2024-2025學(xué)年高中物理分層訓(xùn)練十一探測射線的方法含解析新人教版選修3-5

PAGE5-分層訓(xùn)練(十一)探測射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)[基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練]1．原子核eq\o\al(A,Z)X與氘核eq\o\al(2,1)H反應(yīng)生成一個α粒子和一個質(zhì)子．由此可知()A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3D．A＝3，Z＝22．下列說法正確的是()A．給農(nóng)作物施肥時，在肥料里放一些放射性同位素，是因為農(nóng)作物汲取放射性同位素后生長更好B．輸油管道漏油時，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y其射線，確定漏油位置C．自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．放射性元素被植物汲取，其放射性將發(fā)生變更3．用α粒子轟擊鈹-9核，生成一個碳-12核和一個粒子，則該粒子()A．帶正電，能在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)B．帶負(fù)電，能在磁場中發(fā)生偏轉(zhuǎn)C．電離本事特殊強(qiáng)，是原子的組成部分之一D．在任何方向的磁場中都不會發(fā)生偏轉(zhuǎn)4．(多選)有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說法，正確的是()A.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B.eq\o\al(30,15)P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥中，eq\o\al(30,15)P可用作示蹤原子，視察磷肥對植物的影響5．1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁核eq\o\al(27,13)Al，產(chǎn)生了第一個人工放射性核素X：α＋eq\o\al(27,13)Al→n＋X.X的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別為()A．15和28B．15和30C．16和30D．17和316．(多選)關(guān)于放射線的探測，下列說法正確的是()A．氣泡室探測射線的原理與云室探測射線的原理類似B．由氣泡室內(nèi)射線的徑跡可以分析粒子的帶電、動量、能量等狀況C．蓋革－米勒計數(shù)器探測射線的原理中也利用射線的電離本事D．蓋革－米勒計數(shù)器不僅能計數(shù)，還能用來分析射線的性質(zhì)7．在充氮的云室中做α粒子轟擊氮核的試驗，如圖所示的云室照片中，正確的是()8．以下是物理學(xué)史上3個聞名的核反應(yīng)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種不同的粒子，其中Z是()A．α粒子B．質(zhì)子C．中子D．電子9．如圖為查德威克試驗示意圖，由自然放射性元素釙(Po)放出的α射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時會打出粒子流B，經(jīng)探討知道()A．A為中子，B為質(zhì)子B．A為質(zhì)子，B為中子C．A為γ射線，B為中子D．A為中子，B為γ射線[實力提升練]10．圖中曲線a、b、c、d為氣泡室中某放射物發(fā)生衰變放出的部分粒子的徑跡，氣泡室中磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直于紙面對里．以下推斷可能正確的是()A．a(chǎn)、b為β粒子的徑跡B．a(chǎn)、b為γ粒子的徑跡C．c、d為α粒子的徑跡D．c、d為β粒子的徑跡11．在醫(yī)療技術(shù)中有時須要利用放射線治療腫瘤，所用的放射源必需具備以下兩個條件：(1)放出的放射線有較強(qiáng)的穿透實力，能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處；(2)能在較長的時間內(nèi)供應(yīng)比較穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度．同位素釙210鍶90锝99鈷60放射線αβγγ半衰期138天28年6小時5年上表給出了四種放射性同位素的放射線及半衰期，在表中所列的四種同位素中，最相宜作為放療運(yùn)用的放射源應(yīng)是()A．釙210B．鍶90C．锝99D．鈷6012．某試驗室工作人員，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，若某次碰撞可看作對心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動，垂直磁場方向射入磁場，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.13．同位素原子在很多方面有著廣泛的應(yīng)用，1934年，科學(xué)家在用α粒子轟擊鋁箔時，除探測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子，更意外的是，拿走α放射源時，鋁箔雖不再放射中子，但仍能接著放射正電子，而且這種放射性隨時間衰減的規(guī)律跟自然放射性一樣，也有肯定的半衰期．(1)寫出α粒子轟擊鋁eq\o\al(27,13)Al產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式．(2)上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素，寫出其產(chǎn)生正電子的核反應(yīng)方程式．(3)簡要說明放射性同位素的應(yīng)用，并至少舉出兩個實際應(yīng)用的例子．分層訓(xùn)練(十一)探測射線的方法放射性的應(yīng)用與防護(hù)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，應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)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)汲取含有哪種元素的肥料．無論植物汲取含放射性元素的肥料，還是無放射性肥料，植物生長是相同的，A錯；放射性同位素，含量易限制，衰變周期短，不會對環(huán)境造成永久污染，而自然放射性元素，劑量不易限制、衰變周期長、會污染環(huán)境，所以不用自然放射元素，C錯；放射性是原子核的本身性質(zhì)，與元素的狀態(tài)、組成等無關(guān)，D錯．放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確．答案：B3．解析：依據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，2＋4＝6＋0，該粒子的電荷數(shù)為0；4＋9＝12＋1，該粒子的質(zhì)量數(shù)為1，因為中子不帶電，在磁場中不偏轉(zhuǎn)．故D正確，A、B、C錯誤．答案：D4．解析：同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，不同的質(zhì)量數(shù)，故A錯；同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，B正確；半衰期跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)，C錯；eq\o\al(30,15)P為放射性同位素，可作示蹤原子，D正確．答案：BD5．解析：因為α粒子是eq\o\al(4,2)He、中子是eq\o\al(1,0)n，所以依據(jù)反應(yīng)方程式前后質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)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.故選B.答案：B6．解析：氣泡室探測射線的原理與云室類似，不同的是通過射線在氣泡室中經(jīng)過時產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡，故A選項正確；由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場中的彎曲方向等，可分析射線的帶電、動量、能量等狀況，故B選項正確；蓋革－米勒計數(shù)器利用射線的電離作用，產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計數(shù)，所以C選項正確；對于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計數(shù)器只能用來計數(shù)，不能區(qū)分射線的種類，所以D選項錯誤．答案：ABC7．解析：在α粒子(eq\o\al(4,2)He)、反沖核(eq\o\al(17,8)O)和質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)這三種粒子中，反沖核的電離實力最強(qiáng)，穿透實力最弱——徑跡短而粗；質(zhì)子的電離實力最弱，穿透實力最強(qiáng)——徑跡細(xì)而長．另外，在α粒子轟擊氮核的過程中，系統(tǒng)動量守恒，即pα＝pO＋pH.因此，反沖核與質(zhì)子的運(yùn)動方向不行能在同始終線上．答案：B8．解析：其次、三個核反應(yīng)分別是發(fā)覺質(zhì)子和中子的核反應(yīng)方程，依據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得，X、Y、Z分別是eq\o\al(1,1)H、eq\o\al(4,2)He、eq\o\al(1,0)n，C正確．答案：C9．解析：α射線轟擊鈹時的核反應(yīng)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為中子，中子轟擊石蠟時會打出質(zhì)子流，所以A正確；其他選項錯誤．答案：A10．解析：因為α粒子帶正電，由左手定則可知，α粒子剛射入磁場時所受洛倫茲力方向平行于紙面對上，故α粒子向上偏轉(zhuǎn)；因為β粒子帶負(fù)電，由左手定則可知，β粒子剛射入磁場時所受洛倫茲力方向平行于紙面對下，故β粒子向下偏轉(zhuǎn)；綜上可知，選項A、C錯誤，選項D正確．因為γ射線不帶電，所以在磁場中運(yùn)動時不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故選項B錯誤．答案：D11．解析：α射線、β射線的穿透實力不強(qiáng)，放射源放出的放射線必需有較強(qiáng)的穿透實力，能輻射到體內(nèi)腫瘤所在處，選項A、B錯誤；放射源必需能在較長的時間內(nèi)供應(yīng)比較穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度，锝的半衰期是6小時，鈷的半衰期是5年，選項C錯誤，D正確．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)設(shè)α粒子、新核質(zhì)量分別為4m、17m，質(zhì)子速度為v，由于對心碰撞，滿意動量守恒，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)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)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)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知eq\o\al(30,15)P