2019高中物理第十九章課時(shí)3探測(cè)射線的方法4放射性的應(yīng)用與防護(hù)對(duì)點(diǎn)練+鞏固練含解析新人教版.docx

課時(shí)3探測(cè)射線的方法課時(shí) 4放射性的應(yīng)用與防護(hù)一、選擇題1在威耳遜云室中，關(guān)于放射源產(chǎn)生的射線徑跡，下列說(shuō)法中正確的是()A由于射線的能量大，容易顯示其徑跡B由于粒子的速度大，其徑跡粗而且長(zhǎng)C由于粒子的速度小，不易顯示其徑跡D由于粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗答案D解析在云室中顯示粒子徑跡是由于引起氣體電離，電離作用強(qiáng)的粒子容易顯示其徑跡，因質(zhì)量較大，飛行時(shí)不易改變方向，所以徑跡直而粗，故只有D正確。2關(guān)于氣泡室，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A氣泡室里裝的是液體B氣泡室的工作原理是剛開始?jí)簭?qiáng)很大，以后壓強(qiáng)突然降低，液體沸點(diǎn)變低，粒子通過(guò)液體時(shí)在它周圍有氣泡生成C氣泡室的原理同云室相似D粒子在氣泡室中運(yùn)行軌跡可用來(lái)分析帶電粒子動(dòng)能等情況，不能用來(lái)分析動(dòng)量答案D解析根據(jù)氣泡室的工作原理可知A、B、C三選項(xiàng)正確。把氣泡室放在磁場(chǎng)中，粒子在洛倫茲力的作用下徑跡為曲線，根據(jù)照片可分析粒子的帶電情況、動(dòng)量和能量，故D是錯(cuò)誤的說(shuō)法。3(多選)鋁箔被粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：AlHeXn。下列判斷正確的是()A.n是質(zhì)子 B.n是中子CX是Si的同位素 DX是P的同位素答案BD解析n是中子，H才是質(zhì)子，A錯(cuò)誤，B正確；由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得X的質(zhì)量數(shù)為30，核電荷數(shù)為15，即是P的同位素P，C錯(cuò)誤，D正確。4(多選)關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的是()A放射性同位素可以作為示蹤原子在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療中應(yīng)用B利用射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視C用射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種D用射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的危害答案AD解析放射性同位素可以作為示蹤原子在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療中應(yīng)用。射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，不能用來(lái)進(jìn)行人體透視。作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過(guò)篩選才能培育出優(yōu)秀品種。用射線治療腫瘤對(duì)人體肯定有副作用，因此要嚴(yán)格控制劑量。本題選A、D。5.用粒子照射充氮的云室，攝得如圖所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是()AA是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡BB是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡CC是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡DB是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡答案D解析粒子轟擊氮的核反應(yīng)方程為HeNOH，入射的是粒子，所以B是粒子產(chǎn)生的徑跡；質(zhì)量大電離作用強(qiáng)的新核，徑跡粗而短，故A是新核徑跡；質(zhì)子電離作用弱一些，貫穿作用強(qiáng)，徑跡細(xì)而長(zhǎng)，故C是質(zhì)子的徑跡，所以正確選項(xiàng)為D。6如圖是帶電粒子在氣泡室中運(yùn)動(dòng)徑跡的照片及其中某條徑跡的放大圖。勻強(qiáng)磁場(chǎng)與帶電粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡垂直，A、B、C是該條徑跡上的三點(diǎn)。若該粒子在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中質(zhì)量和電荷量保持不變，不斷克服阻力做功，則關(guān)于此徑跡下列說(shuō)法正確的是()A粒子由A經(jīng)B向C運(yùn)動(dòng)B粒子由C經(jīng)B向A運(yùn)動(dòng)C粒子一定帶正電，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里D粒子一定帶負(fù)電，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外答案A解析根據(jù)題意，帶電粒子沿垂直于磁場(chǎng)方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)，粒子的動(dòng)能逐漸減小，速度減小，則由公式r得知，粒子的軌跡半徑逐漸減小，由圖看出，粒子是從A經(jīng)B向C運(yùn)動(dòng)，故A正確，B錯(cuò)誤。若粒子帶正電，由左手定則判斷可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向里；若粒子帶負(fù)電，由左手定則判斷可知，磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，故C、D錯(cuò)誤。7下面列出的是一些核反應(yīng)方程：PSiX，BeH5BY，HeHeLiZ下列判斷正確的是()AX是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子BX是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子CX是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子DX是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子答案D解析由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒可知D正確。8放射性同位素可作為示蹤原子，例如，在醫(yī)學(xué)上可以確定腫瘤的位置等，今有四種不同的放射性同位素R、P、Q、S，它們的半衰期分別為半年、38天、15天和2天，則應(yīng)選用的同位素是()ASBQCPDR答案A解析半衰期越長(zhǎng)，放射性廢料越難處理，所以一旦研究結(jié)束，就希望放出的射線量大大減小，因此應(yīng)選擇半衰期較短、衰變稍快的放射性元素作為示蹤原子，故選A。9將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核P，放出一個(gè)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()答案B解析把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng)，衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，放出的正電子的運(yùn)動(dòng)方向跟Si核運(yùn)動(dòng)方向一定相反，由于它們都帶正電荷，在洛倫茲力作用下一定形成兩個(gè)外切圓的軌道，C、D可排除。因?yàn)槁鍌惼澚μ峁┫蛐牧?，即qvBm，所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為r，衰變時(shí)，放出的正電子與反沖核Si的動(dòng)量大小相等，因此在同一個(gè)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑與它們的電荷量成反比，即，可見正電子運(yùn)動(dòng)的圓周軌道半徑較大，故選B。10(多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的()A射線探傷B利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況C利用鈷60治療腫瘤等疾病D把含有放射性同位素的肥料施給農(nóng)作物用以檢測(cè)農(nóng)作物吸收養(yǎng)分的規(guī)律答案BD解析A是利用了射線的穿透性，A錯(cuò)誤；C是利用了射線的生物作用，C錯(cuò)誤；B、D是應(yīng)用放射性同位素作為示蹤原子，B、D正確。二、非選擇題11完成下列各核反應(yīng)、衰變方程并指出哪個(gè)核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子和人工放射性同位素的。(1)5BHe7N()；(2)Be()6Cn；(3)Al()MgH；(4)7NHe8O()；(5)UTh()；(6)Na()NaH；(7)AlHen()；PSi()。答案見解析解析(1)5BHe7Nn；(2)BeHe6Cn，此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子；(3)AlnMgH；(4)7NHe8OH，此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子；(5)UThHe；(6)NaHNaH；(7)AlHenP；PSie，約里奧居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了人工放射性同位素。121956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用Co的衰變來(lái)驗(yàn)證，其衰變方程是CoNie，其中是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零。(1)中性Co原子的核外電子數(shù)為_。在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物Ni的質(zhì)量數(shù)A是_，核電荷數(shù)Z是_。(2)在衰變前Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線上，如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和e，那么衰變過(guò)程將違背_守恒定律。答案(1)276028(2)動(dòng)量解析(1)由Co可知它的質(zhì)子數(shù)為27，又因?yàn)橹行栽雍送怆娮訑?shù)與質(zhì)子數(shù)相等，故中性Co原子的核外電子數(shù)為27，由CoNie可推得Ni中A為60，Z為28。 (2)衰變前Co核靜止，動(dòng)量為零，衰變后，Ni和e運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線，此時(shí)它們兩個(gè)動(dòng)量之和不為零，如果衰變產(chǎn)物只有Ni和e，則動(dòng)量不守恒，故還應(yīng)有其他產(chǎn)物。13許多元素都存在同位素現(xiàn)象，在目前已發(fā)現(xiàn)的元素中，穩(wěn)定同位素約300多種，而放射性同位素達(dá)1500種以上，而且大多數(shù)是人工制造的。(1)中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所的科學(xué)家利用蘭州重離子加速器在重質(zhì)量半中子區(qū)首次制得鏷元素的一種同位素(234Pa)。已知Th(釷)234Pa(鏷)e(電子)，則234Pa原子核里的中子數(shù)應(yīng)為_。(2)1934年，科學(xué)家在用粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子，更意外的是拿走放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性隨時(shí)間衰減規(guī)律跟天然放射性一樣，也有一定的半衰期。寫出粒子轟擊鋁箔(Al)產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式，并請(qǐng)寫出核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)(請(qǐng)答3點(diǎn))。上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，寫出其產(chǎn)生正電子的方程。我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子，那么正電子是從何而來(lái)的？答案(1)143(2)見解析解析(1)由方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相等，可知234Pa中質(zhì)子數(shù)為91，則中子數(shù)為23491143。(2)鋁核被粒子擊中后產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式為AlHePn。核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)：核反應(yīng)是原子核層次上的變化，而化學(xué)反應(yīng)是分子層次上的變化(或核反應(yīng)前后元素發(fā)生變化，化學(xué)反應(yīng)前后元素種類不變)；核反應(yīng)不受壓強(qiáng)、溫度、所處化學(xué)狀態(tài)的影響，化學(xué)反應(yīng)受其影響很大；核反應(yīng)中能量變化巨大，化學(xué)反應(yīng)能量變化較小。P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出正電子，該衰變方程式為：PSie。原子核中只有質(zhì)子和中子，沒有電子，也沒有正電子。正衰變是原子核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)換成一個(gè)中子同時(shí)放出一個(gè)正電子，其衰變方程為Hen。14如圖所示，靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Li核俘獲一個(gè)速度為v07.7104m/s的中子而發(fā)生核反應(yīng)，LinHHe。若已知氦核的速度為v22.0104m/s，其方向跟中子反應(yīng)前的速度方向相同，求：(1)H的速度是多大？(2)求粒子H和He運(yùn)動(dòng)軌跡的軌道半徑之比；(3)當(dāng)粒子He旋轉(zhuǎn)了3周時(shí)，粒子H旋轉(zhuǎn)幾周？答案(1)1.0103m/s(2