高中物理人教版教學(xué)案：第十九章 第3、4節(jié) 探測(cè)射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)

第3、4節(jié)探測(cè)射線的方法—放射性的應(yīng)用與防護(hù)

1.1912年英國(guó)物理學(xué)家威耳遜發(fā)明了威耳遜云室，

2.射線可使氣體或液體電離，使照相乳膠感光，使熒光物質(zhì)

產(chǎn)生熒光。

3.原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生新原子核的過程，稱為核

反應(yīng)。

4.在核反應(yīng)中，質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒。

5.1928年由德國(guó)物理學(xué)家蓋革與米勒研制成功了用于探測(cè)射

線的蓋革一米勒計(jì)數(shù)器。

6.1934年，約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)了人工放射性同位素。

7.放射性同位素有很多應(yīng)用，如應(yīng)用它的射線，或把它作為

示蹤原子；放射性同位素也有很多危害。過量的射線對(duì)人

體組織有破壞作用，同時(shí)對(duì)水源、空氣等也有污染。

課前自主學(xué)習(xí),基穩(wěn)才能摟高

一、探測(cè)射線的方法

i.探測(cè)方法

(1)組成射線的粒子會(huì)使氣體或液體電離，以這些離子為核心，過飽和的蒸氣會(huì)產(chǎn)生朝，過熱液體

會(huì)產(chǎn)生氣泡。

(2)射線能使照相乳膠感光。

(3)射線能使熒光物質(zhì)產(chǎn)生黃光。

2.探測(cè)儀器

(1)威耳遜云室

①原理：粒子在云室內(nèi)氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離,過飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心

凝結(jié)成霧滴,于是顯示出射線的徑跡。

②粒子徑跡形狀：

a粒子的徑跡直而粗

B粒子的徑跡比較細(xì)，而且常常彎曲

Y粒子的電離本領(lǐng)很小，在云室中一般看不到它的徑跡

(2)氣泡室：氣泡室的原理同云室的原理類似，所不同的是氣泡室里裝的是液體，如液態(tài)氫。

粒子通過過熱液體時(shí)，在它的周圍產(chǎn)生氣泡而形成粒子的徑跡。

(3)蓋革一米勒計(jì)數(shù)器

①原理：在金屬絲和圓筒間加上一定的電壓，這個(gè)電壓稍低于管內(nèi)氣體的電離電壓，當(dāng)某種射線粒子

進(jìn)入管內(nèi)時(shí)，它使管內(nèi)的氣體電離，產(chǎn)生電子……這樣，一個(gè)射線粒子進(jìn)入管中后可以產(chǎn)生大量電子，這

些電子到達(dá)陽(yáng)極，正離子到達(dá)陰極，在電路中產(chǎn)生一次脈沖放電，利用電子儀器可以把放電次數(shù)記錄下來(lái)。

②優(yōu)點(diǎn)：(？M計(jì)數(shù)器非常靈敏，使用方便。

③缺點(diǎn)：只能用來(lái)計(jì)數(shù),不能區(qū)分射線的種類。

二、核反應(yīng)和放射線的應(yīng)用與防護(hù)

1.核反應(yīng)

(1)定義：原子核在其他粒子的轟擊下產(chǎn)生斷原壬核的過程。

(2)原子核的人工轉(zhuǎn)變

1919年盧瑟福用a粒子轟擊氮原子核，產(chǎn)生了氧的一種同位素，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)子。盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)

子的核反應(yīng)方程：物+犯e-泡±擔(dān)。

遵循規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒,電荷數(shù)守恒。

2.人工放射性同位素

(1)放射性同位素的定義：有些同位素具有放射性,叫做放射性同位素。

(2)人工放射性同位素的發(fā)現(xiàn)：1934年，約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)經(jīng)過a粒子轟擊的鋁片中含有放射

性磷卻。

(3)發(fā)現(xiàn)磷同位素的方程：疵+粉一次+拉。

3.放射性同位素的應(yīng)用與防護(hù)

(1)應(yīng)用射線

應(yīng)用射線可以測(cè)厚度、醫(yī)療方面的放射治療、照射種子培育優(yōu)良品種等。

(2)示蹤原子：有關(guān)生物大分子的結(jié)構(gòu)及其功能的研究，要借助于示蹤原子。

(3)輻射與安全：人類一直生活在放射性的環(huán)境中，過量的射線對(duì)人體組織有破壞作用。要防止放射

性物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具等的污染。

I動(dòng)腦思考能做時(shí)I

1.自主思考——判一判

(1)云室和氣泡室都是應(yīng)用射線的穿透能力研究射線的軌跡。(X)

(2)蓋革一米勒計(jì)數(shù)器既可以統(tǒng)計(jì)粒子的數(shù)量，也可以區(qū)分射線的種類。(X)

(3)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變均滿足質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒。(J)

(4)醫(yī)學(xué)上利用射線進(jìn)行放射治療時(shí)，要控制好放射的劑量。(J)

(5)發(fā)現(xiàn)質(zhì)子、發(fā)現(xiàn)中子和發(fā)現(xiàn)放射性同位素能的核反應(yīng)均屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變。(J)

(6)同一種元素的放射性同位素具有相同的半衰期。(X)

2.合作探究——議一議

(1)如何利用云室區(qū)別射線的種類?

提示：利用射線在云室中的徑跡區(qū)別，直而粗的為a射線，細(xì)而長(zhǎng)的為B射線。

(2)衰變和原子核的人工轉(zhuǎn)變有什么不同？

提示：衰變是具有放射性的不穩(wěn)定核自發(fā)進(jìn)行的變化，原子核的人工轉(zhuǎn)變是利用a粒子、質(zhì)子、中

子或Y光子轟擊靶核發(fā)生的變化。所有的原子核都可能發(fā)生人工轉(zhuǎn)變。

(3)醫(yī)學(xué)上做射線治療用的放射性元素，使用一段時(shí)間后當(dāng)射線強(qiáng)度降低到一定程度時(shí)就需要更換放

射材料，原來(lái)的材料成為核廢料，這些放射治療選用的放射性元素的半衰期應(yīng)該很長(zhǎng)還是較短？為什么？

提示：應(yīng)選用半衰期較短的。因?yàn)榘胨テ诙痰姆派湫詮U料容易處理。當(dāng)然也不能選用太短的，否則就

需要頻繁更換放射原料了。

字課堂講練設(shè)計(jì)，舉一能通類避

考點(diǎn)一“探測(cè)射線的方法和儀器

6通方法

［典例］(多選)用蓋革一米勒計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)

數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線。10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101

次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的是()

A.放射源射出的是a射線

B.放射源射出的是8射線

C.這種放射性元素的半衰期是5天

D.這種放射性元素的半衰期是2.5天

［思路點(diǎn)撥］解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：

(1)根據(jù)a射線、6射線的穿透能力確定射線的種類。

(2)由半衰期的定義求出該元素的半衰期。

［解析］因厚紙板能擋住這種射線，可知這種射線是穿透能力最差的a射線，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤;

因放射性元素原子核個(gè)數(shù)與單位時(shí)間內(nèi)衰變的次數(shù)成正比，10天后測(cè)出放射強(qiáng)度為原來(lái)的四分之一，說(shuō)

明10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的四分之一，由半衰期公式知，已經(jīng)過了兩個(gè)半衰期，故半

衰期是5天。

［答案］AC

蓋革一米勒計(jì)數(shù)器的優(yōu)缺點(diǎn)

優(yōu)點(diǎn)：放大倍數(shù)很大，非常靈敏，用它檢測(cè)射線十分方便。

缺點(diǎn)：a.不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能區(qū)分射線種類。b.如果同時(shí)有大量粒子

或兩個(gè)粒子射來(lái)的時(shí)間間隔小于200us,則計(jì)數(shù)器不能區(qū)分它們。

qj整題組

1.(多選)下列關(guān)于放射線的探測(cè)說(shuō)法中正確的是()

A.氣泡室探測(cè)射線的原理與云室探測(cè)射線原理類似

B.由氣泡室內(nèi)射線徑跡可以分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況

C.蓋革一米勒計(jì)數(shù)器探測(cè)射線也是利用射線的電離本領(lǐng)

D.蓋革一米勒計(jì)數(shù)器不僅能計(jì)數(shù)，還能用來(lái)分析射線的性質(zhì)

解析：選ABC氣泡室探測(cè)射線原理與云室探測(cè)射線原理類似，不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過時(shí)產(chǎn)

生氣泡來(lái)顯示射線徑跡的，故選項(xiàng)A正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場(chǎng)中的彎曲方向等，

可分析射線的帶電、動(dòng)量、能量等情況，故選項(xiàng)B正確；蓋革一米勒計(jì)數(shù)器利用射線電離作用，產(chǎn)生電脈

沖進(jìn)而計(jì)數(shù)，所以選項(xiàng)C正確；由于對(duì)于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計(jì)數(shù)器只能用來(lái)計(jì)數(shù)，不能

分析射線的性質(zhì)，所以選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

2.如圖19-3-1是科學(xué)史上一張著名的實(shí)驗(yàn)照片，顯示一個(gè)帶電粒子在云室中穿過某種金屬板運(yùn)動(dòng)的

徑跡，云室放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向垂直照片向里。云室中橫放的金屬板對(duì)粒子的運(yùn)動(dòng)起阻礙作用。

分析此徑跡可知粒子()

圖19-3-1

A.帶正電，由下向上運(yùn)動(dòng)

B.帶正電，由上向下運(yùn)動(dòng)

C.帶負(fù)電，由上向下運(yùn)動(dòng)

D.帶負(fù)電，由下向上運(yùn)動(dòng)

解析：選A由題圖可以看出粒子在金屬板上方的軌道半徑比在金屬板下方時(shí)小，由帶電粒子在勻強(qiáng)

磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的半徑公式口=器可知粒子在金屬板上方運(yùn)動(dòng)的速率小，所以粒子由下往上運(yùn)動(dòng)，B、C錯(cuò)誤；

磁場(chǎng)方向垂直照片向里，結(jié)合粒子運(yùn)動(dòng)方向，根據(jù)左手定則可知粒子帶正電，A正確，D錯(cuò)誤。

考點(diǎn)二原子核的人工轉(zhuǎn)變和核反應(yīng)方程

1.核反應(yīng)的條件：用a粒子、質(zhì)子、中子，甚至用丫光子轟擊原子核使原子核發(fā)生轉(zhuǎn)變。

2.核反應(yīng)的實(shí)質(zhì)：用粒子轟擊原子核并不是粒子與核碰撞將原子核打開，而是粒子打入原子核內(nèi)部

使核發(fā)生了轉(zhuǎn)變。

3.原子核人工轉(zhuǎn)變的三個(gè)典型核反應(yīng)

(1)1919年盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)：

1一+為ef*O+；H

(2)1932年查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)：

；Be+；He'eC+on

(3)1934年約里奧一居里夫婦發(fā)現(xiàn)放射性同位素和正電子的核反應(yīng)：溫1+%-*+S；*一*i+缸

4.人工轉(zhuǎn)變核反應(yīng)與衰變的比較

原子核的人工轉(zhuǎn)變是一種核反應(yīng)，是其他粒子與原子核相碰撞的結(jié)果，需要一定

不同點(diǎn)的裝置和條件才能發(fā)生，而衰變是原子核的自發(fā)變化，它不受物理和化學(xué)條件的

影響。

相同點(diǎn)人工轉(zhuǎn)變與衰變過程一樣，在發(fā)生過程中質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，反應(yīng)前后粒子

總動(dòng)量守恒。

?通方法

［典例］1993年，中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉗元素的同位素%Pt。制取過程如下:

(1)用質(zhì)子轟擊被靶:Be產(chǎn)生快中子；

(2)用快中子轟擊汞端Hg,反應(yīng)過程可能有兩種：

①生成纜Pt,放出氯原子核；

②生成嘴Pt,同時(shí)放出質(zhì)子、中子。

(3)生成的纜Pt發(fā)生兩次衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞端Hg。寫出上述核反應(yīng)方程。

［解析］根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒，確定新生核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應(yīng)方程。如下：

(2)①纜Hg+；nf^Pt+lHe。

2>2

(§)8oHg+oD-78Pt+2iH+on0

202nli.202A(0202A202”■0

(3)?8Pt-*79Au+-ie,79Auf8oHg+-ie0

［答案］見解析

一寫核反應(yīng)方程講應(yīng)注熹以下三點(diǎn)

(D核反應(yīng)過程一般都是不可逆的，核反應(yīng)方程不能用等號(hào)連接，只能用單向箭頭表示反應(yīng)方向。

(2)核反應(yīng)方程應(yīng)以實(shí)驗(yàn)事實(shí)為基礎(chǔ)，不能憑空杜撰。

(3)核反應(yīng)方程遵守質(zhì)量數(shù)守恒而不是質(zhì)量守恒，核反應(yīng)過程中，一般會(huì)發(fā)生質(zhì)量的變化。

1.原子核奴與氣核汨反應(yīng)生成一個(gè)a粒子和一個(gè)質(zhì)子。由此可知()

A.A=2,Z=1B.A=2,Z=2

C.A=3,Z=3D.A=3,Z=2

解析：選D寫出核反應(yīng)方程：/+；H-Sie+；H,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，歹?。莘匠藺+2=4+LZ

+1=2+1,解得：A=3,Z=2,故答案為D。

2.以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程

x+；Lif2yY+'TN->X+'SO

y+：Befz+［C

x、y和z是3種不同的粒子，其中2是()

A.a粒子B.質(zhì)子

C.中子D.電子

解析：選C把前兩個(gè)方程化簡(jiǎn)，消去x,即號(hào)N+li-y+窗，可見y是見e,結(jié)合第三個(gè)方程，根據(jù)

電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知z是中子;n。因此選項(xiàng)C正確。

3.1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用聚放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)

證。次年李、楊兩人為此獲得諾貝爾物理獎(jiǎng)。沈。的衰變方程是沈。一*i+3e+”，其中V,是反中微子,

它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可以認(rèn)為是零。沈。的核外電子數(shù)為,在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物

加i的質(zhì)量數(shù)是,核電荷數(shù)是.

解析：瓢:。的核外電子數(shù)為27。

由質(zhì)量數(shù)守恒，知加i的質(zhì)量數(shù)為A=60。

由核電荷數(shù)守恒，知?Ni的核電荷數(shù)為Z=27+l=28。

答案：276028

考點(diǎn)三”放射性同位素的應(yīng)用

?通知識(shí)

i.分類

可分為天然放射性同位素和人工放射性同位素兩種，天然放射性同位素不過40多種，而人工放射性

同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有自己的放射性同位素。

2.人工放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)

(1)放射強(qiáng)度容易控制；

(2)可以制成各種所需的形狀；

(3)半衰期比天然放射性物質(zhì)短得多，放射性廢料容易處理。因此，凡是用到射線時(shí)，用的都是人工

放射性同位素。

3.放射性同位素的主要應(yīng)用

(1)利用它的射線：

①工業(yè)部門使用射線測(cè)厚度一一利用Y射線的穿透特性。

②農(nóng)業(yè)應(yīng)用——丫射線使種子的遺傳基因發(fā)生變異，殺死使食物腐敗的細(xì)菌，抑制蔬菜發(fā)芽，延長(zhǎng)

保存期等。

③醫(yī)療上——利用Y射線的高能量治療癌癥。

(2)作為示蹤原子：放射性同位素與非放射性同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，通過探測(cè)放射性同位素的射

線確定其位置。

Q通方法

［典例］下列說(shuō)法正確的是()

A.給農(nóng)作物施肥時(shí)，在肥料里放一些放射性同位素，是因?yàn)檗r(nóng)作物吸收放射性同位素后生長(zhǎng)更好

B.輸油管道漏油時(shí)，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y(cè)其射線，確定漏油位置

C.天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃算

D.放射性元素被植物吸收，其放射性將發(fā)生改變

［思路點(diǎn)撥］

(1)放射性元素和它的同位素化學(xué)性質(zhì)相同。

(2)放射性同位素含量容易控制，衰變周期較短。

［解析］放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各季節(jié)吸

收含有哪種元素的肥料。無(wú)論植物吸收含放射性元素的肥料，還是無(wú)放射性肥料，植物生長(zhǎng)是相同的，A

錯(cuò)；人工放射性同位素，含量易控制，衰變周期短，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成永久污染，而天然放射性元素，劑量

不易控制、衰變周期長(zhǎng)、會(huì)污染環(huán)境，所以不用天然放射元素，C錯(cuò)；放射性是原子核的本身性質(zhì)，與元

素的狀態(tài)、組成等無(wú)關(guān)，D錯(cuò)；放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確。

［答案］B

放射性同位素的應(yīng)用技巧

(1)用射線來(lái)測(cè)量厚度，一般不選取a射線是因?yàn)槠浯┩改芰μ?，更多的是選取Y射線，也有部

分選取8射線的。

(2)給病人治療癌癥、培育優(yōu)良品種、延長(zhǎng)食物保質(zhì)期一般選取Y射線。

(3)使用放射線時(shí)安全是第一位的。

翅題組

1.關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說(shuō)法中正確的有()

A.放射線改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，因此達(dá)到了消除有害靜電的目的

B.利用Y射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視

C.用放射線照射作物種子能使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是成為更優(yōu)秀的品種

D.用Y射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對(duì)人體正常組織造成太大的傷害

解析：選D利用放射線消除有害靜電是利用a射線的電離性，使空氣分子電離成導(dǎo)體，將靜電泄

出，A錯(cuò)誤；Y射線對(duì)人體細(xì)胞傷害太大，因此不能用來(lái)人體透視，在用于治療腫瘤時(shí)要嚴(yán)格控制劑量，

B錯(cuò)誤，D正確；DNA變異并不一定都是有益的，C錯(cuò)誤。

2.(多選)近幾年來(lái)，我國(guó)北京、上海、山東、洛陽(yáng)、廣州等地引進(jìn)了十多臺(tái)Y刀，治療患者5000

余例，效果極好，成為治療腦腫瘤的最佳儀器。令人感嘆的是，用Y刀治療時(shí)不用麻醉，病人清醒，時(shí)

間短，半小時(shí)完成手術(shù)，無(wú)需住院，因而Y刀被譽(yù)為“神刀”。據(jù)報(bào)道，我國(guó)自己研制的旋式Y(jié)刀性能

更好，即將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù)。Y刀治療腦腫瘤主要是利用()

A.Y射線具有很強(qiáng)的穿透能力

B.Y射線具有很強(qiáng)的電離作用

C.Y射線具有很高的能量

D.Y射線能很容易繞過阻礙物到達(dá)目的地

解析：選ACy刀就是Y射線，y射線的特點(diǎn)是穿透能力強(qiáng)，Y射線波長(zhǎng)短，光子的能量高，殺

傷力強(qiáng)，應(yīng)用Y刀治療腦腫瘤就是利用其穿透能力強(qiáng)和殺傷力強(qiáng)。

3.用人工方法得到放射性同位素，這是一個(gè)很重要的發(fā)現(xiàn)，天然放射性同位素只不過40幾種，而今

天人工制造的同位素已達(dá)1000多種，每種元素都有放射性同位素，放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科

研等許多方面得到廣泛應(yīng)用。

(1)帶電的驗(yàn)電器在放射線照射下電荷會(huì)很快消失，其原因是()

A.射線的貫穿作用

B.射線的電離作用

C.射線的物理、化學(xué)作用

D.以上三個(gè)選項(xiàng)都不是

(2)如圖19-3-2是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖，如工廠生產(chǎn)的是厚度為1nm的

鋁板，在a、B、y三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度起控制作用的是射線。

放射源

圖19-3-2

解析：(1)因放射線的電離作用，空氣中與驗(yàn)電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，所以使驗(yàn)電器

所帶電荷消失。應(yīng)選B項(xiàng)。

（2）a射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1mm的鋁板，因而探測(cè)器不能探到；Y射線穿透本領(lǐng)

最強(qiáng)，穿透1nrn的鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測(cè)器上很難分辨；6射線也能穿透幾毫米厚的鋁板，但厚

度不同，穿透后B射線中的電子數(shù)目不同，探測(cè)器容易分辨。

答案：（DB⑵B

切縊林身唳淞理曰課后層級(jí)訓(xùn)練,步步提升能力

一、基礎(chǔ)題號(hào)熟

1.下列應(yīng)用放射性同位素不是作為示蹤原子的是（）

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,診斷甲狀腺疾病

解析：選C利用射線探傷法檢查金屬中的砂眼和裂紋是利用Y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。選項(xiàng)A、B、D中都是利用了放射性同位素作為示蹤原子。

2.（多選）放射性同位素被用做示蹤原子，主要是因?yàn)椋ǎ?/p>

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(wú)關(guān)

D.放射性同位素容易制造

解析：選ABC放射性同位素用做示蹤原子，主要是用放射性同位素替代沒有放射性的同位素參與正

常的物理、化學(xué)、生物的過程，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)還要考慮放射性的危害，因此，選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

3.用a粒子照射充氮的云室，得到如圖1所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是（）

圖1

A.A是a粒子的徑跡,B是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡

B.B是a粒子的徑跡,A是質(zhì)子的徑跡，C是新核的徑跡

C.C是a粒子的徑跡,A是質(zhì)子的徑跡，B是新核的徑跡

D.B是a粒子的徑跡,C是質(zhì)子的徑跡，A是新核的徑跡

解析：選Da粒子轟擊氮核產(chǎn)生一個(gè)新核并放出質(zhì)子，入射的是a粒子，所以B是a粒子的徑跡,

產(chǎn)生的新核質(zhì)量大電離作用強(qiáng)，所以徑跡粗而短，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。

4.用中子轟擊鋁27,產(chǎn)生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后生成鎂24,則X粒子和鈉的

衰變過程分別是（）

A.質(zhì)子，a衰變B.電子，a衰變

C.a粒子，B衰變D.正電子，8衰變

解析：選C根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知X粒子的電荷數(shù)為2,質(zhì)量數(shù)為4,所以X

為a粒子，鈉24衰變后生成鎂24,質(zhì)量數(shù)不變，所以只能是B衰變，故只有C正確。

5.(多選)有關(guān)放射性同位素能的下列說(shuō)法正確的是()

A.卻與舐互為同位素

B.卻與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)

C.用眇制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng)

D.含有部的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對(duì)植物的影響

解析：選BD同位素應(yīng)具有相同的質(zhì)子數(shù)，故A錯(cuò)；同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì)，B對(duì)；元素的半衰

期與其所處的狀態(tài)無(wú)關(guān)，C錯(cuò)；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對(duì)。

6.在中子、質(zhì)子、電子、正電子、a粒子中選出一個(gè)適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在下列核反應(yīng)式的橫線上。

⑴乳，如1+；

(2)tBe+；Hef￡C+；

(3)鬼Th-甯Pa+；

(4)即f；：Si+；

(5)292U+-*3sSr+'wXe+1Oon；

(6)‘效+犯e_*[0+o

解析：在核反應(yīng)過程中，遵循反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。對(duì)參與反應(yīng)的所有基本粒子采

用左下角(電荷數(shù))配平，左上角(質(zhì)量數(shù))配平。未知粒子可根據(jù)其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)確定。如(1)中電荷數(shù)

為92—90=2,質(zhì)量數(shù)為238—234=4,由此可知為a粒子GHe),同理確定其他粒子分別為：中子(；n),

電子(3e),正電子Ce),中子(；n),質(zhì)子(曲。

答案:⑴杭(2)in⑶Le(4)+ie(5)in(6)1H

二、能力題⑥通

7.(多選)一個(gè)質(zhì)子以LOXIO,m/s的速度撞一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核。

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，則下列判斷正確的是()

A.核反應(yīng)方程為溫1+；H-韶i

B.核反應(yīng)方程為例l+；n一等i

C.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為10,m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致

D.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為IO,m/s,方向跟質(zhì)子的初速度方向一致

解析：選AD由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確，B選項(xiàng)錯(cuò)誤。由動(dòng)量守恒定律求得硅

原子速度的數(shù)量級(jí)為IO,m/s,即D選項(xiàng)正確。

8.某校學(xué)生在進(jìn)行社會(huì)綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線

(見下表)，并總結(jié)出它們的幾種用途。

同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期

缽210a138天鋸99628年鉆60Y5年

鋸2416433天得99Y6小時(shí)氨a3.8天

根據(jù)上表請(qǐng)你分析判斷下面結(jié)論正確的是()

A.塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋轉(zhuǎn)后變薄，利用a射線來(lái)測(cè)定通過軋

提后的薄膜厚度是否均勻

B.鉆60的半衰期為5年，若取4個(gè)鉆60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個(gè)原子核

C.把放射性元素針210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期變短

D.用得99可以作示蹤原子，用來(lái)診斷人體內(nèi)的器官是否正常。方法是給被檢查者注射或口服附有放

射性同位素的元素的某些物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)檢查的器官時(shí)，可根據(jù)放射性同位素的射線情況

分析器官正常與否

解析：選D因?yàn)閍射線不能穿透薄膜，無(wú)法測(cè)量薄膜的厚度，所以A不正確；鉆60的半衰期為5

年是指大量鉆60原子核因衰變而減少到它原來(lái)數(shù)目的一半所需要的時(shí)間，因此B、C錯(cuò)誤；檢查時(shí)，要在

人體外探測(cè)到體內(nèi)輻射出來(lái)的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長(zhǎng)期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取相99作為放射源,

D正確。

9.核能是一種高效的能源。

(1)在核電站中，為了防止放射性物質(zhì)泄露，核反應(yīng)堆有三道防護(hù)屏障：燃料包殼、壓力殼和安全殼(如

圖2甲)。結(jié)合圖可知，安全殼應(yīng)當(dāng)選用的材料是。

乙

圖2

(2)核反應(yīng)堆中的核廢料具有很強(qiáng)的放射性，目前常用的處理方法是將其裝入特制的容器中，然后

()

A.沉入海底B.放至沙漠

C.運(yùn)到月球D.深埋地下

(3)如圖乙是用來(lái)監(jiān)測(cè)工作人員受到輻射情況的胸章，通過照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工

作人員受到何種輻射。當(dāng)胸章上1mm鋁片和3nmi鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感

光時(shí)，結(jié)合圖分析可知工作人員受到了射線的輻射；當(dāng)所有照相底片被感光時(shí)，工作人員受到了

射線的輻射。

解析：在核電站中，核反應(yīng)堆的最外層安全殼用的都是厚厚的混凝土。對(duì)核廢料目前最有效的處理方

法是深埋地下，并遠(yuǎn)離水源。a射線貫穿本領(lǐng)最弱，一張紙就能把它擋住，B射線貫穿本領(lǐng)較強(qiáng)，它能

穿透幾毫米厚的鋁板，Y射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng)，它能穿透幾厘米厚的鉛板。

答案：(1)混凝土(2)D(3)B丫

高考理綜物理模擬試卷

注意事項(xiàng)：

1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。

2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清

楚。

3.請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答

題無(wú)效。

4.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。

一、單項(xiàng)選擇題

1.如圖所示，在與水平面夾角e為60°的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，有一帶負(fù)電的物塊A放在傾斜的絕緣木板上，

物塊所受電場(chǎng)力的大小為其重力大小的一半，木板的傾角a為30°和60°時(shí)物塊所受的摩擦力大小恰好

相等，則物塊與木板間的動(dòng)摩擦因數(shù)為

A.〃=；B.〃〃=D./=4一2/

2.如圖所示，質(zhì)量分別為皿和叱的物體A、B用細(xì)繩連接后跨過滑輪，A靜止在傾角為45°的斜面上，B

懸掛著.已知叫=2叱，不計(jì)滑輪摩擦，現(xiàn)將斜面傾角由45°增大到50°,系統(tǒng)仍保持靜止.下列說(shuō)法中

正確的是

A.繩子對(duì)A的拉力將增大

B.物體A對(duì)斜面的壓力將增大

C.物體A受到的靜摩擦力增大

D.物體A受到的靜摩擦力減小

3.如圖所示，物塊工放在木板上處于靜止?fàn)顟B(tài)，現(xiàn)將木塊E略向右移動(dòng)一些使傾角a減小，則下列結(jié)論

正確的是（）

A.木板對(duì)工的作用力不變

B.木板對(duì)工的作用力減小

C.物塊工與木板間的正壓力減小

D,物塊上所受的摩擦力不變

4.在2018年平昌冬奧會(huì)冰壹比賽中，某隊(duì)員利用紅壺去碰撞對(duì)方靜止的藍(lán)壺，如圖a所示，兩壺發(fā)生

對(duì)心正碰，碰后運(yùn)動(dòng)員用冰壺刷擦藍(lán)壺前進(jìn)方向上的冰面來(lái)減小阻力，碰撞前后兩壺的速度時(shí)間圖像如圖

中的實(shí)線所示，兩冰壺質(zhì)量相同，則

A.兩壺碰撞為彈性碰撞

B.碰后兩壺相距的最遠(yuǎn)距離為1.1m

C.碰后紅、藍(lán)兩壺的滑動(dòng)摩擦力相同

D.碰后藍(lán)壺的加速度大小為0.10m/s2

5.如圖所示，水平地面上有一個(gè)半球體A.現(xiàn)在A與豎直墻之間放一完全相同的半球體B,不計(jì)一切摩擦,

將A緩慢向左移動(dòng)（B未與地面接觸），則在此過程中A對(duì)B的彈力R、墻對(duì)B的彈力F?

A.Fi變小、F?變小

B.B變小、Fz變大

C.R變大、Fz變大

D.R變大、Fz變小

6.如圖所示，傾角為9的傳送帶順時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，把一物體由靜止放置到傳送帶的底端，則物體從底端

運(yùn)動(dòng)到頂端的過程中，下列說(shuō)法正確的是

A.物體始終受到沿傳送帶向上的摩擦力

B.物體運(yùn)動(dòng)至頂端時(shí)一定相對(duì)傳送帶靜止

C.傳送帶對(duì)物體所做的功大于物體機(jī)械能的增量

D.物體加速運(yùn)動(dòng)過程中傳送帶通過的距離是物體通過距離的2倍

二、多項(xiàng)選擇題

7.如圖所示，一束光沿半徑方向射向一塊半圓形玻璃磚，在玻璃磚底面上的入射角為e,經(jīng)折射后射出

A.在玻璃中，a光的傳播速度小于b光的傳播速度

B.在真空中，a光的頻率小于b光的頻率

C.玻璃磚對(duì)a光的折射率大于對(duì)b光的折射率

D.分別用a、b光在同一個(gè)雙縫干涉實(shí)驗(yàn)裝置上做實(shí)驗(yàn)，a光的干涉條紋間距大于b光的干涉條紋間距

E,若改變光束的入射方向使0角逐漸變大，則折射光線b首先消失

8.如圖甲所示為一交變電壓隨時(shí)間變化的圖像，每個(gè)周期內(nèi)，前二分之一周期電壓恒定，后二分之一周

期電壓按正弦規(guī)律變化。若將此交流電連接成如圖乙所示的電路，電阻R阻值為100。，則

A.理想電流表讀數(shù)為0.75A

B.理想電壓表讀數(shù)為100V

C.電阻R消耗的電功率為56W

D.電阻R在100秒內(nèi)產(chǎn)生的熱量為5625J

9.如圖所示，半圓槽光滑、絕緣、固定，圓心是0,最低點(diǎn)是P,直徑MN水平，a、b是兩個(gè)完全相同的

帶正電小球（視為點(diǎn)電荷），b固定在M點(diǎn)，a從N點(diǎn)靜止釋放，沿半圓槽運(yùn)動(dòng)經(jīng)過P點(diǎn)到達(dá)某點(diǎn)Q（圖中

未畫出）時(shí)速度為零。則小球a

A.從N到Q的過程中，重力與庫(kù)侖力的合力先增大后減小

B.從N到P的過程中，速率先增大后減小

C.從N到Q的過程中，電勢(shì)能一直增加

D.從P到Q的過程中，動(dòng)能減少量小于電勢(shì)能增加量

10.下列說(shuō)法中不正確的是（）

AyAv

A.根據(jù)速度定義式1'=——，當(dāng)X非常非常小時(shí)，——就可以表示物體在t時(shí)刻的瞬時(shí)速度，該定義應(yīng)

AfAr

用了極限思想方法。

B.在探究加速度、力和質(zhì)量三者之間關(guān)系時(shí)，先保持質(zhì)量不變研究加速度與力的關(guān)系，再保持力不變研

究加速度與質(zhì)量的關(guān)系，該實(shí)驗(yàn)應(yīng)用了控制變量法。

C.在推導(dǎo)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的位移公式時(shí)，把整個(gè)運(yùn)動(dòng)過程劃分成很多小段，每一小段近似看作勻速直線

運(yùn)動(dòng)，然后把各小段的位移相加，這里采用了微元法。

D.在不需要考慮物體本身的大小和形狀時(shí)，用質(zhì)點(diǎn)來(lái)代替物體的方法叫假設(shè)法

三、實(shí)驗(yàn)題

11.水平面上固定著半徑R=60cm的薄圓筒，筒中放置著兩個(gè)圓柱，小圓柱半徑n=10cm、重力為&=30

N,大圓柱半徑n=30cm.圓筒和圓柱的中心軸均水平，且圓筒的中心0與大、小圓柱的切點(diǎn)Q的連線

恰好豎直，如圖所示。不計(jì)一切摩擦，求

(1)筒對(duì)小圓柱的支持力N,和大、小圓柱之間的壓力F；

(2)大圓柱所受重力G2o

12.在如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置中，充電后的平行板電容器的A極板與靈敏的靜電計(jì)相接，極板B接地，貝！|：

⑴若極板B稍向上移動(dòng)一點(diǎn),則將觀察到靜電計(jì)指針偏角(填“變大”、“變小”或“不變”)，

此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明平行板電容器的電容隨而減小；

(2)若極板B稍向左移動(dòng)一點(diǎn),則將觀察到靜電計(jì)指針偏角(填“變大”、“變小”或“不變”),

此實(shí)驗(yàn)說(shuō)明平行板電容器的電容隨而減小.

四、解答題

13.如圖甲所示，光滑且足夠長(zhǎng)的平行金屬導(dǎo)軌MN、PQ固定在同一水平面上，兩導(dǎo)軌間距L=0.30m.導(dǎo)

軌電阻忽略不計(jì)，其間接有固定電阻R=0.40Q.導(dǎo)軌上停放一質(zhì)量為m=0.10kg、電阻r=0.20Q的

金屬桿ab,整個(gè)裝置處于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.50T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)方向豎直向下.利用一外力F沿水

平方向拉金屬桿ab,使之由靜止開始做勻加速直線運(yùn)動(dòng)，電壓傳感器可將R兩端的電壓U即時(shí)采集并輸

入電腦，并獲得U隨時(shí)間t的關(guān)系如圖乙所示.求：

(1)金屬桿加速度的大小；

(2)第2s末外力的瞬時(shí)功率.

14.質(zhì)量為2kg的木板B靜止在水平面上，可視為質(zhì)點(diǎn)的物塊A從木板的左側(cè)沿木板上表面水平?jīng)_上木板,

如圖甲所示。A和B經(jīng)過1s達(dá)到同一速度，之后共同減速直至靜止，A和B的v-t圖象如圖乙所示，重力

加速度g=10m/s2,求：

圖甲圖乙

(1)A與B上表面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)U,；

(2)B與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)U2i

(3)A的質(zhì)量。

【參考答案】

一、單項(xiàng)選擇題

題號(hào)123456

答案DCABCA

二、多項(xiàng)選擇題

7.BDE

8.AD

9.BC

10.ABC

三、實(shí)驗(yàn)題

11.(1)跖=25/N,F=50N⑵5=10N

12.變大極板的相對(duì)面積減小變大極板間距離增大

四、解答題

13.(1)1.0m/s2(2)0.35W

14.1)u1=0.2(2)u2=0.1(3)m=6kg

高考理綜物理模擬試卷

注意事項(xiàng)：

1.答題前，考生先將自己的姓名、準(zhǔn)考證號(hào)填寫清楚，將條形碼準(zhǔn)確粘貼在考生信息條形碼粘貼區(qū)。

2.選擇題必須使用2B鉛筆填涂；非選擇題必須使用0.5毫米黑色字跡的簽字筆書寫，字體工整、筆跡清

楚。

3.請(qǐng)按照題號(hào)順序在各題目的答題區(qū)域內(nèi)作答，超出答題區(qū)域書寫的答案無(wú)效；在草稿紙、試題卷上答

題無(wú)效。

4.保持卡面清潔，不要折疊，不要弄破、弄皺，不準(zhǔn)使用涂改液、修正帶、刮紙刀。

一、單項(xiàng)選擇題

1.光子能量e=2.49eV的藍(lán)光分別照射到甲、乙兩種金屬表面上，甲金屬的逸出功％=1.90eV,乙金屬的

逸出功Wz=2.25eV。同時(shí)按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，可以測(cè)得兩種金屬相應(yīng)的遏止電壓。則

A.甲金屬的截止頻率比乙金屬的大

B.甲金屬逸出的光電子最大初動(dòng)能比乙的小

C.按照密立根的方法進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，測(cè)得其相應(yīng)的遏止電壓甲的比乙的大

D.紫光分別照射到甲、乙兩種金屬表面上，不會(huì)有光電子逸出

2.2018年12月8日，我國(guó)探月工程“嫦娥四號(hào)”探測(cè)器成功發(fā)射，開啟了人類首次月球背面軟著陸探

測(cè)之旅。為了確定月球背面軟著陸位置，在此之前，我國(guó)發(fā)射了多顆繞月勘測(cè)衛(wèi)星。假定某顆繞月勘測(cè)衛(wèi)

星在距月球表面h=260km的圓形軌道上繞月飛行一周的時(shí)間T=8000s,已知月球的半徑R=1738km,由此可

計(jì)算出月球的第一宇宙速度約為

A.1.2km/sB.1.7km/sC.3.9km/sD.7.9km/s

3.用一隨時(shí)間均勻變化的水平拉力F拉靜止在水平面上的物體.已知F=kt(k=2N/s),物體與水平面間

的最大靜摩擦力等于滑動(dòng)摩擦力，物體的加速度a隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，g取10m/s2,則不可

以計(jì)算出

B.物體與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)

C.t=4s時(shí)物體的速度

D.0?4s內(nèi)拉力F做的功

4.如圖所示，頂端附有光滑定滑輪的斜面體靜止在粗糙水平面上，三條細(xì)繩結(jié)于0點(diǎn)，一條繩跨過定滑

輪平行于斜面連接物塊P,一條繩連接小球Q,P、Q兩物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，另一條繩0A在外力F作用下

使夾角e<9（r，現(xiàn)緩慢改變繩OA的方向至。>9cr,且保持結(jié)點(diǎn)o位置不變，整個(gè)裝置始終處于靜止?fàn)?/p>

態(tài)，下列說(shuō)法正確的是（）

A,繩0A的拉力先增大后減小

B.斜面對(duì)物塊P的摩擦力的大小可能先減小后增大

C.地面對(duì)斜面體有向右的摩擦力

D.地面對(duì)斜面體的支持力等于物塊P和斜面體的重力之和

5.如圖所示,兩塊水平放置的平行正對(duì)的金屬板a、b與電池相連，在距離兩板等距的M點(diǎn)有一個(gè)帶電液滴

處于靜止?fàn)顟B(tài)。若將a板向下平移一小段距離,但仍在M點(diǎn)上方,穩(wěn)定后,下列說(shuō)法中正確的是

A.液滴將向下加速運(yùn)動(dòng)

B.M點(diǎn)電勢(shì)升高,液滴在M點(diǎn)的電勢(shì)能將增大

C.M點(diǎn)的電場(chǎng)強(qiáng)度變小了

D.在a板移動(dòng)前后兩種情況下，若將液滴從a板移到b板，電場(chǎng)力做功相同

6.如圖所示，A、B兩物體緊靠著放在粗糙水平面上.A、B間接觸面光滑.在水平推力F作用下兩物體一

起加速運(yùn)動(dòng)，物體A恰好不離開地面，則物體關(guān)于A、B兩物體的受力個(gè)數(shù)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.A受3個(gè)力，B受4個(gè)力B.A受4個(gè)力，B受3個(gè)力

C.A受3個(gè)力，B受3個(gè)力D.A受4個(gè)力，B受4個(gè)力

二、多項(xiàng)選擇題

7.由波源S形成的簡(jiǎn)諧橫波在均勻介質(zhì)中向左、右傳播。波源振動(dòng)的頻率為20Hz,波速為16m/s?已

知介質(zhì)中P、Q兩質(zhì)點(diǎn)位于波源S的兩側(cè)，且P、Q和S的平衡位置在一條直線上，P、Q的平衡位置到S

的平衡位置之間的距離分別為15.8m、14.6m,P、Q開始震動(dòng)后，下列判斷正確的是.（填正確答

案標(biāo)號(hào)。選對(duì)1個(gè)得2分，選對(duì)2個(gè)得4分，選對(duì)3個(gè)得5分。每選錯(cuò)1個(gè)扣3分，最低得分為0分）

A.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相同

B.P、Q兩質(zhì)點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的方向始終相反

C.當(dāng)S恰好通過平衡位置時(shí)，P、Q兩點(diǎn)也正好通過平衡位置

D.當(dāng)S恰好通過平衡位置向上運(yùn)動(dòng)時(shí)，P在波峰

E.當(dāng)S恰好通過平衡位置向下運(yùn)動(dòng)時(shí)，Q在波峰

8.下列說(shuō)法正確的是

A