2019-2020学年高中物理 第19章 原子核 第3、4节 探测射线的方法、放射性的应用与防护课下作业（含解析）新人教版选修3-5

第3节和第4节检测辐射的方法、放射性的应用和防护妾合并1.(射线检测方法)(多选)关于威尔逊云室的射线检测，以下陈述是正确的a.威尔逊云室充满过饱和蒸汽，光线经过时可以显示光线运动的轨迹。威尔逊云室中又粗又短又直的轨迹是阿尔法射线威尔逊云室中的轨迹精细而漫长，这就是伽马射线威尔逊云室中显示粒子轨迹的原因是电离，因此无法判断轨迹中光线所带的正负电荷。分析云室充满了过饱和蒸汽，当光线穿过时会电离气体。过饱和蒸汽凝结成以离子为核心的雾滴。雾滴沿着光线路径排列，显示光线轨迹，因此a是正确的。由于粒子的电离能力大，穿透力小，云室中射线的轨迹是粗、短、直的，即选项b是正确的；由于伽马射线的电离能力较弱，其轨迹在云室中一般不可见，所以c选项是错误的。如果云室置于磁场中，光线的正负电荷可以通过光线轨迹的弯曲方向和d误差来判断。回答ab2.(核反应方程式)(2018年北京卷)在核反应方程式中，he 7n 8o x，x代表a.b .中子c.电子d.粒子根据核反应方程中的电荷数和质量数守恒，x是h选项a，这是正确的。回答a3.(核反应方程式)下面是一些核反应方程式：p si x，be h b y，he he li z，其中a.x是质子，y是中子，z是正电子b.x是正电子，y是质子，z是中子。c.x是中子，y是正电子，z是质子。d.x是正电子，y是中子，z是质子根据核反应方程的两个基本定律：质量数守恒和电荷数守恒，选项d是正确的。答案d4.(放射性同位素的应用)放射性同位素在以下应用中不用作示踪原子a.用含放射性碘131的油探测地下输油管道的漏油b .向农作物施用含有放射性元素的肥料，根据探测器的测量，找出合理的施肥规则c.用射线照相检查法检查金属中的砂眼和裂纹d .向怀疑患有甲状腺疾病的病人注射碘131，以诊断甲状腺疾病分析用x射线探伤方法检查金属中的砂眼和裂纹是基于射线穿透力强的特点，因此选项c不属于示踪原子的应用。选项a、b和d都使用放射性同位素作为示踪原子。答案c时限测试45分钟话题群一射线的检测与应用1.现代建筑中使用的花岗岩石和家庭装修中使用的花岗岩板也有不同程度的放射性。一位同学想确定附近建材厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超过标准。他更喜欢哪种乐器a.威尔逊云室b .气泡室c.以上三种效果都非常好。花岗岩板的放射性相对较弱，用云室和气泡室很难测量，而计数器非常灵敏，用它检测辐射非常方便。答案c2.(多选)以下陈述是正确的a.放射疗法的医疗用途，以控制辐射剂量质子发现、中子发现和放射性同位素p发现的核反应都属于核的人工转化衰变与原子核的人工转化没有什么不同。放射性同位素作为示踪原子利用了放射性同位素发出的辐射可以被仪器探测到的特性回答abd3.(多选)近年来，中国已在北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进10多把伽玛刀，治疗5000多名患者，效果良好。它已经成为治疗脑瘤的最佳工具。让人惊叹的是伽玛刀治疗时不需要麻醉，病人醒着，时间短，手术半小时内完成，不需要住院，因此伽玛刀被称为“魔刀”。据报道，我国研制的旋转式伽玛刀已经回答交流4.放射性在技术上有许多应用。不同的放射源可以用于不同的目的。下表列出了一些放射性元素和可用辐射的半衰期。元素射线中场休息钋138天氡2223.8天锶9028年铀238、4.5109一家塑料公司生产聚乙烯薄膜，其方法是将一层厚的聚乙烯薄膜通过一个滚筒，然后用适当的辐射来测量薄膜通过滚筒后的厚度是否均匀。可用的元素有a.钋210b.氡222c.锶90d.铀238确定聚乙烯薄膜厚度的分析要求射线能够穿透薄膜，因此射线是不合适的；此外，辐射穿透也受薄膜厚度的影响。射线穿透力最强，薄膜厚度不会影响射线穿透力，所以只能选择射线，而氡222的半衰期太小，铀238的半衰期太长，所以只有锶90合适。答案c问题群双核反应方程以下是物理学史上三个著名的核反应方程。x+li2y；y+nx+o；y+bez+cx，y和z是3个不同的粒子，其中z是a.粒子b .质子c.中子和电子该分析简化了前两个方程，并消除了x，即n li y o，因此y是he。结合第三个方程，根据电荷数和质量数守恒，z是中子n。因此，选项c是正确的。答案c6.用中子轰击铝27以产生钠24和x粒子。钠24具有放射性，衰变后变成镁24。x粒子和钠的衰变过程如下a.质子，衰变c.粒子，衰变d正电子，衰变分析al 27中子轰击的核反应方程为al27何娜，衰变后na 24变为mg 24的核反应方程为：na mg 0-1e，所以x粒子为粒子，钠衰变为衰变，选项c是正确的。答案c7.如图19-3-4所示，1928年德国物理学家伯特用(何)轰击轻金属铍(铍)时，发现了一种穿透力很强的中性射线。查德威克研究了这个粒子，发现了新的粒子。当用粒子流a轰击石蜡时，会产生粒子流b。以下是事实图19-3-4a.实验核反应方程：be he c nb.这个实验是查德威克发现质子的实验。c.粒子a是中子，粒子b是质子。d.粒子a是质子，粒子b是中子根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：be he 6c n，一个误差；这个实验产生中子，而不是质子。b错了。从核反应方程可以看出，a是中子。中子轰击石蜡，氢中的质子被撞击形成质子流。因此，b是质子，c是正确的，d是错误的。答案c8.(多选)质子在以1.0107米/秒的速度撞击静止的铝核后被捕获。铝核变成了硅核。众所周知，铝核的质量是质子的27倍，硅核的质量是质子的28倍。以下陈述是正确的a.核反应方程为al h sib.核反应方程是al-nsi硅原子核的速度为107米/秒，与质子的初始速度方向相同硅原子核的速度约为105米/秒，与质子的初始速度方向相同对核反应中电荷数和质量数守恒的分析表明，选项a是正确的，选项b是错误的。根据动量守恒定律，硅原子速度的数量级是105米/秒。也就是说，d选项是正确的，c选项是错误的。回答广告主题组3的综合应用9.以下关于放射性同位素应用的陈述是正确的a.辐射改变了布料的特性，使其不再因摩擦而产生电，从而达到消除有害静电的目的伽马射线的穿透性可用于金属探伤和人体透视。用辐射照射作物种子会引起脱氧核糖核酸变异，结果必然是更好的品种。d.用射线治疗肿瘤时，必须严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大伤害利用辐射消除有害静电的分析是利用辐射的电离特性将空气分子电离成导体并释放静电。伽马射线对人体细胞太有害，不能用于人体透视检查。作物种子中的dna突变不一定有益，只有经过筛选才能培育出优良品种。肿瘤的射线治疗对人体有副作用，因此剂量应严格科学控制。答案d10.用粒子照射充氮云室，拍摄如图19-3-5所示的照片。以下陈述是正确的图19-3-5a.a是粒子的轨迹，b是质子的轨迹，c是新原子核的轨迹b.b是粒子的轨道，a是质子的轨道，c是新原子核的轨道c.c是粒子的轨迹，a是质子的轨迹，b是新原子核的轨迹d.b是粒子的轨道，c是质子的轨道，a是新原子核的轨道分析粒子轰击氮核的核反应方程为氦-氮氧。粒子是入射的，所以b是粒子的轨迹。产生的新核质量大，电离性强，所以轨道短而厚，所以a是新的核轨道，质子的电离性较弱，穿透性强，所以细长的轨道是质子轨道。所以d是正确的。答案d11.一名实验室工作人员在均匀磁场中用初始速度为v0=0.09c的粒子轰击钠，产生质子。如果一次碰撞可以看作是与中心的正碰撞，那么碰撞后新原子核的运动方向与粒子的初始速度方向相同，而质子的运动方向与新原子核的运动方向相反。它们分别在垂直于磁场的平面上做匀速圆周运动。通过分析轨道半径，新原子核与质子的速度比为1: 10，质子质量称为m。(1)写出核反应方程；(2)求出质子速度v解析(1)核反应方程为氦钠镁氢(2)假设粒子和新核的质量分别为4m和26m，质子速度为v，动量守恒定律的4 mv0=26 m-mv解为v=0.225答案(1) he na mg h (2) 0.225c12.1934年，当八神居里用粒子轰击铝箔时，除了预期的中子外，他们还观察到了正电子。正电子与电子质量相同，带一个单位的正电荷，这与电子的电学性质相反，是电子的反粒子。更令人惊讶的是，在去掉粒子放射源后，铝箔将不再发射中子，但仍将继续发射正电子，而且这种放射性也有一定的半衰期。原来铝箔被粒子撞击后，发生了如下反应：铝氦磷氮磷这是一种人工放射性同位素，正电子在衰变过程中发射出来。(1)写出放射性同位素p发射的正电子的衰变方程；(2)放射性同位素p