2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核3-4探測(cè)射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)測(cè)評(píng)含解析新人教版選修3-5

PAGE6-探測(cè)射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.用高能

3686Kr(氪)離子轟擊

82A.其質(zhì)子數(shù)為122 B.其質(zhì)量數(shù)為294C.其原子序數(shù)為118 D.其中子數(shù)為90解析核反應(yīng)方程為

82208Pb+3686Kr→0答案C2.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,則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的是()A.放射源射出的是γ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D.這種放射性元素的半衰期是2.5天解析由厚紙板能攔住這種射線,知這種射線是穿透實(shí)力最差的α射線,選項(xiàng)A、B均錯(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C3.用α粒子照耀充氮的云室,攝得如所示的照片,下列說(shuō)法正確的是()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(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是新核的徑跡,質(zhì)子電離作用弱一些,貫穿實(shí)力強(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。答案D4.以下幾個(gè)原子核反應(yīng)中,X代表α粒子的反應(yīng)式是()A.24He+49BeB.90234Th→91C.92238UD.1530P解析核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,故各核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整應(yīng)為:A.24He+49Be→612C+01n。B.90234Th→91答案C5.一個(gè)質(zhì)子以1.0×107m/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。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,則下列推斷正確的是()A.核反應(yīng)方程為

1327AlB.核反應(yīng)方程為

1327AlC.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一樣D.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向相反解析由核反應(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,方向和質(zhì)子的初速度方向相同,故C、D選項(xiàng)錯(cuò)誤。答案A6.在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中,X1、X2、X3和X4各代表某種粒子①13H+X1→24He+01n③49Be+24He→612C+X3 ④則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

12H,A錯(cuò);X2為

11H,B錯(cuò);X3為

0答案D7.一質(zhì)子束入射到靶核

1327Al上,產(chǎn)生核反應(yīng):p+1327Al→X+n,式中p代表質(zhì)子,n代表中子,X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核。由反應(yīng)式可知,新核X的質(zhì)子數(shù)為解析依據(jù)核反應(yīng)過(guò)程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,新核X的質(zhì)子數(shù)為1+13-0=14,質(zhì)量數(shù)為1+27-1=27,所以中子數(shù)=27-14=13。答案1413實(shí)力提升1.下列說(shuō)法正確的是()A.用α粒子轟擊鈹核

49Be,鈹核變?yōu)樘己薆.β射線是由原子核外電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的C.γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波,它的貫穿實(shí)力很強(qiáng)D.利用γ射線的電離作用,可消退機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的靜電解析依據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知,用α粒子轟擊鈹核

49Be時(shí),產(chǎn)生中子,A錯(cuò)誤;β射線是原子核內(nèi)放出的,B錯(cuò)誤;γ射線是波長(zhǎng)很短的電磁波,它的貫穿實(shí)力很強(qiáng),但電離實(shí)力很弱,無(wú)法利用其電離作用答案C2.在下列4個(gè)核反應(yīng)方程中,X表示質(zhì)子的是()A.1530PB.92238UC.1327Al+0D.1327Al+24He解析由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知,A中X為正電子

10e,B中X為

24He,C中X為質(zhì)子答案C3.(多選)有關(guān)放射性同位素

1530P的下列說(shuō)法,正確的是(A.

1530P與B.15C.用

15D.含有

1530P的磷肥釋放正電子,可用作示蹤原子,解析同位素有相同的質(zhì)子數(shù),所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。同位素有相同的化學(xué)性質(zhì),所以選項(xiàng)B正確。半衰期與元素屬于化合物或單質(zhì)沒(méi)有關(guān)系,所以

1530P制成化合物后它的半衰期不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。含有答案BD4.(多選)下列應(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

53131C.利用

27D.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)律解析射線探傷儀利用了射線的穿透實(shí)力,所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤。利用含有放射性

53131I的油,可以記錄油的運(yùn)動(dòng)蹤跡,可以檢查管道是否漏油,所以選項(xiàng)B正確。利用

2760Co治療腫瘤等疾病,利用了射線的穿透答案BD5.放射性在技術(shù)上有許多應(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(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勻稱,可利用的元素是()A.釙210 B.氡222 C.鍶90 D.鈾238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C6.1934年,約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時(shí),除了測(cè)到預(yù)料中的中子外,還探測(cè)到了正電子。正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)量相同,帶一個(gè)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(lái),鋁箔被α粒子擊中后發(fā)生了如下反應(yīng):1327Al+24He→(1)寫出放射性同位素

15(2)放射性同位素

15解析(1)核反應(yīng)方程為

1530P(2)原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子,沒(méi)有電子,也沒(méi)有正電子,正β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)放出正電子,核反應(yīng)方程為

1答案(1)1530P(2)正電子是原子核內(nèi)的一個(gè)質(zhì)子轉(zhuǎn)換成一個(gè)中子放出的7.1930年發(fā)覺(jué),在真空條件下用α射線轟擊鈹(49Be)時(shí),會(huì)產(chǎn)生一種看不見的、貫穿力極強(qiáng)的不知名射線的另一種粒子。經(jīng)過(guò)探討發(fā)覺(jué),這種不知名射線具有如下的特點(diǎn):①在隨意方向的磁場(chǎng)中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn);②這種射線的速度小于光速的非常之一;③用它轟擊含有氫核的物質(zhì),可以把氫核打出來(lái);用它轟擊含有氮核的物質(zhì),可以把氮核打出來(lái),并且被打出的氫核的最大速度vH和被打出的氮核的最大速度vN之比近似等于15∶2。若該射線中的粒子均具有相同的能量,與氫核和氮核碰前氫核和氮核可以認(rèn)為靜止,碰撞過(guò)程中沒(méi)有機(jī)械能的損失。已知?dú)浜说馁|(zhì)量MH與氮核的質(zhì)量MN之比等于1(1)寫出α射線轟擊鈹核的核反應(yīng)方程;(2)試依據(jù)上面所述的各種狀況,通過(guò)詳細(xì)分析說(shuō)明該射線是不帶電的,但不是γ射線,而是由中子組成的。解析(1)49Be+24He(2)由①可知,該射線在任何方向的磁場(chǎng)中均不發(fā)生偏轉(zhuǎn),因此該射線不帶電。由②可知,