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蹤原子，主要是因?yàn)?)A．放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)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．半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用做示蹤原子，主要是用放射性同位素代替沒有放射性的同位素參與正常的物理、化學(xué)、生物過程，既要利用化學(xué)性質(zhì)相同，也要利用衰變規(guī)律不受物理、化學(xué)變化的影響，同時(shí)還要考慮放射性廢料容易處理，因此選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D不正確．答案：ABC2．利用威爾遜云室探測(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α射線射入云室中B．可知是β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)路徑上的酒精霧滴解析：因?yàn)橛^察到威爾遜云室中存在的細(xì)而彎曲的徑跡，是β射線的徑跡，A選項(xiàng)錯(cuò)誤B選項(xiàng)正確；射線粒子的運(yùn)動(dòng)肉眼是觀察不到的，觀察到的是酒精的過飽和汽在射線粒子運(yùn)動(dòng)路徑上形成的霧滴，C選項(xiàng)錯(cuò)誤，D選項(xiàng)正確．答案：BD3．美國(guó)前總統(tǒng)老布什曾讓醫(yī)生們虛驚了一場(chǎng)，那是在訪日宴會(huì)上突然昏厥，美國(guó)政府急忙將他送回國(guó)，醫(yī)生用123I進(jìn)行診斷，通過體外跟蹤，迅速查出了病因．123I的特性是()A．半衰期長(zhǎng)，并迅速?gòu)捏w內(nèi)清除B．半衰期長(zhǎng)，并緩慢從體內(nèi)清除C．半衰期短，并迅速?gòu)捏w內(nèi)清除D．半衰期短，并緩慢從體內(nèi)消除解析：利用放射性同位素123I放出的γ射線，穿透本領(lǐng)比α、β射線強(qiáng)．123I的半衰期較短，可以迅速?gòu)捏w內(nèi)消失，不至于因長(zhǎng)時(shí)間輻射而對(duì)身體造成傷害，故C對(duì)．答案：C4．鋁箔被α粒子轟擊后發(fā)生了以下核反應(yīng)：eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→X＋eq\o\al(1,0)n．下列判斷正確的是()A．eq\o\al(1,0)n是質(zhì)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：根據(jù)核反應(yīng)方程質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知選項(xiàng)B、D正確．答案：BD5．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是()A．利用含有放射性碘131的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油情況B．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，根據(jù)探測(cè)器的測(cè)量，找出合理的施肥規(guī)律C．利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋D．給懷疑患有甲狀腺病的病人注射碘131，診斷甲狀腺的疾病解析：利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋是利用γ射線穿透能力強(qiáng)的特點(diǎn)，因此選項(xiàng)C不屬于示蹤原子的應(yīng)用．答案：ABD6．放射性同位素鈷60能放出較強(qiáng)的γ射線，其強(qiáng)度容易控制，這使得γ射線得到廣泛應(yīng)用．下列選項(xiàng)中，屬于γ射線的應(yīng)用的是()A．醫(yī)學(xué)上制成γ刀，無需開顱即可治療腦腫瘤B．機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照射機(jī)器可將電荷導(dǎo)入大地C．鋁加工廠將接收到的γ射線信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，可對(duì)薄鋁板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制D．用γ射線照射草莓、荔枝等水果，可延長(zhǎng)保存期解析：γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導(dǎo)體，B錯(cuò)誤；γ射線的穿透能力很強(qiáng)，薄鋁板的厚度變化時(shí)，接收到的信號(hào)強(qiáng)度變化很小，不能控制鋁板厚度，C錯(cuò)誤．答案：AD7．用中子轟擊氧原子核的核反應(yīng)方程式為eq\o\al(16,)8O＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(a,7)N＋eq\o\al(0,b)X，對(duì)式中X、a、b的判斷正確的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表電子，a＝17，b＝－1C．X代表正電子，a＝17，b＝1D．X代表質(zhì)子，a＝17，b＝1解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因X可表示為eq\o\al(0,1)e，為正電子，故C項(xiàng)正確，A、B、D三項(xiàng)錯(cuò)誤．答案：C8．如圖所示為離子式煙霧火警報(bào)警的原理圖，在網(wǎng)罩內(nèi)有電極a和b，通過外電路對(duì)兩電極供電，左側(cè)的c是放射性同位素镅eq\o\al(241,95)Am，在其分裂過程中，會(huì)釋放出一種新的粒子而變成镎237．產(chǎn)生的這種新粒子很容易使空氣電離，形成強(qiáng)電流．當(dāng)發(fā)生火災(zāi)時(shí)煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙的顆粒吸收空氣中的離子和镅放射出來的新粒子，導(dǎo)致電流變化，報(bào)警器檢測(cè)到這種變化，發(fā)出報(bào)警，那么下列關(guān)于這種報(bào)警器的說法中正確的是()A．镅放射出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)B．镅放射出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流減小C．镅放射出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)D．镅放射出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流減小解析：新粒子很容易使空氣電離，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩即被吸收，可見穿透能力差電離本領(lǐng)強(qiáng)，故可推斷放射出的粒子為α粒子．此外還可從核反應(yīng)方程式eq\o\al(241,95)Am→eq\o\al(237,α)X＋eq\o\al(4,2)He進(jìn)行推斷．由于粒子被煙霧吸收后，必導(dǎo)致電流減小，故選B．答案：B9．如圖所示，x為未知放射源，它向右方發(fā)出射線．放射線首先通過一張黑紙P，并經(jīng)過一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器上單位時(shí)間內(nèi)記錄到的射線粒子數(shù)是一定的．現(xiàn)將黑紙移開，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線粒子數(shù)明顯增加，然后再將強(qiáng)電場(chǎng)移開，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線粒子數(shù)沒有變化，則可以判定x可能為()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：此題要明確α射線、β射線、γ射線的穿透本領(lǐng)、電離本領(lǐng)大?。诩圥可以把α射線擋住，如果有β射線，那么在撤去電場(chǎng)后，顯微鏡內(nèi)觀察到熒光屏上每分鐘閃爍的亮點(diǎn)數(shù)應(yīng)該明顯增加，而電場(chǎng)對(duì)γ射線沒有影響，因此含有α射線和γ射線．故正確答案為A．答案：A10．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)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線．元素射線半衰期釙210α138天氡222β3．8天鍶90β28年鈾238α、β、γ4．5×109年某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測(cè)定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻．可利用的元素是()A．釙210 B．氡222C．鍶90 D．鈾238解析：要測(cè)定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜，因此α射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線穿透作用最強(qiáng)，薄膜厚度不會(huì)影響γ射線穿透，所以只能選用β射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長(zhǎng)，所以只有鍶90較合適．答案：C11．1956年李政道和楊振宇提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰變來驗(yàn)證，其核反應(yīng)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，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零．(1)在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物eq\o\al(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)A是________，核電荷數(shù)Z是________．(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和eq\o\al(0,－1)e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線上，如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過程將違背________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種．我國(guó)應(yīng)用該方法培育出了許多農(nóng)作物新品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號(hào)”，年種植面積曾達(dá)到3000多萬畝，在我國(guó)自己培育的棉花品種中栽培面積最大．γ射線處理作物后主要引起________．從而產(chǎn)生可遺傳的變異．解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程寫成：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(νe)，由此得出兩空分別為60和28．(2)衰變過程遵循動(dòng)量守恒定律．原來靜止的核動(dòng)量為零，分裂成兩個(gè)粒子后，這兩個(gè)粒子的動(dòng)量和應(yīng)還是零，則兩粒子徑跡必在同一直線上．現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)Ni和eq\o\al(0,－1)e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在同一直線上，如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，就一定會(huì)違背動(dòng)量守恒定律．(3)用γ射線照射種子，會(huì)使種子的遺傳基因發(fā)生突變，從而培育出優(yōu)良品種．答案：(1)6028(2)動(dòng)量(3)基因突變12．某實(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度v0＝0．09c(c為真空的光速)的α粒子，轟擊靜止的氮原子核eq\o\al(14,7)N，產(chǎn)生了質(zhì)子eq\o\al(1,1)H，若某次碰撞可看做對(duì)心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，通過分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1∶20，已知質(zhì)子質(zhì)量為m．(1)寫出核反應(yīng)方程；(2)求出質(zhì)子的速度v．解析：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al