2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核3-4放射性的應(yīng)用與防護課堂演練含解析新人教版選修3-5

PAGE5-探測射線的方法放射性的應(yīng)用與防護1．(多選)關(guān)于放射性同位素的應(yīng)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實力很強的性質(zhì)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射線貫穿實力很強的性質(zhì)D．γ射線探傷利用了γ射線電離實力很強的性質(zhì)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射線的貫穿實力很強的性質(zhì)，正確選項為B、C.答案：BC2.（多選）有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說法中正確的是（）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與其同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)C.用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變短D.含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放電子，可用來作示蹤原子，以便視察磷肥對植物的影響解析：同位素具有相同的質(zhì)子數(shù)，化學(xué)性質(zhì)相同，A錯誤，B正確；半衰期與化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，C錯誤；選擇半衰期短的放射性元素作為示蹤原子，含有eq\o\al(30,15)P的磷肥放出正電子，eq\o\al(30,15)P可作為示蹤原子，D正確.答案：BD3．用α粒子照耀充氮的云室，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(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：α粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個新核并放出質(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，所以徑跡粗而短，故A是新核徑跡；質(zhì)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(zhì)子的徑跡．故正確答案為D.答案：D4．(多選)一個質(zhì)子以1.4×107m/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(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍．則下列推斷中正確的是()A．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(1,1)H→eq\o\al(27,14)Si＋eq\o\al(1,0)nC．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/sD．硅原子核速度的數(shù)量級為105m/s解析：核反應(yīng)方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)Si，由動量守恒定律得m×1.4×107m/s＝28mv′，解得v′＝5×105m/s，因此選項A、D正確．答案：AD5．靜止的氮核eq\o\al(14,7)N被速度為v0的中子eq\o\al(1,0)n擊中生成碳核eq\o\al(12,6)C和另一種原子核甲，已知eq\o\al(12,6)C與甲核的速度方向與碰撞前中子的速度方向一樣，碰后碳核eq\o\al(12,6)C與甲核的動量之比為1∶1.(1)寫出核反應(yīng)方程式；(2)eq\o\al(12,6)C與甲核的速度各是多大？解析：(1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)與核電荷數(shù)守恒，可知甲核的核電荷數(shù)是1、質(zhì)量數(shù)是3，甲核是氚核，核反應(yīng)方程式為：eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(3,1)H.(2)設(shè)中子質(zhì)量為m0，eq\o\al(12,6)C核質(zhì)量mC，甲核質(zhì)量為m甲，由動量守恒，得m0v0＝mCvC＋m甲v甲，即m0v0＝12m0vC＋3m0v甲，又因為eq\o\al(12,6)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＝eq\f(v0,24)，v甲＝eq\f(v0,6).答案：(1)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(3,1)H(2)eq\f(v0,24)eq\f(v0,6)A級抓基礎(chǔ)1.威耳遜云室能夠視察到射線徑跡，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：在云室中能夠視察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.答案：D2.（多選）下列說法正確的是（）A.很多元素能自發(fā)地放出射線，使人們起先相識到原子是有困難結(jié)構(gòu)的B.工業(yè)部門可以運用放射線來測厚度C.利用γ射線照耀種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，從而培育出新的優(yōu)良品種D.放射性同位素可以用來做示蹤原子解析：自發(fā)地放出射線，使人們起先相識到原子核是有困難結(jié)構(gòu)的，故A錯誤；工業(yè)部門可以運用放射線來測厚度，不同的放射線，可測量不同厚度，故B正確；γ射線照耀種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生變異，從而培育出新的優(yōu)良品種，故C正確；放射性同位素可以用來做示蹤原子，故D正確.答案：BCD3.下表給出了四種放射性同位素的輻射線和半衰期.同位素釙210锝99鈷60鍶90輻射線αγγβ半衰期138天6小時5年28年在醫(yī)療技術(shù)中，常用放射線治療腫瘤，其放射線必需滿意：①具有較強的穿透實力，以輻射到體內(nèi)的腫瘤處；②在較長時間內(nèi)具有相對穩(wěn)定的輻射強度.為此所選擇的放射源應(yīng)為（）A.釙210 B.锝99C.鈷60 D.鍶90解析：三種射線中γ射線的穿透實力最強，α射線與β射線的穿透性都相對于γ射線較弱，不適合用做醫(yī)學(xué)的放射源，故A、D錯誤；三種射線中γ射線的穿透實力最強，锝99的半衰期較短，而鈷60的半衰期較長，鈷60在較長時間內(nèi)具有相對穩(wěn)定的輻射強度，適合用做醫(yī)學(xué)的放射源，故B錯誤，C正確.答案：C4．(多選)放射性同位素鈷60能放出較強的γ射線，其強度簡單限制．這使得γ射線得到廣泛應(yīng)用．下列選項中，屬于γ射線的應(yīng)用的是()A．醫(yī)學(xué)上制成γ刀，無須開顱即可治療腦腫瘤B．機器運轉(zhuǎn)時常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照耀機器可將電荷導(dǎo)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限制D．用γ射線照耀草莓、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(dǎo)體，B錯誤；γ射線的穿透實力很強，薄鋁板的厚度改變時，接收到的信號強度改變很小，不能限制鋁板厚度，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：AD5．在下列四個核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子．①eq\o\al(3,1)H＋X1→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n②eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋X2③eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋X3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋X4以下推斷中正確的是()A．X1是質(zhì)子 B．X2是中子C．X3是電子 D．X4是質(zhì)子解析：依據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知，X1為eq\o\al(2,1)H，A錯；X2為eq\o\al(1,1)H，B錯；X3為eq\o\al(1,0)n，C錯；X4為eq\o\al(1,1)H，D對．答案：DB級提實力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eq\o\al(30,15)P，放出一個正電子后變成原子核eq\o\al(30,14)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)，依據(jù)動量守恒定律正電子和Si核運動方向肯定相反，C、D可解除.由qvB＝meq\f(v2,R)得，R＝eq\f(mv,qB)，因為動量mv相等，故R∝eq\f(1,q)，即eq\f(Re,Rsi)＝eq\f(qsi,qe)＝eq\f(14,1)，可見Si核的運動半徑較小，選B.答案：B7．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222β3.8天鍶90β28年鈾238α、β、γ4.5×109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軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否勻稱，可利用的元素是()A．釙210 B．氡222C．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：C8．1934年，約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時，除了測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子．正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)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，鋁箔雖不再放射中子，但仍舊接著放射正電子，而且這種放射性也有肯定的半衰期．原來，鋁箔被α粒子擊中后發(fā)生了如下反應(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，這里的eq\o\al(30,15)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eq\o\al(30,15)P放出正電子的核反應(yīng)方程．(2)放射性同位素eq\o\al(30,15)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(zhì)子，那么正β衰變中的正電子從何而來？解析：(1)核反應(yīng)方程為eq\o