高中物理 19-3.4 活页规范训练 新人教版选修3-5

探测射线的方法放射性的应用与防护(时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难射线的探测及应用1、2、3、5、64核反应方程7、8、9、1011综合提升121314知识点一射线的探测及应用1．关于威耳逊云室探测射线，下述说法正确的是()．A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负解析云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，即B选项正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，D错．答案AB2．下列关于盖革—米勒计数器的说法正确的是()．A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200μs的两个粒子解析只要有电离作用的粒子均可用盖革—米勒计数器计数，由于灵敏度的原因，计数器不能区分时间很短的粒子，A、C、D正确．答案ACD3．人工放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为()．A．放射性同位素不改变其化学性质B．人工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作示踪原子，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ABC图19－3、4－24．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图19－3、4－2所示的照片，下列说法中正确的是()．A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹解析α粒子轰击氮的核反应方程为eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H，入射的是α粒子，所以B是α粒子产生的径迹，质量大电离作用强的新核eq\o\al(17,8)O，径迹粗而短，故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D.答案D5．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半个小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研究的旋式γ刀性能更好，将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()．A．γ射线具有很强的贯穿本领B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地答案AC6．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()．A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4解析半衰期是对大量原子核的统计规律，A项错误．β衰变是核内中子转化来的，B项正确．γ射线的电离作用弱，C错误．对α衰变，质量数减少4，中子数减少2，D错误．答案B知识点二核反应方程7．(·哈尔滨高二检测)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eq\o\al(1,0)n是中子，eq\o\al(1,1)H才是质子，A错、B对．由质量数守恒和电荷数守恒得X的质量数为30，核电荷数为15，即是eq\o\al(31,15)P的同位素eq\o\al(30,15)P，C错、D对．答案BD8．(·焦作高二检测)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①eq\o\al(3,1)H＋X1→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,0)n②eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋X2③eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋X3④eq\o\al(24,12)Mg＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(27,13)Al＋X4则以下判断中正确的是()．A．X1是质子B．X2是中子C．X3是电子D．X4是质子解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为eq\o\al(2,1)H，A错．X2为eq\o\al(1,1)H，B错．X3为eq\o\al(1,0)n，C错．X4为eq\o\al(1,1)H，D对．答案D9．(·全国卷Ⅱ)原子核eq\o\al(A,Z)X与氘核eq\o\al(2,1)H反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知()．A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3D．A＝3，Z＝2解析本题考查核反应方程的书写，主要考查电荷数守恒和质量数守恒．根据这两点有方程A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2.答案D10．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为eq\o\al(16,8)O＋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0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．答案C11．一个质子以1.0×107m变成硅原子核．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，则下列判断正确的是()．A．核反应方程为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反应方程为eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．硅原子核速度的数量级为107mD．硅原子核速度的数量级为105m解析由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确、B选项错误．由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105m/s，即答案AD图19－3、4－312．如图19－3、4－3所示，X为未知的放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小；再在L和计数器之间加垂直纸面向里的匀强磁场，计数器的计数率不变．则X可能是()．A．α和β的混合放射源B．纯α放射源C．α和γ的混合放射源D．纯γ的放射源解析此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力，正确理解计数器的计数率的含义，是解决本题的关键．在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在薄铝片和计数器之间再加垂直纸面向里的匀强磁场，计数器计数率不变，说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子，故此时只有γ射线，因此放射源可能是α和γ的混合放射源，正确选项是C.答案C13．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eq\o\al(30,15)P，放出一个正电子后变成原子核eq\o\al(30,14)Si，如图所示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可排除．因为洛伦兹力提供向心力，即qvB＝meq\f(v2,r).所以做匀速圆周运动的半径为r＝eq\f(mv,qB).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eq\f(re,rSi)＝eq\f(qSi,qe)＝eq\f(14,1).可见正电子运动的圆半径较大．答案B图19－3、4－414．如图19－3、4－4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α粒子或电子或正电子．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19－3、4－4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(1)14C(2)14C(3)写出14C(4)求发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比________．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α粒子．(2)由动量守恒得，α粒子的动量和反冲核的动量大小相等，α粒子的质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨道为α粒子．(3)根据电荷与质量数守恒