2020高考物理總復(fù)習(xí) 天然放射現(xiàn)象講與練配套課時(shí)作業(yè) 新課標(biāo)

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1、課時(shí)作業(yè)45　天然放射現(xiàn)象 時(shí)間：45分鐘　　滿(mǎn)分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，所產(chǎn)生的新核和所放出的粒子的運(yùn)動(dòng)方向均垂直于磁場(chǎng)方向，如下圖所示，能正確反映其軌道的可能是(　　) 解析：由r＝，知α、β衰變的新核與對(duì)應(yīng)的α或β粒子具有等大、反向的動(dòng)量，故r∝，大圓為α或β粒子，小圓為新核的徑跡，由左手定則可判斷出A、D正確． 答案：AD 2．由原子核的衰變規(guī)律可知(　　) A．放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生α射線(xiàn)和β射線(xiàn) B．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變 C．放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可

2、人為控制 D．放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1 解析：一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生α射線(xiàn)和β射線(xiàn)，只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線(xiàn)和γ射線(xiàn)或β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)；原子核發(fā)生衰變后，新核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核(新的物質(zhì))的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1.選C. 答案：C 3．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(xiàn)． 元素 射線(xiàn) 半衰期 元素 射線(xiàn) 半衰期 釙210 α 138天 鍶90 β 28年 氡222 β 3.8天 鈾238 α、β、γ

3、 4.5×103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(guò)軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€(xiàn)來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻，可利用的元素是(　　) A．釙210　　　　　　　　　 B．氡222 C．鍶90 D．鈾238 解析：本題中測(cè)定聚乙烯薄膜的厚度，也就是要求射線(xiàn)可以穿透薄膜，因此α粒子就不合適了，射線(xiàn)穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線(xiàn)穿透作用最強(qiáng)．薄膜厚度不會(huì)影響γ射線(xiàn)穿透，所以只能選用β射線(xiàn)，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長(zhǎng)，所以只有選C較合適． 答案：C 圖1 4．如圖1k－介子衰變的方程為k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子帶負(fù)

4、的基元電荷，π0介子不帶電．一個(gè)k－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑Rk－與Rπ－之比為2∶1.π0介子的軌跡未畫(huà)出．由此可知π－介子的動(dòng)量大小與π0介子的動(dòng)量大小之比為(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6 解析：根據(jù)題意，分別計(jì)算出帶電粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑．根據(jù)動(dòng)量的定義，分別求出兩個(gè)介子的動(dòng)量大小，再?gòu)膱D中確定兩個(gè)介子動(dòng)量的方向，最后運(yùn)用動(dòng)量守恒，計(jì)算出π0粒子的動(dòng)量大小．qvk－B＝mk－，Rk－＝＝，Rπ－＝，＝，Pk－＝－Pπ－＋Pπ0， Pπ0＝

5、3Pπ－.正確選項(xiàng)為C. 答案：C 5．用“γ刀”進(jìn)行手術(shù)，可以使病人在清醒狀態(tài)下經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間內(nèi)完成手術(shù)，在此過(guò)程中，主要利用：①γ射線(xiàn)具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)；②γ射線(xiàn)很容易繞過(guò)障礙物到達(dá)病灶區(qū)域；③γ射線(xiàn)具有很強(qiáng)的電離能力，從而使癌細(xì)胞電離而被破壞；④γ射線(xiàn)具有很高的能量．上述描述中正確的是(　　) A．①② B．②③ C．①②③ D．①④ 解析：用“γ刀”進(jìn)行手術(shù)，利用的是γ射線(xiàn)具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)能夠進(jìn)入病灶區(qū)，再利用γ射線(xiàn)具有很高的能量殺死癌細(xì)胞．γ射線(xiàn)的電離本領(lǐng)最弱． 答案：D 6．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．利用射線(xiàn)的穿透性檢查金屬制品，測(cè)量物質(zhì)的密度和厚度

6、 B．利用射線(xiàn)的電離本領(lǐng)削除有害的靜電 C．利用射線(xiàn)的生理效應(yīng)來(lái)消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤 D．利用放射性做示蹤原子 解析：利用射線(xiàn)的穿透性檢查金屬制品，測(cè)量物質(zhì)的密度和厚度，是γ射線(xiàn)和β射線(xiàn)的應(yīng)用；利用射線(xiàn)的電離本領(lǐng)消除有害的靜電，這是α射線(xiàn)的應(yīng)用；利用射線(xiàn)的生理效應(yīng)來(lái)消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤，這是γ射線(xiàn)的應(yīng)用；示蹤原子是放射性同位素的應(yīng)用．選ABCD. 答案：ABCD 圖2 7．主要用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖2所示，在網(wǎng)罩1內(nèi)有電極2和電極3，a、b端接電源，4是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子．平時(shí)镅放射出的粒子使兩個(gè)電極間的空氣電離，在a、b間

7、形成較強(qiáng)的電流，發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生變化，電路檢測(cè)到這種變化從而發(fā)生警報(bào)．下面有關(guān)報(bào)警器的說(shuō)法正確的是(　　) A．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng) B．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流減弱 C．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng) D．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流減弱 答案：B 8．(2020·全國(guó)卷Ⅰ)原子核92238U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍?0234Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍?1234Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍?2234U.放射性衰變①、②和③依次為(　　) A．α衰變、β衰

8、變和β衰變 B．β衰變、α衰變和β衰變 C．β衰變、β衰變和α衰變 D．α衰變、β衰變和α衰變 解析：原子核92238U衰變?yōu)?0234Th需要經(jīng)歷α衰變，繼而經(jīng)歷β衰變可得到91234Pa，然后再經(jīng)歷一次β衰變可得到92234U，所以放射性衰變①②③依次為α衰變、β衰變、β衰變，本題只有選項(xiàng)A正確． 答案：A 二、計(jì)算題(3×12′＝36′) 9．人類(lèi)認(rèn)識(shí)原子結(jié)構(gòu)和開(kāi)發(fā)利用原子能經(jīng)歷了十分曲折的過(guò)程．請(qǐng)按要求回答下列問(wèn)題． 盧瑟福、玻爾、查德威克等科學(xué)家在原子結(jié)構(gòu)或原子核的研究方面做出了卓越的貢獻(xiàn)． 請(qǐng)選擇其中的兩位，指出他們的主要成績(jī)． 圖3 (1)_____

9、_____________________． (2)__________________________． 在貝克勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后，人們對(duì)放射線(xiàn)的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究，如圖3為三種射線(xiàn)在同一磁場(chǎng)中的運(yùn)動(dòng)軌跡，請(qǐng)從三種射線(xiàn)中任選一種，寫(xiě)出它的名稱(chēng)和一種用途． ________________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 答案：(1)盧瑟福提出了原子的核式

10、結(jié)構(gòu)模型　(2)玻爾把量子理論引入原子模型，并成功解釋了氫光譜或查德威克發(fā)現(xiàn)了中子　2為γ射線(xiàn)，γ射線(xiàn)用于金屬探傷等 圖4 10．在茫茫宇宙間存在大量的宇宙射線(xiàn)，對(duì)宇航員構(gòu)成了很大威脅，現(xiàn)有一束射線(xiàn)(含有α、β、γ三種射線(xiàn))． (1)在不影響β和γ射線(xiàn)的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法除去α射線(xiàn)． (2)余下這束β和γ射線(xiàn)經(jīng)過(guò)一個(gè)使它們分開(kāi)的磁場(chǎng)區(qū)域，畫(huà)出β和γ射線(xiàn)在進(jìn)入如圖4所示磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖． 圖5 解析：(1)可以利用三種射線(xiàn)的穿透能力不同來(lái)解決．由于α粒子的穿透性很弱，所以用一張紙放在射線(xiàn)經(jīng)過(guò)處，即可除去α射線(xiàn)． (2)γ射線(xiàn)不帶電，垂直磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)中不會(huì)受到洛

11、倫茲力，故不偏轉(zhuǎn)．由左手定則可判斷出β射線(xiàn)進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)受豎直向上的洛倫茲力．軌跡示意圖如圖5所示． 答案：見(jiàn)解析 11．釷核90230Th發(fā)生衰變生成鐳核88226Ra并放出一個(gè)粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，它進(jìn)入電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間的電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí)，其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°，如圖6所示，整個(gè)裝置處于真空中． 圖6 (1)寫(xiě)出釷核衰變方程； (2)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R； (3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t. 解析：(1)衰變方程為　 90230Th→24He＋88226Ra① (2)設(shè)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度為v，對(duì)加速過(guò)程有 qU＝mv2－mv02② 粒子在磁場(chǎng)中有qvB＝m③ 由②③得R＝ ④ (3)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的回旋周期T＝＝⑤ 粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝T⑥ 由⑤⑥兩式可以解得t＝ 答案：(1) 90230Th→24He＋ 88226Ra　(2) (3)