2016-2017学年高中物理 第十九章 原子核新人教版选修3-5_2

1 第十九章 原子核 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护 1(多选)关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( ) A作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质 B作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点 C 射线探伤利用了 射线贯穿能力很强的性质 D 射线探伤利用了 射线电离能力很强的性质 解析：作为示踪原子是利用放射性同位素放出的射 线可被仪器探测到的特点，利用 射线探伤是利用了 射线的贯穿能力很强的性质，正确选项为 B、C. 答案：BC 2用中子轰击 B 发生的核反应是 B n LiX.其中的 X 粒子应是( )105 105 10 73 A 粒子 B 粒子 C质子 D中子 解析：由核反应规律可知，X 的质量数为 4，核电荷数为 2，所以 X 为 粒子 答案：A 3用 粒子照射充氮的云室，得到如图所示的照片，下列说法中正确的是( ) A A 是 粒子的径迹， B 是质子的径迹， C 是新核的径迹 B B 是 粒子的径迹， A 是质子的径迹， C 是新核的径迹 C C 是 粒子的径迹， A 是质子的径迹， B 是新核的径迹 D B 是 粒子的径迹， C 是质子的径迹， A 是新核的径迹 解析： 粒子轰击氮核产生一个 新核 并放出质子，入射的是 粒子，所以 B 是 粒子的径迹产生的新核，质量大，电离作用强，所以径迹粗而短，故 A 是新核径迹；质 子的电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹 C 是质子的径迹故正确答案为 D. 答案：D 4(多选)一个质子以 1.4107 m/s 的速度撞入一个孤立的静止铝原子核后被俘获， 铝原子核变为硅原子核，已知铝原子核的质量是质子的 27 倍，硅原子核的质量是质子的 28 倍则下列判断中正确的是( ) 2 A核反应方程为 Al H Si2713 1 2814 B核反应方程为 Al H Si n2713 1 2714 10 C硅原子核速度的数量级为 107 m/s D硅原子核速度的数量级为 105 m/s 解析：核反应方程为 Al H Si，由动量守恒定律得 m1.4107 2713 1 2814 m/s28 mv，解得 v510 5 m/s，因此选项 A、D 正确 答案：AD 5完成下列核反应方程，并指出其中_是发现质子的核反应方程，_是 发现中子的核反应方程 (1) N n C_；147 10 146 (2) N He O_；147 42 178 (3) B n_ He；105 10 42 (4) Be He_ n；94 42 10 (5) Fe H Co_562 21 572 解析：根据电荷数和质量数守恒可得： (1) N n C H；147 10 146 1 (2) N He O H；147 42 178 1 (3) B n Li He；105 10 73 42 (4) Be He C n；94 42 126 10 (5) Fe H Co n.562 21 572 10 其中发现质子的核反应方程是(2) 发现中子的核反应方程是(4) 答案：(2) (4) (1) H (2) H (3) Li (4) C (5) n1 1 73 126 10 1 (多选)有关放射性同位素 P 的下列说法，正确的是 ( )3015 A. P 与 X 互为同位素3015 3014 B. P 与其同位素有相同的化学性质3015 C用 P 制成化合物后它的半衰期变长3015 D含有 P 的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响3015 解析：同位素有相同的质子数，所以选项 A 错误同位素有相同的化学性质，所以选 项 B 正确半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以 P 制成化合物后它的半衰期3015 不变，即选项 C 错误含有 P 的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项 D 正确3015 答案：BD 3 2(多选)下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是( ) A射线探伤仪 B利用含有放射性 I 的油，检测地下输油管 的漏油情况1315 C利用 Co 治疗肿瘤等疾病6027 D把含有放射性元素的肥料施给农作物，用以检测确定农作物吸收养分的规律 解析：射线探伤仪利用了射线的贯穿能力，所以选项 A 错误利用含有放射性 I 的1315 油，可以记录油的运动踪迹，可以检查管道是否漏油，所以选项 B 正确利用 Co 治疗肿6027 瘤等疾病，利用了射线的贯穿能力和高能量，所以选项 C 错误把含有放射性元素的肥料 施给农作物，可以记录放射性元素的踪迹，用以检测确定农作物吸收养分的规律，所以选 项 D 正确 答案：BD 3为了说明用 粒子轰击氮核打出质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云 室中，用 粒子轰击氮，在他拍摄的两万多张照片中，终于从四十多万条 粒子径迹中 发现了 8 条产生分叉，这一实验数据说明了( ) A 粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少 B氮气的密度很小， 粒子与氮接触的机会很少 C氮核很小， 粒子接近氮核的机会很少 D氮气和 粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少 解析：氮原子核很小，所以 粒子接近氮核的机会很少，所以发生核反应的机会很少， 即观察到 粒子径迹分叉的机会少，所以 C 选项正确 答案：C 4(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台 刀，治疗患者 5 000 余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用 刀治疗时不用麻 醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无须住院，因而 刀被誉为“神刀” 刀 治疗脑肿瘤主要是利用( ) A 射线具有很强的贯穿本领 B 射线具有很强的电离作用 C 射线具有很高的能量 D 射线能很容易地绕过阻碍物 解析： 射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至 可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小 刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束 射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用 射线的高能量杀死肿瘤细 胞故选项 A、C 正确 答案：AC 4 5下图是科学史上一张著名的实验照片，显示一个带电粒子在云室中穿过某种金属板 运动的径迹，云室放置在匀强磁场中，磁场方向垂直照片向里，云室中横放的金属板对粒 子的运动起阻碍作用，分析此径迹可知粒子( ) A带正电，由下往上运动 B带正电，由上往下运动 C带负电，由上往下运动 D带负电，由下往上运动 解析：由于金属板对粒子有阻碍作用，穿过金属板后速度减小，由 R 可知在同一 mvqB 匀强磁场中运动半径减小，由题图知金属板下面半径大于上面的半径，所以粒子从下向上 穿过金属板，磁场方向垂直于照片向里，所受洛伦兹力方向指向圆心位置，根据左手定则 判断该粒子应带正电荷，故 A 项正确 答 案：A 6在下列四个核反应方程中，X 1、X 2、X 3和 X4各代表某种粒子 HX 1 He n N He OX 231 42 10 147 42 178 Be He CX 3 Mg He AlX 494 42 126 2412 42 2713 以下判断中正确 的是( ) AX 1是质子 BX 2是中子 CX 3是电子 DX 4是质子 解析：根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X 1为 H，A 错； X2为 H，B 错；X 3为21 1 n，C 错；X 4为 H，D 对10 1 答案：D 7将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核 P，放出一3015 个正电子后变成原子核 Si，能近似反映正电子和 Si 核轨迹的是( )3014 5 解析：把放出的正电子和衰变生成物 Si 核看成一个系统，根据动量守恒定律正电子和 Si 核运动方向一定相反，C、D 可排除由 qvB m 得， R ，因为动量 mv 相等，故 v2R mvqB R ，即 ，可见 Si 核的运动半径较小，选 B. 1q ReRsi qsiqe 141 答案：B 81956 年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用 Co 的衰6027 变来验证，其核反应方程是 Co Ni e6027 AZ 0 1 e.其中 e是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零 (1)在上述衰变方程中，衰变产物 Ni 的质量数 A 是_，核电荷数 Z 是AZ _ (2)在衰变前 Co 核静止，根据云室照片可以看出：衰变产物 Ni 和 e 的运动径迹6027 0 1 不在一条直线上，如果认为衰变产物只有 Ni 和 e，那么衰变过程将违背_守恒0 1 定律 (3) Co 是典型的 放射源，可用于作物诱变育种我国应用该方法培育出了许多农6027 作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉 1 号” ，年种植面积曾达到 3 000 多万亩，在我国自己 培育的棉花品种中栽培面积最大 射线处理作物后主要引起_，从而产生可遗传 的变异 解析：(1)根据质量数和电荷数守桓，核反应方程写成： Co Ni e e.由此得出两空分别为 60 和 28.6027 6028 0 1 (2)衰变过程遵循动量守恒定律原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个 粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上现在发现 Ni 和 e 的运动径迹0 1 不在同一直线上，如果认为衰变产物只有 Ni 和 e，就一定会违背动量守恒定律0 1 (3)用 射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种 答案：(1)60 28 (2)动量 (3)基因突变 91934 年，约里奥居里夫妇在用 粒子轰击铝箔时，除了测到预料中的中子外， 6 还探测到了正电子正电子的质量跟电子的质量相同，带一个单位的正电荷，跟电子的电 性正好相反，是电子的反粒子更意外的是，拿走 放射源以后，铝箔虽不再发射中子， 但仍然继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期原来，铝箔被 粒子击中后 发生了如下反应： Al He P n，这里的 P 就是一种人工放射性同位素，正电子2713 42 3015 10 3015 就是它衰变过程中放射出来的 (1)写出放射性同位素 P 放出正电子的核反应方程30