高中物理 第19章 原子核 34 探测射线的方法 放射性的应用与防护课时作业 新人教版选修35.doc

3探测射线的方法4放射性的应用与防护一、a组(20分钟)1.威耳逊云室能够观察到射线径迹,是利用()a.射线在云室里的穿透本领b.射线在云室里的化学效应c.射线在云室里的热效应d.射线在云室里的电离作用解析:威耳逊云室内的酒精蒸气达到过饱和状态时,如果有射线粒子从室内气体中飞过,使沿途的气体分子电离,过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴,这些雾滴沿射线经过的路线排列,于是就显示出了射线的径迹。本题正确选项为d。答案:d2.关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是()a.利用射线使空气电离,消除静电b.利用射线照射植物的种子,使产量显著增加c.利用射线来治肺癌、食道癌d.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同,可以作为示踪原子解析:或射线的电离本领较大,可以消除工业上有害的静电积累,选项a错误;射线或射线的穿透性强,可以用来辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等,选项b、c错误;放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同,可以作为示踪原子,选项d正确。答案:d3.关于放射性同位素,以下说法正确的是()a.放射性同位素与放射性元素一样,都具有一定的半衰期,衰变规律一样b.放射性同位素衰变可生成另一种新元素c.放射性同位素只能是天然衰变时产生的,不能用人工方法制得d.以上说法均不对解析:放射性同位素也具有放射性,半衰期也不受物理和化学因素的影响,衰变后形成新的原子核,选项a、b正确。大部分放射性同位素都是人工转变后获得的,选项c、d错误。答案:ab4.用中子轰击铝27,产生钠24和x粒子,钠24具有放射性,它衰变后变成镁24,则x粒子和钠的衰变过程分别是()a.质子、衰变b.电子、衰变c.粒子、衰变d.正电子、衰变解析:中子轰击铝27的核反应方程为al+nnahe,钠24衰变后变成镁24的核反应方程为namge,所以x粒子是粒子,钠的衰变为衰变,选项c正确。答案:c5.导学号97280105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:d6.以下几个核反应方程,粒子x代表中子的方程是()aheo+xbbehec+xcsi+xdn+x解析:由核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出选项b正确。答案:b7.如图,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,由下向上运动b.带正电,由上向下运动c.带负电,由上向下运动d.带负电,由下向上运动解析:由题图可以看出粒子在金属板上方的轨道半径比在金属板下方时小,由带电粒子在匀强磁场中运动的半径公式r=可知粒子在金属板上方运动的速率小,所以粒子由下往上运动,b、c错误;磁场方向垂直照片向里,结合粒子运动方向,根据左手定则可知粒子带正电,a正确,d错误。答案:a8.在中子、质子、电子、正电子、粒子中选出一个适当的粒子,分别填在下列核反应式的横线上。(1th+;(2behec+;(3thpa+;(4si+;(5u+srxe+1n;(6heo+。解析:在核反应过程中,遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律。对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平,左上角(质量数)配平。未知粒子可根据其电荷数和质量数确定。电荷数为92-90=2,质量数为238-234=4,由此可知(1)中为粒子he),同理,确定其他粒子分别为:中子n),电子e),正电子e),中子n),质子h)。答案:(1he(2n(3e(4e(5n(6h9.1993年,中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素pt,制取过程如下:(1)用质子轰击铍靶be产生快中子。(2)用快中子轰击汞hg,反应过程可能有两种:生成pt,放出氦原子核。生成pt,同时放出质子、中子。(3)生成的pt发生两次衰变,变成稳定的原子核hg。写出上述核反应方程。解析:根据质量数守恒、电荷数守恒,确定新生核的电荷数和质量数,然后写出核反应方程,如下:(1ben(2)hgpthehgpt+n(3ptauauhge答案:见解析二、b组(20分钟)1.用盖革-米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次,若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间,计数器几乎测不到射线。10天后再次测量,测得该放射源的放射强度为每分钟101次,则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()a.放射源射出的是射线b.放射源射出的是射线c.这种放射性元素的半衰期是5天d.这种放射性元素的半衰期是2.5天解析:因厚纸板能挡住这种射线,可知这种射线是穿透能力最差的射线,选项a正确,b错误;因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比,10天后测出放射强度为原来的,说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的,由半衰期公式知,已经过了两个半衰期,故半衰期是5天。答案:ac2.关于放射性的应用与防护,下列说法正确的是()a.通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素b.在人工核反应过程中,质量数守恒c.人类一直生活在放射性的环境中d.射线对人体没有破坏作用解析:通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素,a项正确;在人工核反应过程中,质量数守恒,b项正确;人类一直生活在放射性的环境中,地球上的每个角落都有射线,c项正确;只有在安全剂量之内的射线才对人体没有破坏作用,d项错误。答案:abc3.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()解析:把放出的正电子和衰变生成物si核看成一个系统,衰变过程中系统的动量守恒,放出的正电子的方向跟si核运动方向一定相反。由于它们都带正电荷,在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道,c、d选项可排除。因为有洛伦兹力作为向心力,即qvb=m,所以做匀速圆周运动的半径为r=。衰变时,放出的正电子与反冲核si的动量大小相等,因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比,即。可见正电子运动的圆半径较大,故选b选项。答案:b4.导学号97280106某实验室工作人员,用初速度为v0=0.09c(c为真空中的光速)的粒子轰击静止在匀强磁场中的na,产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰,碰后新核的运动方向与粒子的初速度方向相同,质子的运动方向与新核运动方向相反,它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径,可得出新核与质子的速度大小之比为110,已知质子质量为m。(1)写出核反应方程;(2)求出质子的速度v(结果保留两位有效数字)。解析:(1)核反应方程为henamgh。(2)粒子、新核的质量分别为4m、26m,质子的速率为v,因为是对心正碰,由动量守恒定律得4mv0=26m-mv解得v=0.23c。答案:(1henamgh(2)0.23c5.如图所示,带电粒子在“云室”中运动时,可呈现运动径迹,将“云室”放在匀强电场中,通过观察带电粒子的径迹,可以研究原子核发生衰变的规律。现将一静止的放射性14c放入上述装置中,当它发生衰变时,可能放出粒子或电子。所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度e垂直,a、b均表示长度)。则(1)14c发生衰变时所放射出的粒子是。(2)14c发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是(选填“”或“”)。(3)写出14c的衰变方程。解析:(1)由轨迹可以看出,反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方向一致,所以放出的粒子为粒子。(2)由动量守恒得,粒子的动量与反冲核的动量大小相等,而粒子的质量小,速度必然大,垂直于电场方向的位移大,即轨道为粒子。(3)根据电荷数与质量数守恒可得hebe。答案:(1)粒子(2)(3hebe6.在真空条件下用粒子轰击be时,会产生c和一种贯穿能力强且不带电、质量与质子很接近的粒子。(1)写出这个过程的核反应方程;(2)若一个该粒子以初速度v0与一个静止的c核发生碰撞,但没有