2024-2025学年高中物理分层训练十一探测射线的方法含解析新人教版选修3-5

PAGE5-分层训练(十一)探测射线的方法放射性的应用与防护[基础达标练]1．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＝22．下列说法正确的是()A．给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物汲取放射性同位素后生长更好B．输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C．自然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算D．放射性元素被植物汲取，其放射性将发生变更3．用α粒子轰击铍­9核，生成一个碳­12核和一个粒子，则该粒子()A．带正电，能在磁场中发生偏转B．带负电，能在磁场中发生偏转C．电离本事特殊强，是原子的组成部分之一D．在任何方向的磁场中都不会发生偏转4．(多选)有关放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列说法，正确的是()A.eq\o\al(30,15)P与eq\o\al(30,14)X互为同位素B.eq\o\al(30,15)P与其同位素有相同的化学性质C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期变长D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥中，eq\o\al(30,15)P可用作示踪原子，视察磷肥对植物的影响5．1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核eq\o\al(27,13)Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()A．15和28B．15和30C．16和30D．17和316．(多选)关于放射线的探测，下列说法正确的是()A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B．由气泡室内射线的径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等状况C．盖革－米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本事D．盖革－米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质7．在充氮的云室中做α粒子轰击氮核的试验，如图所示的云室照片中，正确的是()8．以下是物理学史上3个闻名的核反应方程X＋eq\o\al(7,3)Li→2YY＋eq\o\al(14,7)N→X＋eq\o\al(17,8)OY＋eq\o\al(9,4)Be→Z＋eq\o\al(12,6)CX、Y和Z是3种不同的粒子，其中Z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子9．如图为查德威克试验示意图，由自然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经探讨知道()A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线[实力提升练]10．图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面对里．以下推断可能正确的是()A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹11．在医疗技术中有时须要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必需具备以下两个条件：(1)放出的放射线有较强的穿透实力，能辐射到体内肿瘤所在处；(2)能在较长的时间内供应比较稳定的辐射强度．同位素钋210锶90锝99钴60放射线αβγγ半衰期138天28年6小时5年上表给出了四种放射性同位素的放射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最相宜作为放疗运用的放射源应是()A．钋210B．锶90C．锝99D．钴6012．某试验室工作人员，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，若某次碰撞可看作对心正碰，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.13．同位素原子在很多方面有着广泛的应用，1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走α放射源时，铝箔虽不再放射中子，但仍能接着放射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟自然放射性一样，也有肯定的半衰期．(1)写出α粒子轰击铝eq\o\al(27,13)Al产生中子的核反应方程式．(2)上述产生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式．(3)简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子．分层训练(十一)探测射线的方法放射性的应用与防护1.解析：eq\o\al(A,Z)X＋eq\o\al(2,1)H→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(1,1)H，应用质量数与电荷数的守恒A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2.答案：D2．解析：放射性元素与它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节汲取含有哪种元素的肥料．无论植物汲取含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A错；放射性同位素，含量易限制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而自然放射性元素，剂量不易限制、衰变周期长、会污染环境，所以不用自然放射元素，C错；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D错．放射性同位素可作为示踪原子，故B正确．答案：B3．解析：依据电荷数守恒、质量数守恒知，2＋4＝6＋0，该粒子的电荷数为0；4＋9＝12＋1，该粒子的质量数为1，因为中子不带电，在磁场中不偏转．故D正确，A、B、C错误．答案：D4．解析：同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素的化学性质相同，B正确；半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件无关，C错；eq\o\al(30,15)P为放射性同位素，可作示踪原子，D正确．答案：BD5．解析：因为α粒子是eq\o\al(4,2)He、中子是eq\o\al(1,0)n，所以依据反应方程式前后质量数、电荷数相等得出eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(30,15)X.故选B.答案：B6．解析：气泡室探测射线的原理与云室类似，不同的是通过射线在气泡室中经过时产生气泡来显示射线径迹，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等状况，故B选项正确；盖革－米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C选项正确；对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误．答案：ABC7．解析：在α粒子(eq\o\al(4,2)He)、反冲核(eq\o\al(17,8)O)和质子(eq\o\al(1,1)H)这三种粒子中，反冲核的电离实力最强，穿透实力最弱——径迹短而粗；质子的电离实力最弱，穿透实力最强——径迹细而长．另外，在α粒子轰击氮核的过程中，系统动量守恒，即pα＝pO＋pH.因此，反冲核与质子的运动方向不行能在同始终线上．答案：B8．解析：其次、三个核反应分别是发觉质子和中子的核反应方程，依据核反应方程的质量数和电荷数守恒可得，X、Y、Z分别是eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(4,2)He、eq\o\al(1,0)n，C正确．答案：C9．解析：α射线轰击铍时的核反应方程：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→(eq\o\al(13,6)C)→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n，得知A为中子，中子轰击石蜡时会打出质子流，所以A正确；其他选项错误．答案：A10．解析：因为α粒子带正电，由左手定则可知，α粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面对上，故α粒子向上偏转；因为β粒子带负电，由左手定则可知，β粒子刚射入磁场时所受洛伦兹力方向平行于纸面对下，故β粒子向下偏转；综上可知，选项A、C错误，选项D正确．因为γ射线不带电，所以在磁场中运动时不发生偏转，故选项B错误．答案：D11．解析：α射线、β射线的穿透实力不强，放射源放出的放射线必需有较强的穿透实力，能辐射到体内肿瘤所在处，选项A、B错误；放射源必需能在较长的时间内供应比较稳定的辐射强度，锝的半衰期是6小时，钴的半衰期是5年，选项C错误，D正确．答案：D12．解析：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.(2)设α粒子、新核质量分别为4m、17m，质子速度为v，由于对心碰撞，满意动量守恒，故4mv0＝17meq\f(v,20)＋mv，解得v＝0.20c答案：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)0.20c13．解析：(1)依据质量数和电荷数守恒可知eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(27,13)Al→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；(2)依据质量数和电荷数守恒可知eq\o\al(30,15)P