2018-2019學年高中物理 第十九章 原子核 3 探測射線的方法 4 放射性的應用與防護課堂演練 新人教版選修3-5.doc

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3 探測射線的方法 4 放射性的應用與防護 1．(多選)關于放射性同位素的應用，下列說法中正確的是(　　) A．作為示蹤原子是利用了放射性同位素貫穿能力很強的性質 B．作為示蹤原子是利用了放射性同位素放出的射線可被儀器探測到的特點 C．γ射線探傷利用了γ射線貫穿能力很強的性質 D．γ射線探傷利用了γ射線電離能力很強的性質 解析：作為示蹤原子是利用放射性同位素放出的射線可被儀器探測到的特點，利用γ射線探傷是利用了γ射線的貫穿能力很強的性質，正確選項為B、C. 答案：BC 2.原子核X與氘核H反應生成一個α粒子和一個質子.由此可知（　　） A.A＝1，Z＝1　　　　 B.A＝2，Z＝3 C.A＝3，Z＝2 D.A＝5，Z＝2 解析：寫出該反應的方程有：X＋H→He＋H應用質量數(shù)與電荷數(shù)的守恒得：A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2，故C正確. 答案：C 3．用α粒子照射充氮的云室，得到如圖所示的照片，下列說法中正確的是(　　) A．A是α粒子的徑跡，B是質子的徑跡，C是新核的徑跡 B．B是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，C是新核的徑跡 C．C是α粒子的徑跡，A是質子的徑跡，B是新核的徑跡 D．B是α粒子的徑跡，C是質子的徑跡，A是新核的徑跡 解析：α粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個新核并放出質子，入射的是α粒子，所以B是α粒子的徑跡．產(chǎn)生的新核，質量大，電離作用強，所以徑跡粗而短，故A是新核徑跡；質子的電離作用弱一些，貫穿作用強，所以細而長的徑跡C是質子的徑跡．故正確答案為D. 答案：D 4．(多選)一個質子以1.4107 m/s的速度撞入一個孤立的靜止鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍?，已知鋁原子核的質量是質子的27倍，硅原子核的質量是質子的28倍．則下列判斷中正確的是(　　) A．核反應方程為Al＋H→Si B．核反應方程為Al＋H→Si＋n C．硅原子核速度的數(shù)量級為107 m/s D．硅原子核速度的數(shù)量級為105 m/s 解析：核反應方程為Al＋H→Si，由動量守恒定律得m1.4107 m/s＝28mv′，解得v′＝5105 m/s，因此選項A、D正確． 答案：AD 5．靜止的氮核N被速度為v0的中子n擊中生成碳核C和另一種原子核甲，已知C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一致，碰后碳核C與甲核的動量之比為1∶1. (1)寫出核反應方程式； (2)C與甲核的速度各是多大？ 解析：(1)根據(jù)質量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，可知甲核的核電荷數(shù)是1、質量數(shù)是3，甲核是氚核，核反應方程式為：N＋n→C＋H. (2)設中子質量為m0，C核質量mC，甲核質量為m甲，由動量守恒，得m0v0＝mCvC＋m甲v甲， 即m0v0＝12m0vC＋3m0v甲， 又因為C與甲核動量之比為1∶1， 所以mCvC＝m甲v甲， 即12m0vC＝3m0v甲， 聯(lián)立以上兩個方程，解得： vC＝，v甲＝. 答案：(1)N＋n→C＋H　(2)　 A級　抓基礎 1．(多選)有關放射性同位素P的下列說法，正確的是(　　) A.P與X互為同位素 B.P與其同位素有相同的化學性質 C．用P制成化合物后它的半衰期變長 D．含有P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響 解析：同位素有相同的質子數(shù)，所以選項A錯誤．同位素有相同的化學性質，所以選項B正確．半衰期與元素屬于化合物或單質沒有關系，所以P制成化合物后它的半衰期不變，即選項C錯誤．含有P的磷肥由于衰變，可記錄磷的蹤跡，所以選項D正確． 答案：BD 2．(多選)下列應用中把放射性同位素作為示蹤原子的是(　　) A．射線探傷儀 B．利用含有放射性I的油，檢測地下輸油管的漏油情況 C．利用Co治療腫瘤等疾病 D．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用以檢測確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律 解析：射線探傷儀利用了射線的貫穿能力，所以選項A錯誤．利用含有放射性I的油，可以記錄油的運動蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項B正確．利用Co治療腫瘤等疾病，利用了射線的貫穿能力和高能量，所以選項C錯誤．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，可以記錄放射性元素的蹤跡，用以檢測確定農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項D正確． 答案：BD 3.用中子轟擊氧原子核的核反應方程為8O＋n→N＋X，對式中X、a、b的判斷正確的是（　?。? A.X代表中子，a＝17，b＝1 B.X代表電子，a＝17，b＝－1 C.X代表正電子，a＝17，b＝1 D.X代表質子，a＝17，b＝1 解析：根據(jù)質量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示為e，為正電子，故C項正確，A、B、D錯誤. 答案：C 4．(多選)放射性同位素鈷60能放出較強的γ射線，其強度容易控制．這使得γ射線得到廣泛應用．下列選項中，屬于γ射線的應用的是(　　) A．醫(yī)學上制成γ刀，無須開顱即可治療腦腫瘤 B．機器運轉時常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照射機器可將電荷導入大地 C．鋁加工廠將接收到的γ射線信號輸入計算機，可對薄鋁板的厚度進行自動控制 D．用γ射線照射草莓、荔枝等水果，可延長保存期 解析：γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導體，B錯誤；γ射線的穿透能力很強，薄鋁板的厚度變化時，接收到的信號強度變化很小，不能控制鋁板厚度，C錯誤；γ射線能量很大，可以殺菌，延長水果的保存期，對腫瘤細胞有很強的殺傷作用，故A、D正確． 答案：AD 5．在下列四個核反應方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子． ①H＋X1→He＋n?、贜＋He→O＋X2 ③Be＋He→C＋X3　④Mg＋He→Al＋X4 以下判斷中正確的是(　　) A．X1是質子　　　 B．X2是中子 C．X3是電子 D．X4是質子 解析：根據(jù)核反應的質量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，X1為H，A錯；X2為H，B錯；X3為n，C錯；X4為H，D對． 答案：D B級　提能力 6.將威耳遜云室置于磁場中，一個靜止在磁場中的放射性同位素原子核P，放出一個正電子后變成原子核Si，能近似反映正電子和Si核軌跡的是（　　） 解析：把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個系統(tǒng)，根據(jù)動量守恒定律正電子和Si核運動方向一定相反，C、D可排除.由qvB＝m得，R＝，因為動量mv相等，故R∝，即＝＝，可見Si核的運動半徑較小，選B. 答案：B 7．放射性在技術上有很多應用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線． 元素 射線 半衰期 釙210 α 138天 氡222 β 3.8天 鍶90 β 28年 鈾238 α、β、γ 4.5109年 某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻，可利用的元素是(　　) A．釙210 B．氡222 C．鍶90 D．鈾238 解析：要測定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜．因此α射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線穿透作用最強，薄膜厚度不會影響γ射線穿透．所以只能選用β射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長，所以只有鍶90較合適． 答案：C 9．1934年，約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時，除了測到預料中的中子外，還探測到了正電子．正電子的質量跟電子的質量相同，帶一個單位的正電荷，跟電子的電性正好相反，是電子的反粒子．更意外的是，拿走α放射源以后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍然繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性也有一定的半衰期．原來，鋁箔被α粒子擊中后發(fā)生了如下反應：Al＋He→P＋n，這里的P就是一種人工放射性同位素，正電子就是它衰變過程中放射出來的． (1)寫出放射性同位素P放出正電子的核反應方程． (2)放射性同位素P放出正電子的衰變稱為正β衰變，我們知道原子核內(nèi)只有中子和質子，那么正β衰變中的正電子從何而來？ 解析：(1)核反應方程為P→Si＋e. (2)原子核內(nèi)只有質子和中子，沒有電子，也沒有正電子，正β衰變是原子核內(nèi)的一個質子轉換成一個中子，同時放出正電子，核反應方程為H→n＋e. 答案：(1)P→Si＋e (2)原子核內(nèi)的質子