2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測(cè)射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)同步練習(xí) 新人教版選修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測(cè)射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)同步練習(xí) 新人教版選修3-5一、選擇題(14題為單選題，5、6題為多選題)1關(guān)于氣泡室，下列說法錯(cuò)誤的是()A氣泡室里裝的是液體B氣泡室的作原理是剛開始?jí)簭?qiáng)很大，以后壓強(qiáng)突然降低，液體沸點(diǎn)變低，粒子通過液體時(shí)在它周圍有氣泡生成C氣泡室的原理同云室相似D粒子在氣泡室中運(yùn)行軌跡可用來分析帶電粒子動(dòng)能等情況，不能用來分析動(dòng)量答案：D解析：根據(jù)氣泡室的工作原理可知A、B、C三選項(xiàng)正確。把氣泡室放在磁場(chǎng)中，粒子在洛倫茲力的作用下徑跡為曲線，根據(jù)照片可分析粒子的帶電情況、動(dòng)量和能量，故D選項(xiàng)是錯(cuò)誤的說法。2下列關(guān)于蓋革米勒計(jì)數(shù)器的說法錯(cuò)誤的是()A射線的電離作用使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)B射線的電離作用強(qiáng)，而射線電離作用弱，故計(jì)數(shù)器只能記錄粒子C無(wú)論是、射線都能用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)D計(jì)數(shù)器不能區(qū)分時(shí)間間隔小于200s的兩個(gè)粒子答案：B解析：根據(jù)蓋革米勒計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)原理可知，當(dāng)射線進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)氣體電離，產(chǎn)生的電子在電場(chǎng)中加速到達(dá)陽(yáng)極，正離子到達(dá)陰極，產(chǎn)生脈沖放電，使計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)。選項(xiàng)A、C正確，B錯(cuò)誤；兩個(gè)射來的粒子如果時(shí)間間隔小于200s，計(jì)數(shù)器不能區(qū)分，故選項(xiàng)D正確。3用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式OnNX，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是()AX代表中子，a17，b1BX代表正電子，a17，b1CX代表正電子，a17，b1DX代表質(zhì)子，a17，b1答案：C解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知a17，b8071，因此X可表示為e，為正電子，故C項(xiàng)正確。4關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法正確的是()A利用射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走B利用射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加C利用射線來治療肺癌、食道癌等疾病D利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子答案：D解析：射線的電離作用很弱，應(yīng)利用射線的電離作用，A錯(cuò)誤，射線對(duì)生物具有物理化學(xué)作用，照射種子可使基因變異，可用于放射性治療，射線不具有生物作用，B、C錯(cuò)誤。同位素的核外電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相同，放射性同位素帶有“放射性標(biāo)記”，可用探測(cè)器探測(cè)到，D正確。5利用威耳遜云室探測(cè)射線時(shí)能觀察到細(xì)長(zhǎng)而彎曲的徑跡，則下列說法正確的是()A可知有射線射入云室中B可知有射線射入云室中C觀察到的是射線粒子的運(yùn)動(dòng)D觀察到的是射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上的酒精霧滴答案：BD解析：觀察到的威耳遜云室中存在的細(xì)長(zhǎng)而彎曲的徑跡，是射線的徑跡，A項(xiàng)錯(cuò)而B項(xiàng)正確；射線粒子的運(yùn)動(dòng)用肉眼是觀察不到的，觀察到的是酒精的過飽和蒸氣在射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上形成的霧滴，D項(xiàng)正確。6以色列對(duì)加沙地帶的哈馬斯組織發(fā)動(dòng)了代號(hào)為“鑄鉛”的軍事打擊行動(dòng)，轟炸了加沙的大型工程設(shè)施，據(jù)報(bào)道，以色列在為期20多天的以巴軍事戰(zhàn)爭(zhēng)中使用了白磷彈和貧鈾彈。其中貧鈾彈是從金屬鈾中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分是鈾238。貧鈾炸彈貫穿力是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大而且殘留物可長(zhǎng)期危害環(huán)境，下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是()A爆炸后的彈片存在放射性，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害B爆炸后的彈片不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害C鈾238的衰變速度很快D鈾的半衰期很長(zhǎng)答案：AD解析：天然放射現(xiàn)象周期很長(zhǎng)，會(huì)對(duì)環(huán)境和生物造成長(zhǎng)期的影響，故A、D兩項(xiàng)正確，B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤。二、非選擇題7請(qǐng)將下列兩個(gè)核反應(yīng)方程補(bǔ)充完整。(1)HeNO_。(2)UnXeSr_。答案：(1)H(2)2n解析：寫核反應(yīng)方程式時(shí)，要遵循電荷數(shù)與質(zhì)量數(shù)守恒。8過量的放射性會(huì)對(duì)環(huán)境造成污染，對(duì)人類和自然界產(chǎn)生破壞作用。(1)1945年美國(guó)向日本的廣島和長(zhǎng)崎投了兩枚原子彈，當(dāng)日炸死了二十萬(wàn)人。另有無(wú)數(shù)的平民受到輻射后患有各種疾病，使無(wú)辜的平民痛不欲生。(2)1986年前蘇聯(lián)切爾諾貝爾利核電站的泄露造成了大量人員的傷亡，至今大片土地仍是生物活動(dòng)的禁區(qū)。(3)美國(guó)在近幾年的兩次地區(qū)沖突(海灣地區(qū)、科索沃地區(qū))中大量使用了含有放射性的炸彈，使許多人患有莫名其妙的疾病。如何對(duì)放射線進(jìn)行有效的防護(hù)？答案：應(yīng)該避免接觸有放射性的材料，遠(yuǎn)離放射源，使用放射性材料時(shí)要選用半衰期短的，核電站核反應(yīng)堆外層用厚厚的水泥防護(hù)層防止放射線外泄，用過的核廢料要放在厚金屬箱內(nèi)，深埋在深海等。一、選擇題(14題為單選題，5、6題為多選題)1(淄博市xxxx學(xué)年高二下學(xué)期檢測(cè))以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程xLi2yyNxOyBezCx、y和z是3種不同的粒子，其中z是()A粒子B質(zhì)子C中子D電子答案：C解析：考查核反應(yīng)方程，解題的關(guān)鍵是明確核反應(yīng)中的電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒。設(shè)x、y、z的電荷數(shù)分別為Zx、Zy、Zz，質(zhì)量數(shù)分別為Ax、Ay、Az。由前兩個(gè)核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒，Zx32Zy，Zy7Zx8，可得Zy2；質(zhì)量數(shù)守恒Ax72Ay，Ay14Ax17，可得Ay4；由第三個(gè)核反應(yīng)方程中的電荷數(shù)守恒24Zz6，得Zz0，質(zhì)量數(shù)守恒49Az12，Az1。即z是電荷數(shù)為零，質(zhì)量數(shù)為1的粒子，也就是中子，選C。2.用粒子照射充氮的云室，攝得如圖所示的照片，下列說法中正確的是()AA是粒子的徑跡，B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡BB是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡CC是粒子的徑跡，A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡DB是粒子的徑跡，C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡答案：D解析：粒子轟擊氮的核反應(yīng)方程為HeNOH入射的是粒子，所以B是粒子產(chǎn)生的徑跡。質(zhì)量大、電離作用強(qiáng)的新核O，徑跡粗而短，故A是新核徑跡。質(zhì)子電離作用弱一些，貫穿作用強(qiáng)，所以細(xì)而長(zhǎng)的徑跡是質(zhì)子的徑跡，所以正確選項(xiàng)為D。3如圖所示是“原子核人工轉(zhuǎn)變”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中A是放射性物質(zhì)，F(xiàn)是鋁箔，S為熒光屏，在容器中充入氮?dú)夂?，屏S上出現(xiàn)閃光，該閃光是()A粒子射到屏上產(chǎn)生的B粒子從F打出的粒子射到屏上產(chǎn)生的C粒子擊中氮核后產(chǎn)生的新粒子射到屏上產(chǎn)生的D放射性物質(zhì)放出的射線射到屏上產(chǎn)生的答案：C解析：粒子貫穿本領(lǐng)弱，被鋁箔擋住，所以看到的亮點(diǎn)是粒子擊中氮核后新產(chǎn)生的粒子產(chǎn)生的，而不是粒子產(chǎn)生的，另粒子擊中氮核后產(chǎn)生的是質(zhì)子，而不是射線，所以正確選項(xiàng)是C。4在下列四個(gè)核反應(yīng)方程中，X1、X2、X3和X4各代表某種粒子：HX1HenNHeOX2BeHeCX3MgHeAlX4以下判斷中正確的是()AX1是質(zhì)子BX2是中子CX3是電子DX4是質(zhì)子答案：D解析：由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：X1是H(氘核)；X2是H(質(zhì)子)；X3是n(中子)；X4是H(質(zhì)子)；故選項(xiàng)D正確。5一個(gè)質(zhì)子以1.4107m/s的速度撞入一個(gè)孤立的靜止鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變?yōu)楣柙雍?，已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍。則下列判斷中正確的是()A核反應(yīng)方程為AlHSiB核反應(yīng)方程為AlHSinC硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107m/sD硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105m/s答案：AD解析：核反應(yīng)方程為AlHSi，由動(dòng)量守恒定律得m1.410728mv，解得v5105m/s，因此選項(xiàng)A、D正確。6正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素O注入人體，O在人體內(nèi)衰變放出的正電子與人體內(nèi)的負(fù)電子相遇湮滅轉(zhuǎn)化為一對(duì)光子，被探測(cè)器采集后，經(jīng)計(jì)算機(jī)處理生成清晰圖象。則根據(jù)PET原理判斷下列表述正確的是()A.O在人體內(nèi)衰變方程是ONeB正、負(fù)電子湮滅方程是ee2C在PET中，O主要用途是作為示蹤原子D在PET中，O主要用途是參與人體的新陳代謝答案：ABC解析：由題意知，A、B正確，顯像的原理是采集光子，即注入人體內(nèi)的O衰變放出正電子和人體內(nèi)的負(fù)電子湮滅轉(zhuǎn)化為光子，因此O主要用途是作為示蹤原子，故C對(duì)，D錯(cuò)。二、非選擇題7.同位素這個(gè)概念是1913年英國(guó)科學(xué)家索迪(18771956)提出的。許多元素都存在同位素現(xiàn)象，在目前已發(fā)現(xiàn)的114種元素中，穩(wěn)定同位素約300多種，而放射性同位素達(dá)1500種以上，而且大多數(shù)是人工制造的。(1)中國(guó)科學(xué)院近代物理研究所的科學(xué)家利用蘭州重離子加速器在重質(zhì)量半中子區(qū)首次制得鏷元素的一種同位素(234Pa)。已知Th(釷)234Pa(鏷)e(電子)，則234Pa原子核里的中子數(shù)應(yīng)為_。(2)1934年，科學(xué)家在用粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子，更意外的是拿走放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性隨時(shí)間衰減規(guī)律跟天然放射性一樣，也有一定的半衰期。寫出粒子轟擊鋁箔(Al)產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式，并請(qǐng)寫出核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)(請(qǐng)答3點(diǎn))。上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，寫出其產(chǎn)生正電子的核反應(yīng)方程式。答案：(1)143(2)AlHePn；PSie解析：(1)由方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相同，可知234Pa中質(zhì)子數(shù)為91，則中子數(shù)為23491143。(2)鋁核被粒子擊中后產(chǎn)生中子的反應(yīng)為AlHePn；P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時(shí)放出正電子，該反應(yīng)為：PSie，核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)：核反應(yīng)是原子層次上的變化，而化學(xué)反應(yīng)是分子層次上的變化(或核反應(yīng)前后元素發(fā)生變化，化學(xué)反應(yīng)前后則元素種類不變)；一種同位素不論處于何種狀態(tài)，它們的核反應(yīng)性質(zhì)是相同的，而它們的化學(xué)性質(zhì)是不同的；同一元素的不同同位素，它們的化學(xué)性質(zhì)是相同的，但它們的核反應(yīng)性質(zhì)是不同的。