2024-2025学年高中物理课时分层作业14探测射线的方法放射性的应用与防护含解析新人教版选修3-5

PAGE3-课时分层作业(十四)(时间：20分钟分值：50分)一、选择题(本题共5小题，每小题6分)1．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eq\o\al(30,14)X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的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，视察磷肥对植物的影响[解析]同位素应具有相同的质子数，eq\o\al(30,15)P和eq\o\al(30,14)X不是同位素，不具有相同的化学性质，A、B均错误；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．[答案]D2．(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是()A．威耳逊云室内充溢过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹B．威耳逊云室中径迹直而粗的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹的缘由是电离，所以无法由威耳逊云室推断射线所带电荷的正负[解析]云室内充溢过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝聚成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离本事大，贯穿本事小，故α粒子在云室中的径迹直而粗，即B正确；γ射线的电离本事很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，径迹细而弯曲的是β射线，所以C错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以推断射线所带电荷的正负，故D错误．[答案]AB3．(多选)在粒子物理的探讨中，可以让粒子通过叫“云室”“气泡室”的装置，以显示它们的径迹，如图所示的是在液氢气泡室中拍摄到的带电粒子的径迹，气泡室中加有匀强磁场．关于粒子的径迹是一对紧绕的螺旋线的说法正确的是()A．进入气泡室的是一对带相反电荷的粒子，在同一个磁场中它们所受的洛伦兹力方向相反B．进入气泡室的粒子的比荷肯定不同C．粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子在运动过程中能量削减D．粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子的带电荷量越来越少[解析]依据粒子进入气泡室后沿相反的方向运动，说明粒子所受的洛伦兹力方向相反，粒子带相反电性的电荷，A正确；由R＝eq\f(mv,qB)知，R不同，因为速度v的大小关系不确定，eq\f(m,q)的大小关系也不确定，即eq\f(m,q)可能相同，B错；因为粒子在运动过程中电荷量不变，但要受到阻力作用，能量削减，速度减小，故半径减小，所以粒子的径迹是螺旋线，C对，D错．[答案]AC4．(多选)一个质子以1.0×107m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．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，则下列说法正确的是()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．质子撞铝原子核的过程动量守恒D．硅原子核速度的数量级为107m/s，方向跟质子的初速度方向一样[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D选项错误，C选项正确．[答案]AC5．(多选)某校学生在进行社会综合实践活动时，收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途．同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期钋210α138天锶90β28年钴60γ5年镅241β433天锝99γ6小时氡α3.8天依据上表分析推断下面结论正确的是()A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否匀称B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就肯定剩下一个原子核C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期不变D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达检查的器官时，可依据放射性同位素的射线状况分析器官正常与否[解析]因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而削减到它原来数目的一半所须要的时间，因此B错误，C正确；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．[答案]CD二、非选择题(共20分)6．(10分)中国科学院上海原子核探讨所制得了一种新的铂元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶eq\o\al(9,4)Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞eq\o\al(204,80)Hg，反应过程可能有两种：①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核；②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出质子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg.写出上述核反应方程式．[解析]依据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n.(2)①eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(3,2)He；②eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n.(3)eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)e；eq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e.[答案]见解析7．(10分)1956年李政道和杨振宁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，其核反应方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e.其中eq\x\to(ν)e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，依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，假如认为衰变产物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰变过程将违反________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很多农作物新品种，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)依据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e，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