2024-2025學(xué)年高中物理課時分層作業(yè)14探測射線的方法放射性的應(yīng)用與防護含解析新人教版選修3-5

PAGE3-課時分層作業(yè)(十四)(時間：20分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共5小題，每小題6分)1．有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說法，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eq\o\al(30,14)X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D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，視察磷肥對植物的影響[解析]同位素應(yīng)具有相同的質(zhì)子數(shù)，eq\o\al(30,15)P和eq\o\al(30,14)X不是同位素，不具有相同的化學(xué)性質(zhì)，A、B均錯誤；元素的半衰期與其所處的狀態(tài)無關(guān)，C錯；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對．[答案]D2．(多選)關(guān)于威耳遜云室探測射線，下列說法正確的是()A．威耳遜云室內(nèi)充溢過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時可顯示出射線運動的徑跡B．威耳遜云室中徑跡直而粗的是α射線C．威耳遜云室中徑跡細而彎曲的是γ射線D．威耳遜云室中顯示粒子徑跡的緣由是電離，所以無法由威耳遜云室推斷射線所帶電荷的正負[解析]云室內(nèi)充溢過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時把氣體電離，過飽和蒸氣以離子為核心凝聚成霧滴，霧滴沿射線的路徑排列，顯示出射線的徑跡，故A正確；由于α粒子的電離本事大，貫穿本事小，故α粒子在云室中的徑跡直而粗，即B正確；γ射線的電離本事很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，徑跡細而彎曲的是β射線，所以C錯誤；把云室放到磁場中，由射線徑跡的彎曲方向就可以推斷射線所帶電荷的正負，故D錯誤．[答案]AB3．(多選)在粒子物理的探討中，可以讓粒子通過叫“云室”“氣泡室”的裝置，以顯示它們的徑跡，如圖所示的是在液氫氣泡室中拍攝到的帶電粒子的徑跡，氣泡室中加有勻強磁場．關(guān)于粒子的徑跡是一對緊繞的螺旋線的說法正確的是()A．進入氣泡室的是一對帶相反電荷的粒子，在同一個磁場中它們所受的洛倫茲力方向相反B．進入氣泡室的粒子的比荷肯定不同C．粒子的徑跡是螺旋線，是因為粒子在運動過程中能量削減D．粒子的徑跡是螺旋線，是因為粒子的帶電荷量越來越少[解析]依據(jù)粒子進入氣泡室后沿相反的方向運動，說明粒子所受的洛倫茲力方向相反，粒子帶相反電性的電荷，A正確；由R＝eq\f(mv,qB)知，R不同，因為速度v的大小關(guān)系不確定，eq\f(m,q)的大小關(guān)系也不確定，即eq\f(m,q)可能相同，B錯；因為粒子在運動過程中電荷量不變，但要受到阻力作用，能量削減，速度減小，故半徑減小，所以粒子的徑跡是螺旋線，C對，D錯．[答案]AC4．(多選)一個質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．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，則下列說法正確的是()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(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質(zhì)子撞鋁原子核的過程動量守恒D．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一樣[解析]由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知，A選項正確，B選項錯誤；由動量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級為105m/s，即D選項錯誤，C選項正確．[答案]AC5．(多選)某校學(xué)生在進行社會綜合實踐活動時，收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見下表)，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小時氡α3.8天依據(jù)上表分析推斷下面結(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軋輥后變薄，利用α射線來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否勻稱B．鈷60的半衰期為5年，若取4個鈷60原子核，經(jīng)10年后就肯定剩下一個原子核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)，當這些物質(zhì)的一部分到達檢查的器官時，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]因為α射線不能穿透薄膜，無法測量薄膜的厚度，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數(shù)目的一半所須要的時間，因此B錯誤，C正確；檢查時，要在人體外探測到體內(nèi)輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為放射源，D正確．[答案]CD二、非選擇題(共20分)6．(10分)中國科學(xué)院上海原子核探討所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt.制取過程如下：(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．[解析]依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應(yīng)方程．(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n.(2)①eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(3,2)He；②eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n.(3)eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)e；eq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e.[答案]見解析7．(10分)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的衰變來驗證，其核反應(yīng)方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e.其中eq\x\to(ν)e是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認為是零．(1)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)A是________，核電荷數(shù)Z是________．(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co核靜止，依據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和eq\o\al(0,－1)e的運動徑跡不在一條直線上，假如認為衰變產(chǎn)物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過程將違反________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種．我國應(yīng)用該方法培育出了很多農(nóng)作物新品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號”，年種植面積曾達到3000多萬畝，在我國自己培育的棉花品種中栽培面積最大．γ射線處理作物后主要引起________，從而產(chǎn)生可遺傳的變異．[解析](1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，由此得出兩空分別為60和28.(2)衰變過程遵循動量守恒定律．原來靜止的核動量為零，分裂成兩個