高中物理人教版5本冊(cè)總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 第19章3探測(cè)射線的方法4放射性的應(yīng)用與防護(hù)

3探測(cè)射線的方法4放射性的應(yīng)用與防護(hù)學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)脈絡(luò)1.知道放射線的粒子與其他物質(zhì)作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，了解幾種儀器的簡(jiǎn)單構(gòu)造和基本原理．2．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素．3．知道核反應(yīng)及其遵從的規(guī)律，會(huì)正確書(shū)寫核反應(yīng)方程．4．了解放射性在生產(chǎn)和科學(xué)領(lǐng)域的應(yīng)用．知道射線的危害及防護(hù).探測(cè)射線的方法eq\a\vs4\al([先填空])1．探測(cè)方法(1)組成射線的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過(guò)飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生霧滴，過(guò)熱液體會(huì)產(chǎn)生氣泡．(2)射線能使照相乳膠感光．(3)射線能使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光．2．探測(cè)儀器(1)威耳遜云室：①原理：粒子在云室內(nèi)氣體中飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線的徑跡．②徑跡特點(diǎn)(2)氣泡室：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，如液態(tài)氫．粒子通過(guò)過(guò)熱液體時(shí)，在它的周圍產(chǎn)生氣泡而形成粒子的徑跡．(3)蓋革－米勒計(jì)數(shù)器①優(yōu)點(diǎn)：G—M計(jì)數(shù)器非常靈敏，使用方便．②缺點(diǎn)：只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類．eq\a\vs4\al([再判斷])1．云室和氣泡室都是應(yīng)用射線的穿透能力研究射線的軌跡．(×)2．蓋革－米勒計(jì)數(shù)器既可以統(tǒng)計(jì)粒子的數(shù)量，也可以區(qū)分射線的種類．(×)3．衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒．(√)eq\a\vs4\al([后思考])如何利用云室區(qū)別射線的種類？【提示】利用射線在云室中的徑跡區(qū)別，直而粗的為α射線，細(xì)而長(zhǎng)的為β射線．eq\a\vs4\al([合作探討])探討1：過(guò)飽和氣體為什么能顯示出射線中粒子的徑跡？【提示】射線粒子在云室中的過(guò)飽和氣體中飛過(guò)，射線粒子具有電離作用，可以使沿途的過(guò)飽和氣體分子電離，過(guò)飽和氣體就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴，于是顯示出射線的徑跡．探討2：在威爾遜云室中如何判斷放射線的性質(zhì)和帶電的正負(fù)？【提示】根據(jù)放射線在威爾遜云室中徑跡的長(zhǎng)短和粗細(xì)，可以知道粒子的性質(zhì)，把云室放在磁場(chǎng)中，根據(jù)帶電粒子運(yùn)動(dòng)徑跡的彎曲方向，還可以知道粒子所帶電荷的正負(fù)．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．三種射線在云室中的徑跡比較(1)α粒子的質(zhì)量比較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向．由于它的電離本領(lǐng)大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗．(2)β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向，并且電離本領(lǐng)小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細(xì)，而且速度減小后的軌跡常常彎曲．(3)γ粒子的電離本領(lǐng)更小，在云室中一般看不到它的徑跡．2．不同探測(cè)方法的對(duì)比威耳遜云室和氣泡室都是依據(jù)徑跡探測(cè)射線的性質(zhì)和種類，而蓋革－米勒計(jì)數(shù)器只能計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類．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γ射線的能量大，容易顯示其徑跡B．γ射線的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡C．由于β粒子的速度大，其徑跡細(xì)而且長(zhǎng)D．由于α粒子的速度小，不易顯示其徑跡E．由于α粒子的電離作用強(qiáng)，其徑跡直而粗【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α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B、C、E正確．【答案】BCE2．利用威爾遜云室探測(cè)射線時(shí)能觀察到細(xì)長(zhǎng)而彎曲的徑跡，則可知是________射線射入云室中，觀察到的是射線粒子在運(yùn)動(dòng)路徑上的________．【解析】α射線質(zhì)量較大，在氣體中飛行時(shí)不易改變方向，在云室中的徑跡直而粗，β射線質(zhì)量較小，在云室中的徑跡細(xì)而彎曲，因此觀察到威爾遜云室中細(xì)長(zhǎng)而彎曲的徑跡是β射線的徑跡，射線粒子的運(yùn)動(dòng)肉眼是觀察不到的，觀察到的是酒精的過(guò)飽和蒸氣在射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上形成的霧滴．【答案】β酒精霧滴3．用蓋革－米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線.10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則該放射性元素的半衰期是________天，放出的射線是________射線．【解析】因厚紙板能擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的α射線；因放射性元素原子核個(gè)數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)成正比，10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來(lái)的四分之一，說(shuō)明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的四分之一，由半衰期公式知，已經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，故半衰期是5天．【答案】5α三種射線肉眼都看不見(jiàn)，探測(cè)射線的方法都是利用它們和其他物質(zhì)發(fā)生作用時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象，來(lái)顯示射線的存在.核反應(yīng)和人工放射性同位素eq\a\vs4\al([先填空])1．核反應(yīng)(1)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程．(2)原子核的人工轉(zhuǎn)變1919年盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程：eq\o\al(17,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒．2．人工放射性同位素(1)放射性同位素的定義：具有放射性的同位素．(2)人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)：1934年，約里奧·居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過(guò)α粒子轟擊的鋁片中含有放射性磷eq\o\al(30,15)P.發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程：eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n.eq\a\vs4\al([再判斷])1．盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的過(guò)程就是原子核的人工轉(zhuǎn)變過(guò)程．(√)2．衰變反應(yīng)過(guò)程和原子核的人工轉(zhuǎn)變過(guò)程都遵循質(zhì)量守恒和電荷守恒規(guī)律．(×)3．同位素都具有放射性．(×)eq\a\vs4\al([后思考])衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變有什么不同？【提示】衰變是具有放射性的不穩(wěn)定核自發(fā)進(jìn)行的變化，原子核的人工轉(zhuǎn)變是利用α粒子、質(zhì)子、中子或γ光子轟擊靶核發(fā)生的變化．所有的原子核都可能發(fā)生人工轉(zhuǎn)變．eq\a\vs4\al([合作探討])探討1：書(shū)寫核反應(yīng)方程時(shí)為什么不能用等號(hào)連接？【提示】核反應(yīng)過(guò)程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單箭頭表示反應(yīng)方向．探討2：原子核的衰變方程和原子核的人工轉(zhuǎn)變方程有何區(qū)別？【提示】衰變方程的箭頭左邊只有一個(gè)放射性原子核，原子核的人工轉(zhuǎn)變方程的箭頭左邊有靶核和轟擊靶核的粒子各一個(gè)．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．核反應(yīng)的條件用α粒子、質(zhì)子、中子，甚至用γ光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變．2．核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開(kāi)，而是粒子打入原子核內(nèi)部使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變．3．原子核人工轉(zhuǎn)變的三大發(fā)現(xiàn)(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)1934年約里奧—居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e.4．人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較(1)不同點(diǎn)：原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理和化學(xué)條件的影響．(2)相同點(diǎn)：人工轉(zhuǎn)變與衰變過(guò)程一樣，在發(fā)生過(guò)程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子總動(dòng)量守恒．4．以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程x＋eq\o\al(7,3)Li→2yy＋eq\o\al(14,7)N→x＋eq\o\al(17,8)Oy＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,6)Cx、y和z是3種不同的粒子，下列說(shuō)法正確的是()A．x為α粒子B．x為質(zhì)子C．y為α粒子D．y為電子E．z為中子【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以確定x為質(zhì)子eq\o\al(1,1)H，y為eq\o\al(4,2)He即α粒子，z為中子eq\o\al(1,0)n.【答案】BCE5．用中子轟擊eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生eq\o\al(24,11)Na和X粒子，eq\o\al(24,11)Na具有放射性，它衰變后變成eq\o\al(24,12)Mg，則X為_(kāi)_______粒子，鈉的衰變過(guò)程為_(kāi)_______衰變．【解析】無(wú)論原子核的衰變，還是原子核的人工轉(zhuǎn)變，都滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，根據(jù)以上守恒可得如下方程：eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(24,11)Na＋eq\o\al(4,2)He，eq\o\al(24,11)Na→eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(0,－1)e.顯然，X粒子是α粒子，鈉發(fā)生了β衰變．【答案】αβ6．完成下列各核反應(yīng)方程，并指出哪個(gè)核反應(yīng)是首次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、中子和正電子的．(1)eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(13,7)N＋()(2)eq\o\al(9,4)Be＋()→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n(3)eq\o\al(27,13)Al＋()→eq\o\al(27,12)Mg＋eq\o\al(1,1)H(4)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋()(5)eq\o\al(23,11)Na＋()→eq\o\al(24,11)Na＋eq\o\al(1,1)H(6)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋()；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋()【解析】(1)eq\o\al(10,5)B＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(13,7)N＋eq\o\al(1,0)n(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n由此核反應(yīng)使查德威克首次發(fā)現(xiàn)了中子．(3)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(27,12)Mg＋eq\o\al(1,1)H(4)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H此核反應(yīng)使盧瑟福首次發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子．(5)eq\o\al(23,11)Na＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(24,11)Na＋eq\o\al(1,1)H(6)eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(30,15)P；eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e(正電子)此核反應(yīng)使約里奧—居里夫婦首次發(fā)現(xiàn)了正電子．書(shū)寫核反應(yīng)方程的四條重要原則(1)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒；(2)中間用箭頭，不能寫成等號(hào)；(3)能量守恒(中學(xué)階段不作要求)；(4)核反應(yīng)必須是實(shí)驗(yàn)中能夠發(fā)生的．放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)eq\a\vs4\al([先填空])1．應(yīng)用射線：利用γ射線的穿透本領(lǐng)可以測(cè)厚度等，還可以用于放射治療、照射種子培育優(yōu)良品種等．2．示蹤原子：一種元素的各種同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，用放射性同位素替換非放射性的同位素后可以探測(cè)出原子到達(dá)的位置．3．輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用．要防止放射性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染．eq\a\vs4\al([再判斷])1．同一種元素的放射性同位素具有相同的半衰期．(×)2．在用到射線時(shí)，利用人工放射性同位素和天然放射性物質(zhì)都可以．(×)3．用放射性同位素代替非放射性的同位素來(lái)制成各種化合物做“示蹤原子”．(√)eq\a\vs4\al([后思考])醫(yī)學(xué)上做射線治療用的放射性元素，使用一段時(shí)間后當(dāng)射線強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就需要更換放射材料，原來(lái)的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應(yīng)該很長(zhǎng)還是較短？為什么？【提示】應(yīng)選用半衰期較短的．因?yàn)榘胨テ诙痰姆派湫詮U料容易處理．當(dāng)然也不能選用太短的，否則就需要頻繁更換放射原料了．eq\a\vs4\al([合作探討])探討1：放射性同位素可以怎樣獲得？【提示】放射性同位素可以由天然放射性元素獲得，也可以用人工方法獲得．探討2：人工放射性同位素有哪些優(yōu)點(diǎn)？【提示】(1)放射強(qiáng)度容易控制；(2)可以制成各種所需的形狀；(3)半衰期很短，廢料容易處理．eq\a\vs4\al([核心點(diǎn)擊])1．分類可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種，天然放射性同位素不過(guò)40多種，而人工放射性同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有自己的放射性同位素．2．人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)(1)放射強(qiáng)度容易控制；(2)可以制成各種所需的形狀；(3)半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料容易處理．因此，凡是用到射線時(shí)，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要應(yīng)用(1)利用它的射線．①工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度——利用γ射線的穿透特性；②農(nóng)業(yè)應(yīng)用——γ射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)保存期等；③醫(yī)療上——利用γ射線的高能量治療癌癥．(2)作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，通過(guò)探測(cè)放射性同位素的射線確定其位置．7．下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子()A．γ射線探傷儀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．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測(cè)放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律E．給人注射碘的放射性同位素碘131，然后定時(shí)用探測(cè)器測(cè)量甲狀腺及鄰近組織的放射強(qiáng)度，幫助診斷甲狀腺的疾病【解析】A是利用了γ射線的穿透性；C利用了γ射線的生物作用；B、D、E是利用示蹤原子．【答案】BDE8．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用下列說(shuō)法中正確的有()A．放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷C．用放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γ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傷害E．不能利用γ射進(jìn)行人體透視【解析】利用放射線消除有害靜電是利用α射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電泄出，A錯(cuò)誤；γ射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來(lái)人體透視，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量，B、D、E正確；DNA變異并不一定都是有益的，C錯(cuò)誤．【答案】BDE9．正電子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參與人體的代謝過(guò)程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負(fù)電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器探測(cè)到，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理后產(chǎn)生清晰的圖像．根據(jù)PET原理，回答下列問(wèn)題：(1)寫出15O的衰變和正負(fù)電子湮滅的方程式．(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是()A．利用它的射線 B．作為示蹤原子C．參與人體的代謝過(guò)程 D．有氧呼吸(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)________．(填“長(zhǎng)”、“短”或“長(zhǎng)短均可”)【解析】(1)由題意得eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ.(2)將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的用途為作為示蹤原子．B正確．(3)根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，半衰期應(yīng)該很短．【答案】(1)eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ(2)B(3)短放射性同位素的兩類應(yīng)用(1)利用它的射線：α射線的電離作用，γ射線的貫穿本領(lǐng)和生物作用，β射線的貫穿本領(lǐng)．(2)作為示蹤原子：多數(shù)情況下用β射線，因?yàn)棣蒙渚€難以探測(cè)到．學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng)(十五)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．關(guān)于放射性的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是()A．利用α射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走B．利用β射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C．利用γ射線來(lái)治療肺癌、食道癌等疾病D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子E．利用β射線進(jìn)行金屬探傷【解析】α射線的電離作用很強(qiáng)，應(yīng)利用α射線的電離作用，A對(duì)；γ射線對(duì)生物具有物理化學(xué)作用，照射種子可使基因變異，可用于放射性治療，β射線不具有生物作用，B錯(cuò)，C對(duì)；同位素的核外電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相同，放射性同位素帶有“放射性標(biāo)記”，可用探測(cè)器探測(cè)，D對(duì)；利用γ射線進(jìn)行金屬探傷，E錯(cuò)．【答案】ACD2．用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,)82Pb(鉛)，釋放出一個(gè)中子后，生成了一個(gè)新核，關(guān)于新核的推斷正確的是()A．其質(zhì)子數(shù)為118 B．其質(zhì)量數(shù)為293C．其原子序數(shù)為118 D．其中子數(shù)為90E．其質(zhì)子數(shù)為122【解析】核反應(yīng)方程為eq\o\al(208,)82Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核質(zhì)量數(shù)為293，質(zhì)子數(shù)為118，中子數(shù)為293－118＝175.故正確選項(xiàng)為ABC.【答案】ABC3．用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖18-3-1所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是()圖18-3-1A．A是α粒子的徑跡B．B是α粒子的徑跡C．C是α粒子的徑跡D．A是新核的徑跡E．C是質(zhì)子的徑跡【解析】α粒子轟擊氮的核反應(yīng)方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，入射的是α粒子．所以B是α粒子產(chǎn)生的徑跡，質(zhì)量大、電離作用強(qiáng)的新核eq\o\al(17,8)O，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)，所以細(xì)而長(zhǎng)的徑跡是質(zhì)子的徑跡．所以正確選項(xiàng)為B、D、E.【答案】BDE4．有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說(shuō)法，正確的是()\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素\o\al(30,15)P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng)D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對(duì)植物的影響\o\al(30,15)P的半衰期與所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)【解析】同位素應(yīng)具有相同的質(zhì)子數(shù)，故A錯(cuò)；同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，B對(duì)；元素的半衰期與其所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)E對(duì)；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對(duì)．【答案】BDE5．醫(yī)學(xué)界通過(guò)14C標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14【解析】用14C標(biāo)記C60來(lái)查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是做示蹤原子．【答案】示蹤原子6．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)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210α138天氡222β天鍶90β28年鈾238α、β、γ×109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(guò)軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻．可利用的元素是________．【解析】要測(cè)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(qiáng)，薄膜厚度不會(huì)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(zhǎng)，所以只有鍶90較合適．【答案】鍶907．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eq\o\al(30,15)P，放出一個(gè)正電子后變成原子核eq\o\al(30,14)Si，畫(huà)出反映正電子和Si核的軌跡示意圖．【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．因?yàn)橛新鍌惼澚ψ鳛橄蛐牧?，即qvB＝meq\f(v2,r).所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r＝eq\f(mv,qB).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)的半徑與它們的電荷量成反比，即eq\f(re,rSi)＝eq\f(qSi,qe)＝eq\f(14,1).可見(jiàn)正電子運(yùn)動(dòng)的圓半徑較大．故其示意圖應(yīng)為.【答案】見(jiàn)解析圖8．用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然放射性同位素只不過(guò)40幾種，而今天人工制造的同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有放射性同位素，放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等許多方面得到廣泛應(yīng)用．(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失，其原因是________．A．射線的貫穿作用B．射線的電離作用C．射線的物理、化學(xué)作用D．以上三個(gè)選項(xiàng)都不是(2)如圖19-4-1是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖，如工廠生產(chǎn)的是厚度1mm鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度起主要作用的是________射線．圖19-4-1(3)在我國(guó)首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C【解析】(1)因放射性的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，所以使驗(yàn)電器所帶電荷消失．(2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1mm的鋁板，因而探測(cè)器不能探到，γ射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，穿透1mm的鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測(cè)器上很難分辨，β射線也能穿透幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，探測(cè)器容易分辨．(3)把摻入14C的人工合成牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14【答案】(1)B(2)β(3)示蹤原子[能力提升]9．一個(gè)質(zhì)子以×107A．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質(zhì)子撞鋁原子核的過(guò)程動(dòng)量守恒D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105【解析】由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，即D選項(xiàng)錯(cuò)誤，C、E選項(xiàng)正確．【答案】ACE10．某校學(xué)生在進(jìn)行社會(huì)綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見(jiàn)下表)，并總結(jié)出它們的幾種用途．同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期釙210α138天鍶90β28年鈷60γ5年镅241β433天锝99γ6小時(shí)氡α天根據(jù)上表請(qǐng)你分析判斷下面結(jié)論正確的是()A．塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過(guò)軋輥后變薄，利用α射線來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻B．鈷60的半衰期為5年，若取4個(gè)鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個(gè)原子核C．把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期不變D．用锝99可以作示蹤原子，用來(lái)診斷人體內(nèi)的器官是否正常．方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)到檢查的器官時(shí)，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否E．半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，對(duì)大量的原子核的衰變才有意義【解析】因?yàn)棣辽渚€不能穿透薄膜，無(wú)法測(cè)量薄膜的厚度，所以A不正確；鈷60的半衰期為5年是指大量鈷60原子核因衰變而減少到它原來(lái)數(shù)目的一半所需要的時(shí)間，因此B錯(cuò)誤C、E正確；檢查時(shí)，要在人體外探測(cè)到體內(nèi)輻射出來(lái)的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長(zhǎng)期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為放射源，D正確．【答案】CDE11．中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt.制取過(guò)程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶eq\o\al(9,4)Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞eq\o\al(204,80)Hg，反應(yīng)過(guò)程可能有兩種：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg.寫出上述核反應(yīng)方程式.【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390050】【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的