高中物理 第19章 原子核 3 探測(cè)射線的方法 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5

《高中物理 第19章 原子核 3 探測(cè)射線的方法 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第19章 原子核 3 探測(cè)射線的方法 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)學(xué)業(yè)分層測(cè)評(píng) 新人教選修3-5（6頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

3 探測(cè)射線的方法 4 放射性的應(yīng)用與防護(hù) (建議用時(shí)：45分鐘) [學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)] 1．關(guān)于放射性的應(yīng)用，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．利用α射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走 B．利用β射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加 C．利用γ射線來(lái)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 E．利用β射線進(jìn)行金屬探傷 【解析】　α射線的電離作用很強(qiáng)，應(yīng)利用α射線的電離作用，A對(duì)；γ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，β射線不具有生物作用，B錯(cuò)，C對(duì)；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)，D對(duì)；利用γ射線進(jìn)行金屬探傷，E錯(cuò)． 【答案】　ACD 2．用高能Kr(氪)離子轟擊82Pb(鉛)，釋放出一個(gè)中子后，生成了一個(gè)新核，關(guān)于新核的推斷正確的是(　　) A．其質(zhì)子數(shù)為118　　　 B．其質(zhì)量數(shù)為293 C．其原子序數(shù)為118 D．其中子數(shù)為90 E．其質(zhì)子數(shù)為122 【解析】　核反應(yīng)方程為82Pb＋Kr―→n＋X，新核質(zhì)量數(shù)為293，質(zhì)子數(shù)為118，中子數(shù)為293－118＝175.故正確選項(xiàng)為ABC. 【答案】　ABC 3．用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖1831所示的照片，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖1831 A．A是α粒子的徑跡 B．B是α粒子的徑跡 C．C是α粒子的徑跡 D．A是新核的徑跡 E．C是質(zhì)子的徑跡 【解析】　α粒子轟擊氮的核反應(yīng)方程為He＋N→O＋H，入射的是α粒子．所以B是α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B、D、E. 【答案】　BDE 4．有關(guān)放射性同位素P的下列說(shuō)法，正確的是(　　) A.P與X互為同位素 B.P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì) C．用P制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng) D．含有P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 E.P的半衰期與所處的狀態(tài)無(wú)關(guān) 【解析】　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)E對(duì)；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對(duì)． 【答案】　BDE 5．醫(yī)學(xué)界通過(guò)14C標(biāo)記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是________． 【解析】　用14C標(biāo)記C60來(lái)查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過(guò)斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是做示蹤原子． 【答案】　示蹤原子 6．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210 α 138天 氡222 β 3.8天 鍶90 β 28年 鈾238 α、β、γ 4.5109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€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________． 【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】　鍶90 7．將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核P，放出一個(gè)正電子后變成原子核Si，畫出反映正電子和Si核的軌跡示意圖． 【解析】　把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng)，衰變過(guò)程中系統(tǒng)的動(dòng)量守恒，放出的正電子的運(yùn)動(dòng)方向跟Si核運(yùn)動(dòng)方向一定相反．由于它們都帶正電荷，在洛倫茲力作用下一定形成兩個(gè)外切圓的軌道．因?yàn)橛新鍌惼澚ψ鳛橄蛐牧?，即qvB＝m.所以做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為r＝.衰變時(shí)，放出的正電子與反沖核Si的動(dòng)量大小相等，因此在同一個(gè)磁場(chǎng)中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與它們的電荷量成反比，即＝＝.可見(jiàn)正電子運(yùn)動(dòng)的圓半徑較大．故其示意圖應(yīng)為. 【答案】　見(jiàn)解析圖 8．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(guò)40幾種，而今天人工制造的同位素已達(dá)1 000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1941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1 mm鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認(rèn)為對(duì)鋁板的厚度起主要作用的是________射線． 圖1941 (3)在我國(guó)首先用人工方法合成牛胰島素時(shí)需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C做________． 【解析】　(1)因放射性的電離作用，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． (2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1 mm的鋁板，因而探測(cè)器不能探到，γ射線穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，穿透1 mm的鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測(cè)器上很難分辨，β射線也能穿透幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線中的電子運(yùn)動(dòng)狀態(tài)不同，探測(cè)器容易分辨． (3)把摻入14C的人工合成牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素合為一體，它們是同一物質(zhì)，把這種放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運(yùn)動(dòng)遷移，再用放射性探測(cè)儀器進(jìn)行追蹤，就可以知道放射性原子通過(guò)什么路徑，運(yùn)動(dòng)到哪里了，是怎樣分布的，從而可了解某些不容易查明的情況或規(guī)律，人們把這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子． 【答案】　(1)B　(2)β　(3)示蹤原子 [能力提升] 9．一個(gè)質(zhì)子以1.0107 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，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為Al＋H→Si B．核反應(yīng)方程為Al＋n→Si C．質(zhì)子撞鋁原子核的過(guò)程動(dòng)量守恒 D．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為107 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致 E．硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為105 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致 【解析】　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105 m/s，即D選項(xiàng)錯(cuò)誤，C、E選項(xiàng)正確． 【答案】　ACE 10．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(jiàn)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 釙210 α 138天 鍶90 β 28年 鈷60 γ 5年 镅241 β 433天 锝99 γ 6小時(shí) 氡 α 3.8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(guò)軋輥后變薄，利用α射線來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻 B．鈷60的半衰期為5年，若取4個(gè)鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個(gè)原子核 C．把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期不變 D．用锝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)到檢查的器官時(shí)，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否 E．半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)概念，對(duì)大量的原子核的衰變才有意義 【解析】　因?yàn)棣辽渚€不能穿透薄膜，無(wú)法測(cè)量薄膜的厚度，所以A不正確；鈷60的半衰期為5年是指大量鈷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錯(cuò)誤C、E正確；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)選取锝99作為放射源，D正確． 【答案】　CDE 11．中國(guó)科學(xué)院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素Pt.制取過(guò)程如下： (1)用質(zhì)子轟擊鈹靶Be產(chǎn)生快中子； (2)用快中子轟擊汞Hg，反應(yīng)過(guò)程可能有兩種： ①生成Pt，放出氦原子核； ②生成Pt，放出質(zhì)子、中子； (3)生成的Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞Hg. 寫出上述核反應(yīng)方程式. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390050】 【解析】　根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應(yīng)方程． (1)Be＋H→B＋n. (2)①Hg＋n→Pt＋He； ②Hg＋n→Pt＋2H＋n. (3)Pt→Au＋e； Au→Hg＋e. 【答案】　見(jiàn)解析 12．1956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Co的衰變來(lái)驗(yàn)證，其核反應(yīng)方程是Co→Ni＋e＋e.其中e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Ni的質(zhì)量數(shù)A是________，核電荷數(shù)Z是________． (2)在衰變前Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和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e，那么衰變過(guò)程將違背________守恒定律． (3)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3 000多萬(wàn)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. 【導(dǎo)學(xué)號(hào)：66390051】 【解析】　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為：Co→Ni＋e＋e，由此得出兩空分別為60和28. (2)衰變過(guò)程遵循動(dòng)量守恒定律．原來(lái)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)60　28　(2)動(dòng)量　(3)基因突變