高中物理人教版選修35教學(xué)案第十九章第34節(jié)探測(cè)射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)2

第3、4節(jié)探測(cè)射線的方法__放射性的應(yīng)用與防護(hù)1．1912年英國(guó)物理學(xué)家威耳遜創(chuàng)造了威耳遜云室。2．射線可使氣體或液體電離，使照相乳膠感光，使熒光物質(zhì)產(chǎn)生熒光。3．原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過(guò)程，稱為核反響。4．在核反響中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。5．1928年由德國(guó)物理學(xué)家蓋革與米勒研制勝利了用于探測(cè)射線的蓋革－米勒計(jì)數(shù)器。6．1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)覺(jué)了人工放射性同位素。7．放射性同位素有很多應(yīng)用，如應(yīng)用它的射線，或把它作為示蹤原子；放射性同位素也有很多危害。過(guò)量的射線對(duì)人體組織有破壞作用，同時(shí)對(duì)水源、空氣等也有污染。一、探測(cè)射線的方法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聚成霧滴，于是顯示出射線的徑跡。②粒子徑跡外形：α粒子的徑跡直而粗β粒子的徑跡比擬細(xì)，而且經(jīng)常彎曲γ粒子的電離本事很小，在云室中一般看不到它的徑跡(2)氣泡室：氣泡室的原理同云室的原理類(lèi)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)，在它的四周產(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)器特別靈敏，使用便利。②缺點(diǎn)：只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線的種類(lèi)。二、核反響和放射線的應(yīng)用與防護(hù)1．核反響(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)覺(jué)質(zhì)子的核反響方程：eq\o\al(14,7)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：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。(2)人工放射性同位素的發(fā)覺(jué)：1934年，約里奧—居里夫婦發(fā)覺(jué)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。(3)發(fā)覺(jué)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。3．放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)(1)應(yīng)用射線應(yīng)用射線可以測(cè)厚度、醫(yī)療方面的放射治療、照耀種子培育優(yōu)良品種等。(2)示蹤原子：有關(guān)生物大分子的結(jié)構(gòu)及其功能的討論，要借助于示蹤原子。(3)輻射與平安：人類(lèi)始終生活在放射性的環(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。1．自主思索——判一判(1)云室和氣泡室都是應(yīng)用射線的穿透力量討論射線的軌跡。(×)(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(lèi)。(×)(3)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿意質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。(√)(4)醫(yī)學(xué)上利用射線進(jìn)行放射治療時(shí)，要掌握好放射的劑量。(√)(5)發(fā)覺(jué)質(zhì)子、發(fā)覺(jué)中子和發(fā)覺(jué)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的核反響均屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變。(√)(6)同一種元素的放射性同位素具有相同的半衰期。(×)2．合作探究——議一議(1)如何利用云室區(qū)分射線的種類(lèi)？提示：利用射線在云室中的徑跡區(qū)分，直而粗的為α射線，細(xì)而長(zhǎng)的為β射線。(2)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。全部的原子核都可能發(fā)生人工轉(zhuǎn)變。(3)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)度降低到肯定程度時(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)當(dāng)很長(zhǎng)還是較短？為什么？提示：應(yīng)選用半衰期較短的。由于半衰期短的放射性廢料簡(jiǎn)單處理。當(dāng)然也不能選用太短的，否那么就需要頻繁更換放射原料了。探測(cè)射線的三種儀器1．威耳遜云室(1)原理：試驗(yàn)時(shí)先往云室里參加少量的酒精，使室內(nèi)布滿酒精的飽和蒸氣，然后使活塞快速向下運(yùn)動(dòng)，室內(nèi)氣體由于快速膨脹，溫度降低，酒精蒸氣到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)。這時(shí)讓射線粒子從室內(nèi)的氣體中飛過(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聚成霧滴，這些霧滴沿射線經(jīng)過(guò)的路線排列，于是就顯示出了射線的徑跡，可用照相機(jī)拍攝下其運(yùn)動(dòng)的徑跡進(jìn)行觀看分析。(2)三種射線在云室中的徑跡比擬：①α粒子的質(zhì)量比擬大，在氣體中飛行時(shí)不易轉(zhuǎn)變方向。由于它的電離本事大，沿途產(chǎn)生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗。②β粒子的質(zhì)量小，跟氣體碰撞時(shí)簡(jiǎn)單轉(zhuǎn)變方向，并且電離本事小，沿途產(chǎn)生的離子少，所以它在云室中的徑跡比擬細(xì)，而且速度減小后的軌跡經(jīng)常彎曲。③γ粒子的電離本事更小，在云室中一般看不到它的徑跡。2．氣泡室(1)原理：氣泡室的原理同云室的原理類(lèi)似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，掌握氣泡室內(nèi)液體的溫度和壓強(qiáng)，使室內(nèi)溫度略低于液體的沸點(diǎn)。當(dāng)氣泡室內(nèi)壓強(qiáng)突然降低時(shí)，液體的沸點(diǎn)變低，使液體過(guò)熱，此時(shí)讓射線粒子射入室內(nèi)，粒子四周就有氣泡形成。用照相機(jī)拍攝出徑跡照片，依據(jù)照片上記錄的狀況，可以分析粒子的性質(zhì)。(2)氣泡室和云室的比擬：氣泡室的工作原理與云室相類(lèi)似，云室內(nèi)裝有潔凈的空氣，而氣泡室內(nèi)裝的是液體。相同之處在于都可以形成射線粒子的運(yùn)動(dòng)徑跡，通過(guò)討論徑跡，討論射線的性質(zhì)。3．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器(1)原理：在金屬絲和圓筒間加上肯定的電壓，這個(gè)電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓，當(dāng)某種射線粒子進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生電子……這樣，一個(gè)射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子，這些電子到達(dá)陽(yáng)極，正離子到達(dá)陰極，在外電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái)。(2)優(yōu)缺點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：放大倍數(shù)很大，特別靈敏，用它檢測(cè)射線特別便利。缺點(diǎn)：①不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線種類(lèi)；②假如同時(shí)有大量粒子或兩個(gè)粒子射來(lái)的時(shí)間間隔小于200μs，那么計(jì)數(shù)器不能區(qū)分它們。[典例][多項(xiàng)選擇]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，假設(shè)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，那么以下關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．放射源射出的是α射線B．放射源射出的是β射線C．這種放射性元素的半衰期是5天[思路點(diǎn)撥]解答此題時(shí)應(yīng)留意以下兩點(diǎn)：(1)依據(jù)α射線、β射線的穿透力量確定射線的種類(lèi)。(2)由半衰期的定義求出該元素的半衰期。[解析]因厚紙板能攔住這種射線，可知這種射線是穿透力量最差的α射線，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；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]AC1．[多項(xiàng)選擇]以下關(guān)于放射線的探測(cè)說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．氣泡室探測(cè)射線的原理與云室探測(cè)射線原理類(lèi)似B．由氣泡室內(nèi)射線徑跡可以分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等狀況C．蓋革－米勒計(jì)數(shù)器探測(cè)射線也是利用射線的電離本事D．蓋革－米勒計(jì)數(shù)器不僅能計(jì)數(shù)，還能用來(lái)分析射線的性質(zhì)解析：選ABC氣泡室探測(cè)射線原理與云室探測(cè)射線原理類(lèi)似，不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過(guò)時(shí)產(chǎn)生氣泡來(lái)顯示射線徑跡的，應(yīng)選項(xiàng)A正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場(chǎng)中的彎曲方向等，可分析射線的帶電、動(dòng)量、能量等狀況，應(yīng)選項(xiàng)B正確；蓋革－米勒計(jì)數(shù)器利用射線電離作用，產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計(jì)數(shù)，所以選項(xiàng)C正確；由于對(duì)于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能分析射線的性質(zhì)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2．如圖是科學(xué)史上一張聞名的試驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過(guò)某種金屬板運(yùn)動(dòng)的徑跡，云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。分析此徑跡可知粒子()A．帶正電，由下向上運(yùn)動(dòng)B．帶正電，由上向下運(yùn)動(dòng)C．帶負(fù)電，由上向下運(yùn)動(dòng)D．帶負(fù)電，由下向上運(yùn)動(dòng)解析：選A由題圖可以看出粒子在金屬板上方的軌道半徑比在金屬板下方時(shí)小，由帶電粒子在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式R＝eq\f(mv,qB)可知粒子在金屬板上方運(yùn)動(dòng)的速率小，所以粒子由下往上運(yùn)動(dòng)，B、C錯(cuò)誤；磁場(chǎng)方向垂直照片向里，結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)方向，依據(jù)左手定那么可知粒子帶正電，A正確，D錯(cuò)誤。原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反響方程1．核反響的條件：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．核反響的實(shí)質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核翻開(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)變的三個(gè)典型核反響(1)1919年盧瑟福發(fā)覺(jué)質(zhì)子的核反響：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)覺(jué)中子的核反響：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)覺(jué)放射性同位素和正電子的核反響：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)變核反響與衰變的比擬不同點(diǎn)原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反響，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要肯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。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，反響前后粒子總動(dòng)量守恒。[典例]某試驗(yàn)室工作人員，用初速度為v0c(c為真空中的光速)的α粒子轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的Na，產(chǎn)生了質(zhì)子。假設(shè)某次碰撞可看作對(duì)心正碰，碰后新核的運(yùn)動(dòng)方向與α粒子的初速度方向相同，質(zhì)子的運(yùn)動(dòng)方向與新核運(yùn)動(dòng)方向相反，它們?cè)诖怪庇诖艌?chǎng)的平面內(nèi)分別做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。通過(guò)分析軌跡半徑，可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1∶10，質(zhì)子質(zhì)量為m。(1)寫(xiě)出核反響方程。(2)求出質(zhì)子的速度v(結(jié)果保存兩位有效數(shù)字)。[解析](1)核反響方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)H。(2)α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、26m，質(zhì)子的速率為v，由于是對(duì)心正碰，由動(dòng)量守恒定律得4mv0＝26m×eq\f(v,10)－mv解得vc。[答案](1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(23,11)Na→eq\o\al(26,12)Mg＋eq\o\al(1,1)c寫(xiě)核反響方程時(shí)應(yīng)留意以下三點(diǎn)(1)核反響過(guò)程一般都是不行逆的，核反響方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反響方向。(2)核反響方程應(yīng)以試驗(yàn)事實(shí)為根底，不能憑空杜撰。(3)核反響方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反響過(guò)程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化。1．[多項(xiàng)選擇]用α粒子轟擊鈹核(eq\o\al(9,4)Be)，生成一個(gè)碳核(eq\o\al(12,6)C)和一個(gè)粒子，那么該粒子()A．帶正電，能在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．在任意方向的磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．電離本事特殊強(qiáng)，是原子核的組成局部之一D．盧瑟福預(yù)言，查德威克發(fā)覺(jué)解析：選BD核反響方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，這種粒子是中子，故B、D正確。2．以下是物理學(xué)史上3個(gè)聞名的核反響方程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，其中z是()A．α粒子 B．質(zhì)子C．中子 D．電子解析：選C把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x，即eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(7,3)Li→y＋eq\o\al(17,8)O，可見(jiàn)y是eq\o\al(4,2)He，結(jié)合第三個(gè)方程，依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子eq\o\al(1,0)n。因此選項(xiàng)C正確。3．1956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eq\o\al(60,27)Co放射源進(jìn)行了試驗(yàn)驗(yàn)證。次年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。eq\o\al(60,27)Co的衰變方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋νe，其中νe是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可以認(rèn)為是零。eq\o\al(60,27)Co的核外電子數(shù)為_(kāi)_______，在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物eq\o\al(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)是________，核電荷數(shù)是________。解析：eq\o\al(60,27)Co的核外電子數(shù)為27。由質(zhì)量數(shù)守恒，知eq\o\al(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)為A＝60。由核電荷數(shù)守恒，知eq\o\al(A,Z)Ni的核電荷數(shù)為Z＝27＋1＝28。答案：276028放射性同位素的應(yīng)用1．分類(lèi)可分為自然?放射性同位素和人工放射性同位素兩種，自然?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)度簡(jiǎn)單掌握；(2)可以制成各種所需的外形；(3)半衰期比自然?放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料簡(jiǎn)單處理。因此，但凡用到射線時(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(mén)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。[典例]以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．給農(nóng)作物施肥時(shí)，在肥料里放一些放射性同位素，是由于農(nóng)作物汲取放射性同位素后生長(zhǎng)更好B．輸油管道漏油時(shí)，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y(cè)其射線，確定漏油位置C．自然?放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃算D．放射性元素被植物汲取，其放射性將發(fā)生轉(zhuǎn)變[思路點(diǎn)撥](1)放射性元素和它的同位素化學(xué)性質(zhì)相同。(2)放射性同位素含量簡(jiǎn)單掌握，衰變周期較短。[解析]放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)汲取含有哪種元素的肥料。無(wú)論植物汲取含放射性元素的肥料，還是無(wú)放射性肥料，植物生長(zhǎng)是相同的，A錯(cuò)；人工放射性同位素，含量易掌握，衰變周期短，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成永久污染，而自然?放射性元素，劑量不易掌握、衰變周期長(zhǎng)、會(huì)污染環(huán)境，所以不用自然?放射元素，C錯(cuò)；放射性是原子核的本身性質(zhì)，與元素的狀態(tài)、組成等無(wú)關(guān)，D錯(cuò)；放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確。[答案]B放射性同位素的應(yīng)用技巧(1)用射線來(lái)測(cè)量厚度，一般不選取α射線是由于其穿透力量太差，更多的是選取γ射線，也有局部選取β射線的。(2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保質(zhì)期一般選取γ射線。(3)使用放射線時(shí)平安是第一位的。1．醫(yī)學(xué)界通過(guò)14C標(biāo)記的C60發(fā)覺(jué)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，那么14C的用途是()A．示蹤原子 B．電離作用C．催化作用 D．貫穿作用解析：選A用14C標(biāo)記C60來(lái)查明元素的行蹤，發(fā)覺(jué)可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的用途是示蹤原子，應(yīng)選項(xiàng)A正確。2．用“γ刀〞進(jìn)行手術(shù)，可以使病人在糊涂狀態(tài)下經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間完成手術(shù)，在此過(guò)程中，主要利用：①γ射線具有較強(qiáng)的穿透本事；②γ射線很簡(jiǎn)單繞過(guò)障礙物到達(dá)病灶區(qū)域；③γ射線具有很強(qiáng)的電離力量，從而使病變細(xì)胞電離而被破壞；④γ射線具有很高的能量。上述描述正確的選項(xiàng)是()A．①② B．②③C．①②③ D．①④解析：選D用“γ刀〞進(jìn)行手術(shù)，利用的是γ射線具有較強(qiáng)的穿透本事能夠進(jìn)入病灶區(qū)，再利用γ射線具有很高的能量殺死病變細(xì)胞；γ射線的電離本事最弱。應(yīng)選項(xiàng)D正確。3．在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測(cè)鋼板厚度，其監(jiān)測(cè)裝置由放射源、探測(cè)器等構(gòu)成，如下圖。該裝置中探測(cè)器接收到的是()A．X射線 B．α射線C．β射線 D．γ射線解析：選D放射源按放射線分為α、β、γ和中子源，沒(méi)有X射線源，α射線的穿透力量弱，不能穿透鋼板，β射線只能穿透3mm厚的鋁板，而γ射線才能穿透鋼板，故D正確。1．威耳遜云室能夠觀看到射線徑跡，是利用()A．射線在云室里的穿透本事B．射線在云室里的化學(xué)效應(yīng)C．射線在云室里的熱效應(yīng)D．射線在云室里的電離作用解析：選D在云室中能夠觀看到射線的徑跡是利用射線在云室里發(fā)生電離作用，故D正確。2．[多項(xiàng)選擇]以下應(yīng)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eq\o\al(131,53)I的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油狀況C．利用eq\o\al(60,27)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(cè)確定農(nóng)作物汲取養(yǎng)分的規(guī)律解析：選BD射線探傷儀利用了射線的穿透力量，選項(xiàng)A不符合題意。利用含有放射性eq\o\al(131,53)I的油，可以記錄油的運(yùn)動(dòng)蹤跡，進(jìn)而檢查管道的漏油狀況，選項(xiàng)B符合題意。利用eq\o\al(60,27)Co治療腫瘤等疾病，利用了射線的穿透力量和高能量，選項(xiàng)C不符合題意。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(cè)確定農(nóng)作物汲取養(yǎng)分的規(guī)律，選項(xiàng)D符合題意。3．用α粒子照耀充氮的云室，得到如下圖的照片，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．A是α粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡B．B是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡C．C是α粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡D．B是α粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡解析：選Dα粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個(gè)新核并放出質(zhì)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(zhì)量大電離作用強(qiáng)，所以徑跡粗而短，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D。4．用中子轟擊鋁27，產(chǎn)生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后生成鎂24，那么X粒子和鈉的衰變過(guò)程分別是()A．質(zhì)子，α衰變 B．電子，α衰變C．α粒子，β衰變 D．正電子，β衰變解析：選C依據(jù)核反響方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X粒子的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，所以X為α粒子，鈉24衰變后生成鎂24，質(zhì)量數(shù)不變，所以只能是β衰變，故只有C正確。5．[多項(xiàng)選擇]關(guān)于放射性同位素的一些應(yīng)用，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．利用放射性消退靜電是利用射線的穿透作用B．利用射線探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C．利用射線改進(jìn)品種是由于射線可使DNA發(fā)生變異D．在討論農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子解析：選BCD消退靜電是利用射線的電離作用使空氣電離，A錯(cuò)誤。探測(cè)機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改進(jìn)品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異的性質(zhì)，B、C正確。討論農(nóng)作物合理施肥中是利用放射性同位素作為示蹤原子，D正確。6．在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個(gè)適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在以下核反響式的橫線上。(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋________；(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋________；(3)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋________；(4)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋________；(5)eq\o\al(235,92)U＋________→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n；(6)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋________。解析：在核反響過(guò)程中，遵循反響前后電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。對(duì)參加反響的全部根本粒子采納左下角(電荷數(shù))配平，左上角(質(zhì)量數(shù))配平。未知粒子可依據(jù)其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)確定。如(1)中電荷數(shù)為92－90＝2，質(zhì)量數(shù)為238－234＝4，由此可知為α粒子(eq\o\al(4,2)He)，同理確定其他粒子分別為：中子(eq\o\al(1,0)n)，電子(eq\o\al(0,－1)e)，正電子(eq\o\al(0,1)e)，中子(eq\o\al(1,0)n)，質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)。答案：(1)eq\o\al(4,2)He(2)eq\o\al(1,0)n(3)eq\o\al(0,－1)e(4)eq\o\al(0,＋1)e(5)eq\o\al(1,0)n(6)eq\o\al(1,1)H7．[多項(xiàng)選擇]關(guān)于威耳遜云室的原理，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．往云室加少量酒精，使其到達(dá)飽和狀態(tài)，然后壓縮活塞，使其到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)B．往云室加少量酒精，使其到達(dá)飽和狀態(tài)，然后外拉活塞，使其到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)C．粒子經(jīng)過(guò)時(shí)，使酒精蒸氣電離，以這些粒子為核心凝聚成霧滴，顯示出其徑跡D．粒子經(jīng)過(guò)時(shí)，使沿途的氣體分子電離，酒精蒸氣以離子為核心凝聚成霧滴，顯示其粒子徑跡解析：選BD威耳遜云室的原理是先往云室里加少量酒精，使云室內(nèi)布滿酒精的飽和蒸氣，然后外拉活塞，氣體膨脹、溫度降低，酒精蒸氣到達(dá)過(guò)飽和狀態(tài)，這時(shí)假如有粒子飛過(guò)，使沿途的氣體分子電離，過(guò)飽和酒精蒸氣會(huì)以這些離子為核心凝聚成霧滴，顯示粒子徑跡，故B、D正確，A、C錯(cuò)誤。8．[多項(xiàng)選擇]×107m/s的速度撞一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核。鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，那么以下推斷正確的選項(xiàng)是()A．核反響方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反響方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向全都D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向全都解析：選AD由核反響中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B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，方向與質(zhì)子的初速度方向全都，選項(xiàng)D正確。9．[多項(xiàng)選擇]有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B.eq\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，觀看磷肥對(duì)植物的影響解析：選BD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)；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對(duì)。10．某校同學(xué)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99β28年鈷60γ5年镅241β433天锝99γ6小時(shí)氡α依據(jù)上表請(qǐng)你分析推斷下面結(jié)論正確的選項(xiàng)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勻稱B．鈷60的半衰期為5年，假設(shè)取4個(gè)鈷60原子核，經(jīng)10年后就肯定剩下一個(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變短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)的一局部到達(dá)檢查的器官時(shí)，可依據(jù)放射性同位素的射線狀況分析器官正常與否解析：選D由于α射線不能穿透薄膜，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原子核因衰變而削減到它原來(lái)數(shù)目的一半所需要的時(shí)間，因此B、C錯(cuò)誤；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。11．核能是一種高效的能源。(1)在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄露，核反響堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼、壓力殼和平安殼(如圖甲)。結(jié)合圖可知，平安殼應(yīng)中選用的材料是________。(2)核反響堆中的核廢料具有很強(qiáng)的放射性，目前常用的處理方法是將其裝入特制的容器中，然后()A．沉入海底 B．放至沙漠C．運(yùn)到月球 D．深埋地下(3)如圖乙是用來(lái)監(jiān)測(cè)工作人員受到輻射狀況的胸章，通過(guò)照相底片被射線感光的區(qū)域，可以推斷工作人員受到何種輻射。當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下