高中物理人教版5第十九章原子核 第19章3

第十九章3、41．放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为()A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理，因此选项A、B、C正确，选项D不正确．答案：ABC2．利用威尔逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是()A．可知有α射线射入云室中B．可知是β射线射入云室中C．观察到的是射线粒子的运动D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴解析：因为观察到威尔逊云室中存在的细而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A选项错误B选项正确；射线粒子的运动肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和汽在射线粒子运动路径上形成的雾滴，C选项错误，D选项正确．答案：BD3．美国前总统老布什曾让医生们虚惊了一场，那是在访日宴会上突然昏厥，美国政府急忙将他送回国，医生用123I进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出了病因．123I的特性是()A．半衰期长，并迅速从体内清除B．半衰期长，并缓慢从体内清除C．半衰期短，并迅速从体内清除D．半衰期短，并缓慢从体内消除解析：利用放射性同位素123I放出的γ射线，穿透本领比α、β射线强．123I的半衰期较短，可以迅速从体内消失，不至于因长时间辐射而对身体造成伤害，故C对．答案：C4．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→X＋eq\o\al(1,0)n．下列判断正确的是()A．eq\o\al(1,0)n是质子 B．eq\o\al(1,0)n是中子C．X是eq\o\al(28,14)Si的同位素 D．X是eq\o\al(31,15)P的同位素解析：根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知选项B、D正确．答案：BD5．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是()A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病解析：利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．答案：ABD6．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是()A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误．答案：AD7．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为eq\o\al(16,)8O＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(a,7)N＋eq\o\al(0,b)X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析：根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因X可表示为eq\o\al(0,1)e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．答案：C8．如图所示为离子式烟雾火警报警的原理图，在网罩内有电极a和b，通过外电路对两电极供电，左侧的c是放射性同位素镅eq\o\al(241,95)Am，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子而变成镎237．产生的这种新粒子很容易使空气电离，形成强电流．当发生火灾时烟雾进入网罩内，烟的颗粒吸收空气中的离子和镅放射出来的新粒子，导致电流变化，报警器检测到这种变化，发出报警，那么下列关于这种报警器的说法中正确的是()A．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流增强B．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流减小C．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流增强D．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流减小解析：新粒子很容易使空气电离，烟雾进入网罩即被吸收，可见穿透能力差电离本领强，故可推断放射出的粒子为α粒子．此外还可从核反应方程式eq\o\al(241,95)Am→eq\o\al(237,α)X＋eq\o\al(4,2)He进行推断．由于粒子被烟雾吸收后，必导致电流减小，故选B．答案：B9．如图所示，x为未知放射源，它向右方发出射线．放射线首先通过一张黑纸P，并经过一个强电场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子数是一定的．现将黑纸移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数明显增加，然后再将强电场移开，计数器单位时间内记录的射线粒子数没有变化，则可以判定x可能为()A．α及γ放射源 B．α及β放射源C．β及γ放射源 D．γ放射源解析：此题要明确α射线、β射线、γ射线的穿透本领、电离本领大小．黑纸P可以把α射线挡住，如果有β射线，那么在撤去电场后，显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数应该明显增加，而电场对γ射线没有影响，因此含有α射线和γ射线．故正确答案为A．答案：A10．放射性在技术上有很多应用，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线．元素射线半衰期钋210α138天氡222β3．8天锶90β28年铀238α、β、γ4．5×109年某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是()A．钋210 B．氡222C．锶90 D．铀238解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．答案：C11．1956年李政道和杨振宇提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰变来验证，其核反应是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(νe)．其中eq\x\to(νe)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eq\o\al(A,Z)Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前eq\o\al(60,27)Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和eq\o\al(0,－1)e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ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作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ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恒，核反应方程写成：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(νe)，由此得出两空分别为60和28．(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eq\o\al(0,－1)e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ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)6028(2)动量(3)基因突变12．某实验室工作人员，用初速度v0＝0．09c(c为真空的光速)的α粒子，轰击静止的氮原子核eq\o\al(14,7)N，产生了质子eq\o\al(1,1)H，若某次碰撞可看做对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1∶20，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．解析：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al