （5分）如图所示为谁发现质子的实验装置？M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装有银箔，气体可从阀门T充入，A是放射源．该实验的反应方程？23. （15分）(2017·黑龙江模拟) 某同学设计了如图所示的趣味实验来研究碰撞问题，用材料和长度相同的不可伸长的轻绳依次将5个大小相同、质量不等的小球悬挂于水平天花板下方，且相邻的小球静止时彼此接触但无相互作用力，小球编号从左到右依次为1、2、3、4、5，每个小球的质量为其相邻左边小球质量的k倍，k= ﹣1，所有小球的球心等高．现将1号小球由最低点向左拉起高度h，保持绳绷紧状态由静止释放1号小球，使其与2号小球碰撞，2号小球再与3号小球碰撞…．所有碰撞均为在同一直线上的正碰且无机械能损失．已知重力加速度为g，空气阻力、小球每次碰撞时间均可忽略不计．（1）求1号小球与2号小球碰撞之前的速度v1的大小；（2）求第5个球被第4个小球碰后的速度；（3）摆线长为L=16h，在第5个球右侧偏离竖直方向成θ=60°角的虚线上的A点钉了一个钉子，则A距悬点的距离与L的比例系数p满足什么条件时，第5个小球能绕A点做完整的圆周运动．24. （15分）汤姆孙测定电子比荷（电子的电荷量与质量之比）的实验装置如图所示．真空玻璃管内，阴极K发出的电子经加速后，穿过小孔A、C沿中心轴线OP1进入到两块水平正对放置的极板D1、D2间的区域，射出后到达右端的荧光屏上形成光点．若极板D1、D2间无电压，电子将打在荧光屏上的中心P1点；若在极板间施加偏转电压U ，则电子将打P2点，P2与P1点的竖直间距为b ，水平间距可忽略不计．若再在极板间施加一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场（图中未画出），则电子在荧光屏上产生的光点又回到P1点．已知极板的长度为L1 ，极板间的距离为d ，极板右端到荧光屏间的距离为L2 ．忽略电子的重力及电子间的相互作用．（1）求电子进入极板D1、D2间区域时速度的大小；（2）推导出电子的比荷的表达式；（3）若去掉极板D1、D2间的电压，只保留匀强磁场B ，电子通过极板间的磁场区域的轨迹为一个半径为r 的圆弧，阴极射线射出极板后落在荧光屏上的P3点．不计P3与P1点的水平间距，求P3与P1点的竖直间距y ．25. （5分）汤姆孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理如图所示，阴极发出的电子束沿直线射到荧光屏上的O 点时，出现一个光斑．在垂直于纸面的方向上加一个磁感应强度为3.0×10﹣4T的匀强磁场后，电子束发生偏转，沿半径为7.2cm的圆弧运动，打在荧光屏上的P点．然后在磁场区域加一个竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为1.14×103V/m时，光斑P又回到O点，求电子的比荷．参考答案一、选择题 (共15题；共30分)答案：1-1、考点：解析：答案：2-1、考点：解析：答案：3-1、考点：解析：答案：4-1、考点：解析：答案：5-1、考点：解析：答案：6-1、考点：解析：答案：7-1、考点：解析：答案：8-1、考点：解析：答案：9-1、考点：解析：答案：10-1、考点：解析：答案：11-1、考点：解析：答案：12-1、考点：解析：答案：13-1、考点：解析：答案：14-1、考点：解析：答案：15-1、考点：解析：二、填空题 (共5题；共10分)答案：16-1、考点：解析：答案：17-1、考点：解析：答案：18-1、考点：解析：答案：19-1、考点：解析：答案：20-1、考点：解析：三、解答题 (共5题；共45分)答案：21-1、考点：解析：答案：22-1、考点：答案：23-1、答案：23-2、答案：23-3、考点：答案：24-1、答案：24-2、答案：24-3、考点：解析：答案：25-1、考点：解析：第21 页共21 页。
人教版高中物理选修2-3 第五章 第3节 放射性同位素的应用 同步测试
人教版高中物理选修2-3第五章第三节放射性同位素的应用同步测试一、单选题（共10题；共20分）1.如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向( )A. 向上B. 向左C. 向下D. 向右2.日本大地震引发了福岛核电站核泄漏事故，下列关于核电站的说法正确的是（）A. 核电站利用核聚变反应时释放的能量进行发电B. 核电站利用海洋的潮汐能发电C. 核能是可再生能源D. 核泄漏释放的放射性物质发出的射线对人体是有危害的3.下列说法中正确的是（）A. γ射线是原子受激发后向低能级跃迁时放出的B. 在稳定的重原子核中，质子数比中子数多C. 核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收核能D. 诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子4.下列说法正确的是( )A. 人类关于原子核内部的信息，最早来自天然放射现象B. 在α，β，γ三种射线中γ射线电离作用最强C. 放射性元素的半衰期会随着温度的升高而缩短D. 较重的核分裂成中等质量大小的核，核子的比结合能都会减少5.如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（）A. 甲图中的电子束径迹是抛物线B. 乙图中的电子束径迹是圆形C. 甲图中的电子只受电场力作用D. 乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力6.阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成的，其中虚线为等势线，相邻等势线间电势差相等，z 轴为该电场的中心轴线（管轴）．电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下会聚到z轴上，沿管轴从右侧射出，图中PQR是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则可以确定( )A. 电极A1的电势高于电极A2的电势B. 电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度C. 电子在R点处的动能大于在P点处的动能D. 若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚焦7.图示是用来监测在核电站工作的人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，则工作人员可能受到了辐射的射线是()A. α和βB. α和γC. β和γD. α、β和γ8.关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A. 放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期B. 氡半衰期为3.8天，若取40个氡原子核，经7.6天后就一定剩下10个氡原子核了C. 当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变D. 放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线9.下列关于电磁污染的说法，不正确的是（）A. 电磁污染主要是指电磁辐射B. 电磁辐射会干扰其他仪器的正常工作C. 电磁辐射对人体和动物都有危害D. 频率越高的电磁波，电磁辐射的危害就越小10.与原子核内部变化有关的现象是（）A. α粒子散射现象B. 光电效应现象C. 电离现象D. 天然放射现象二、填空题（共4题；共7分）11.示波管应用了________（填“电场”或“磁场”）使电子束偏转的原理；纯电阻电路中，电动势为E ，内电阻为r的电源的最大输出功率为________．12.电视机显像管是应用了________原理．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________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．14.用γ光子轰击氘核，使之产生中子和质子，已知氘核的质量为2.0135u ，质子质量为1.0072u ，中子的质量为1.0086u ，1u=1.6605×10﹣27kg ，普朗克常量H=6.63X10﹣34J•s ，则γ光子的波长应为________ m ．三、综合题（共3题；共45分）15.在电子显像管内部，当未加偏转磁场时，电子枪打出的电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心．但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象．已知电子质量为m=9.1×l0﹣31kg、元电荷e=1.6×l0﹣19C ，从炽热灯丝发射出的电子（可视为初速度为零）经过加速电场加速动能是1.82×l04eV ，沿水平方向由南向北运动．已知某地地磁场磁感应强度的竖直向下分量的大小为B=4.55×10﹣5T ，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计．在未加偏转磁场的情况下，（1）试判断电子束将偏向什么方向；（2）若加速电场边缘到荧光屏的距离为l=40cm ，试通过计算电子束的偏转位移说明该地磁场对电视画面有没有影响．（已知当|x|≤1时，=1- x）（3）求电子在该地磁场中运动的加速度的大小；16.电视机显像管简单原理如图所示，初速度不计的电子经加速电场加速后进入有限边界宽度为L的匀强磁场，磁感应强度为B ，如要求电子束偏转角为α，已知电子电量为e ，质量为m ．（1）画出整个过程的轨迹图；（2）电子在磁场中运动的时间；（3）求加速电场的电势差U ．17.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）在观察由新粒子引起的闪烁之前需进行必要的调整的是？（3）在容器充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是什么？答案解析部分一、单选题1.【答案】B【解析】【解答】磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，根据安培定则，在磁环上形成的磁场方向竖直向下，磁场是闭合的，故在磁环中心处的磁场是竖直向上的，在根据左手定则，当电子束沿轴线向纸内射入时，电子束受到向左的洛伦兹力，故电子束的偏转方向向左．故B正确、ACD错误．故选：B．【分析】将整个线圈当成左右两部分研究，因为绕向变化，结合安培定则判断出磁场方向，由左手定则分析判断电子束所受的洛伦兹力方向，即可判断偏转方向．2.【答案】D【解析】【解答】目前核电站均采用重核裂变进行进行的，故AB错误；核能是利用重核裂变进行的，是不可再生资源，故C错误；长时间接受核辐射会使正常细胞发生癌变，故D正确．故选D．【分析】正确解答本题要了解核能的应用以及放射性的污染和防护，同时了解裂变和聚变的区别．3.【答案】D【解析】【解答】A、γ射线是一般伴随着α或β射线产生的电磁波，具有一定的能量，原子核受激发后向低能级跃迁时放出的．故A错误；B、在稳定的重原子核中，质子数比中子数少．故B错误；C、核反应过程中如果核子的平均质量减小，说明核反应的过程中由质量亏损，属于要释放核能．故C错误；D、给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将碘131作为示踪原子，故D正确．故选：D【分析】γ射线一般伴随着α或β射线产生，γ射线是电磁波；根据核反应的过程中质量的变化判定是释放能量，还是吸收能量；γ射线的穿透能力最强；放射性同位素碘131能做示踪原子．4.【答案】A【解析】【解答】A、人类最初对原子核的认识就是来源于天然放射现象，故A正确；B、α，β，γ三种射线中α射线的电离本领最强，故B错误；C、半衰期由原子核本身决定，与外界任何因素都无关，故C错误；D、不同原子核的平均结合能不同，中等质量的核的平均结合能比轻核、重核的平均结合能都大．故D不正确；故选：A．【分析】根据三种射线的特性、半衰期的特点和裂变聚变的特点去分析，并由平均结合能是核子与核子结合成原子核时平均每个核子放出的能量，从而即可求解．5.【答案】B【解析】【解答】A、如图，电子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动．故A错误．B、乙图中的电子束在磁场中，受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，其径迹是圆形．故B正确，C错误．D、洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直．故D错误．故选：B．【分析】电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动．洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直，不做功．6.【答案】C【解析】【解答】A、根据电场线与等势线垂直，可知管轴上电场线方向向左．根据沿电场线电势降低，得知电极A1的电势低于电极A2 ，故A错误；B、等差等势线密的地方电场线也密，因此Q点电场线比R点电场线疏，故Q点的电场强度小于R点的电场强度，故B错误；C、电子从低电势向高电势运动时，电场力做正功，动能增加，所以电子在R点处的动能大于在P点处的动能，故C正确．D、若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场，所受的电场力向外侧，不可能会聚，故D错误．故选：C．【分析】沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况．根据正粒子所受的电场力方向，判断能否会聚．7.【答案】A【解析】【分析】射线穿透能力最弱，只能穿透一张纸，射线穿透能力较强，可穿透几毫米的铝板，射线穿透能力最强，可以穿透铅板，由铅片下的照相底片未被感光时，说明射线中没有射线，BCD错，A 对。
人教版物理高二选修2-3 5.3放射性同位素的应用同步训练
人教版物理高二选修2-3 5.3放射性同位素的应用同步训练姓名:________ 班级:________ 成绩:________一、选择题 (共15题；共30分)1. （2分）由天然放射性元素钋（Po）放出的α射线轰击铍（Be）时会产生A粒子流，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B ．下述正确的是（）A . 该实验核反应方程： Be+ He→ C+ nB . 该实验是查德威克发现质子的实验C . 粒子A为中子，粒子B为质子D . 粒子A为质子，粒子B为中子2. （2分） (2017高二下·唐山期中) 关于下面四个装置说法正确的是（）A . 实验可以说明α粒子的贯穿本领很强B . 实验现象可以用爱因斯坦的质能方程解释C . 是利用α射线来监控金属板厚度的变化D . 进行的是聚变反应3. （2分）以下说法中正确的是（）A . α粒子大角度散射表明α粒子很难进入原子内部B . β衰变现象说明电子是原子核的组成部分C . γ射线是一种波长很短的电磁波D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短4. （2分）如图所示，无磁场时，电视显像管中的水平向右运动的电子束打在荧光屏正中的O点，要使电子束在竖直方向向上偏转打在P点，则管颈处偏转线圈所提供的磁场方向应该是（）A . 垂直纸面向外B . 水平向右C . 垂直纸面向里D . 竖直向上5. （2分）用α粒子轰击时，得到，同时放出一种粒子，关于这种粒子，下列说法中正确的是（）A . 它来自于原子核B . 它能穿透几厘米厚的铅板C . 它垂直进入磁场中不发生偏转D . 它是一种频率很高的光子6. （2分） (2017高二下·武威期末) 分别用α、β、γ三种射线照射放在干燥空气中的带正电的验电器，则（）A . 用α射线照射时，验电器的带电荷量将增加B . 用β射线照射时，验电器的电荷量将先喊少后增加C . 用三种射线照射时，验电器的电荷都将消失D . 用γ射线照射时，验电器的带电量将不变7. （2分） (2017高二下·江津期中) 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 . 观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率相同8. （2分）某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途.根据上表请你分析判断下面结论正确的是（）A . 塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B . 钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核C . 把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短D . 用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达要检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否9. （2分） (2017高二下·重庆期中) 分别用α、β、γ三种射线照射放在干燥空气中的带正电的验电器，则（）A . 用α射线照射时，验电器的带电荷量将增加B . 用β射线照射时，验电器的电荷量将先减少后增加C . 用γ射线照射时，验电器的带电荷量将不变D . 用三种射线照射时，验电器的电荷都将消失10. （2分）关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（）A . 利用γ射线使空气电离，消除静电B . 利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C . 利用β射线来治肺癌、食道癌D . 利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子11. （2分）核电站利用是利用下列哪种能量转化为电能的（）A . 放射性元素发生α衰变放出的能量B . 放射性元素发生β衰变放出的能量C . 重核裂变放出的能量D . 化学反应放出的能量12. （2分） (2017高二下·福州期末) 一个静止在磁场中的放射性同位素原子核，放出一个正电子后变成原子核，在图中近似反映正电子和Si核轨迹的图是（）A .B .C .D .13. （2分）如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出，没有磁场时打在O ，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场，如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该（）A . 竖直向下B . 竖直向上C . 水平向左D . 水平向右14. （2分） (2017高二下·鄞州期末) 以下说法中正确的是（）A . 照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用B . β衰变所放出的电子来自原子核外C . γ射线是一种波长很短的电磁波D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短15. （2分） (2019高二下·厦门期中) 关于天然放射性现象中产生的三种射线，以下说法中正确的是（）A . 、、三种射线中，射线的电离作用最强，穿透能力也最强B . 、、三种射线中，射线的速度最快，可以达到0. 9cC . 人们利用射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种D . 人们利用射线射线穿透能力强的特点，可以探查较厚的金属部件内部是否有裂痕二、填空题 (共5题；共10分)16. （2分）在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是________．他所根据的实验是________．17. （3分）如图是X射线管，A．K之间的虚线表示________，从A指向左下方的线表示________，高压电源右边是电源的________极．18. （3分）若用X代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对的原子来说X=________、y=________、z=________．19. （1分）电视机的显象管中电子束每秒进行50场扫描________．20. （1分）电视机显像管是应用了________原理．三、解答题 (共5题；共40分)21. （5分） 1934年，法国科学家约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝（Al），产生出中子和磷的放射性同位素，因首次获得人工放射性物质而得到1935年的诺贝尔化学奖．请写出该核反应的方程式？22. （5分） 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？23. （15分）在电子显像管内部，当未加偏转磁场时，电子枪打出的电子应沿直线运动打在荧光屏的正中心．但由于地磁场对带电粒子运动的影响，会出现在未加偏转磁场时电子束偏离直线运动的现象．已知电子质量为m=9.1×10﹣31kg、元电荷e=1.6×10﹣19C ，从炽热灯丝发射出的电子（可视为初速度为零）经过加速电场加速动能是1.82×104eV ，沿水平方向由南向北运动．已知某地地磁场磁感应强度的竖直向下分量的大小为B=4.55×10﹣5T ，地磁场对电子在加速过程中的影响可忽略不计．在未加偏转磁场的情况下，（1）试判断电子束将偏向什么方向；（2）若加速电场边缘到荧光屏的距离为l=40cm，试通过计算电子束的偏转位移说明该地磁场对电视画面有没有影响．（已知当|x|≤1时， =1- x）（3）求电子在该地磁场中运动的加速度的大小；24. （5分）如图所示为谁发现质子的实验装置？M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装有银箔，气体可从阀门T充入，A是放射源．该实验的反应方程？25. （10分）如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．（1）请你简述自动控制的原理．（2）如果工厂生产的为的铝板，在、和三种射线中，你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用，为什么？参考答案一、选择题 (共15题；共30分)1-1、2-1、3-1、4-1、5-1、6-1、7-1、8-1、9-1、10-1、11-1、12-1、13-1、14-1、15-1、二、填空题 (共5题；共10分) 16-1、17-1、18-1、19-1、20-1、三、解答题 (共5题；共40分) 21-1、22-1、23-1、23-2、23-3、24-1、25-1、25-2、第11 页共11 页。
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宁夏回族自治区人教版物理高二选修2-3 5.3放射性同位素的应用同步训练
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共15题；共30分)
1. （2分） (2017高二下·重庆期中) 分别用α、β、γ三种射线照射放在干燥空气中的带正电的验电器，则（）
A . 用α射线照射时，验电器的带电荷量将增加
B . 用β射线照射时，验电器的电荷量将先减少后增加
C . 用γ射线照射时，验电器的带电荷量将不变
D . 用三种射线照射时，验电器的电荷都将消失
2. （2分） (2017高二下·鄞州期末) 以下说法中正确的是（）
A . 照相机镜头表面的镀膜是光的偏振现象的应用
B . β衰变所放出的电子来自原子核外
C . γ射线是一种波长很短的电磁波
D . 放射性元素的半衰期随温度的升高而变短
3. （2分）(2017·西宁模拟) 下列说法中正确的是（）
A . 光电效应现象揭示了光具有波动性
B . 电子的衍射现象说明实物粒子也具有波动性
C . 重核裂变时平均每个核子释放能量要比轻核聚变时多
D . 天然放射现象使人们认识到原子具有复杂结构
4. （2分）下列说法正确的是（）
A . 阴极射线和β射线本质上都是电子流，都来自于原子的核外电子
B . 温度越高，黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动
C . 天然放射现象的发现，让人们不知道原子核不是组成物质的最小微粒
D . 公安机关对2014年5月初南京丢失铱﹣192放射源的4名责任人采取强制措施是因为该放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命．
5. （2分）现已建成的核电站发电的能量来自于（）
A . 天然放射性元素放出的能量
B . 人工放射性同位素放出的能量
C . 重核裂变放出的能量
D . 化学反应放出的能量
6. （2分） (2017高二下·包头期中) 关于天然放射线性质的说法正确的是（）
A . γ射线就是中子流
B . α射线有较强的穿透性
C . β射线是高速电子流
D . 电离本领最强的是γ射线
7. （2分）如图所示，无磁场时，电视显像管中的水平向右运动的电子束打在荧光屏正中的O点，要使电子束在竖直方向向上偏转打在P点，则管颈处偏转线圈所提供的磁场方向应该是（）
A . 垂直纸面向外
B . 水平向右
C . 垂直纸面向里
D . 竖直向上
8. （2分）如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿X轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是（）
A . 加一沿y轴负方向的磁场
B . 加一沿z轴正方向的磁场
C . 加一沿y轴正方向的电场
D . 加一沿z轴负方向的电场
9. （2分） (2017高二下·桃江期中) 如图，放射性元素镭衰变过程中释放αβγ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法中正确的是（）
A . ①表示γ射线，③表示α射线
B . ②表示β射线，③表示α射线
C . ④表示α射线，⑤表示γ射线
D . ⑤表示β射线，⑥表示α射线
10. （2分）核电站利用是利用下列哪种能量转化为电能的（）
A . 放射性元素发生α衰变放出的能量
B . 放射性元素发生β衰变放出的能量
C . 重核裂变放出的能量
D . 化学反应放出的能量
11. （2分）如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（）
A . 甲图中的电子束径迹是抛物线
B . 乙图中的电子束径迹是圆形
C . 甲图中的电子只受电场力作用
D . 乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力
12. （2分） (2017高二下·福州期末) 天然放射现象的发现揭示了（）
A . 原子不可再分
B . 原子的核式结构
C . 原子核是可分的
D . 原子核由中子和质子组成
13. （2分） (2017高二下·庆城期末) 如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部伤痕的示意图，请问图乙中的检查利用的是（）
A . α射线
B . β射线
C . γ射线
D . 三种射线都可以
14. （2分） (2017高二下·江津期中) 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 . 观察者与波源互相远离时接收到波的频率与波源频率相同
15. （2分）阴极射线是（）
A . 光子流
B . 电子流
C . 质子流
D . 中子流
二、填空题 (共5题；共10分)
16. （2分）在汤姆孙发现电子后，对于原子中正负电荷的分布的问题，科学家们提出了许多模型，最后他们认定：占原子质量绝大部分的正电荷集中在很小的空间范围内，电子绕正电荷旋转．此模型称原子的有核模型．最先提出原子有核模型的科学家是________．他所根据的实验是________．
17. （1分）电视机显像管是应用了________原理．
18. （1分）电视机的显象管中电子束每秒进行50场扫描________．
19. （3分）若用X代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对的原子来说X=________、y=________、z=________．
20. （3分）如图是X射线管，A．K之间的虚线表示________，从A指向左下方的线表示________，高压电源右边是电源的________极．
三、解答题 (共5题；共34分)
21. （5分） 1934年，法国科学家约里奥﹣居里夫妇用α粒子轰击铝（Al），产生出中子和磷的放射性同位素，因首次获得人工放射性物质而得到1935年的诺贝尔化学奖．请写出该核反应的方程式？
22. （5分） 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？
23. （4分）用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．
（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是（）
A . 射线的贯穿作用
B . 射线的电离作用
C . 射线的物理、化学作用
D . 以上三个选项都不是
（2）下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．
（3）在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素做________．
24. （5分）如图所示为谁发现质子的实验装置？M是显微镜，S是荧光屏，窗口F处装有银箔，气体可从阀门T充入，A是放射源．该实验的反应方程？
25. （15分）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）
在观察由新粒子引起的闪烁之前需进行必要的调整的是？
（3）
在容器充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是什么？
参考答案一、选择题 (共15题；共30分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
二、填空题 (共5题；共10分) 16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
20-1、
三、解答题 (共5题；共34分) 21-1、
22-1、
23-1、
23-2、
23-3、24-1、25-1、25-2、
25-3、。