高中物理人教版选修3-5假期作业：19.3 原子核+ 探测射线的方法假期作业（十五）+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版选修3-5假期作业：19.3 原子核+ 探测射线的方法假期作业（十五）+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 171.1KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（新课程标准） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-30 11:15:59 | ||
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文档简介
假期作业(十五)
1．下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( )
A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺疾病
【解析】 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．选项A、B、D中都是利用了放射性同位素作为示踪原子．
【答案】 C
2．如图19-3-2所示是查德威克实验示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是( )
图19-3-2
A．正电子 B．中子 C．光子 D．电子
【解析】 查德威克实验用人工转变的方法发现了中子，中子的贯穿能力很强，故B正确．
【答案】 B
3．根据布拉凯特的充氮云室实验可知( )
A．质子是直接从氮核中打出来的
B．α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核放出一个质子
C．云室照片中短而粗的是质子的径迹
D．云室照片中短而粗的是α粒子的径迹
【解析】 α粒子轰击氮核满足动量守恒定律，若直接打出质子，则质子的运动方向与α粒子的运动方向应一致，但实验中不是这样，而是径迹分叉，即质子与α粒子的运动方向不一致，所以应是先形成一个复核，再由复核中放出一个质子，A错，B正确．在云室中，径迹的粗细反映粒子的电离本领的强弱，径迹的长短反映粒子的贯穿本领的强弱，粗而短的是新核的径迹，细而长的是质子的径迹，C，D均错误．故正确答案为B.
【答案】 B
图19-3-3
4．为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂痕等伤痕存在．如图19-3-3所示是利用射线检测钢柱内部是否存在伤痕及裂纹情况的示意图，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是( )
A．射线源放出的射线应该是β射线
B．射线源放出的射线应该是X射线
C．射线源放出的射线应该是γ射线
D．若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少
【解析】 此射线必须能穿透部件，接收器才能接收到射线粒子，因β射线只能穿透几毫米的铝板，X射线也只能穿透几厘米的钢板，用γ射线可以检查30 cm厚的钢板部件，显然这里应该用γ射线而不能用β或X射线，选项C正确，A、B选项错误；当遇到钢铁部件内部有伤痕时，穿过钢板到达计数器的γ射线比没有砂眼或裂纹处的要多一些，选项D错误．
【答案】 C
5．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )
A．质子，α衰变 B．电子，α衰变
C．α粒子，β衰变 D．正电子，β衰变
【解析】 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故只有C正确．
【答案】 C
6．(·南通高二检测)用高能Kr(氪)离子轰击82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是( )
A．其质子数为122 B．其质量数为294
C．其原子序数为118 D．其中子数为90
【解析】 核反应方程为82Pb＋Kr―→n＋X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.
【答案】 C
7．(多选)有关放射性同位素P的下列说法，正确的是( )
A.P与X互为同位素
B.P与其同位素有相同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变长
D．含有P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
【解析】 同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．
【答案】 BD
8．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．
(1)U―→Th＋________；
(2)Be＋He―→C＋________；
(3)Th―→Pa＋________；
(4)P―→Si＋________；
(5)U＋________―→Sr＋Xe＋10n；
(6)N＋He―→O＋________．
【解析】 在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(He)，同理确定其他粒子分别为：中子(n)，电子(e)，正电子(e)，中子(n)，质子(H)．
【答案】 (1)He (2)n (3)e (4)e (5)n (6)H
9．(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是( )
A．核反应方程为Al＋H→Si
B．核反应方程为Al＋n→Si
C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
【解析】 由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误．由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s，即D选项正确．
【答案】 AD
10．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途．
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
钴60
γ
5年
镅241
β
433天
锝99
γ
6小时
氡
α
3.8天
根据上表请你分析判断下面结论正确的是( )
A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀
B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核
C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短
D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达到检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否
【解析】 因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此B、C错误；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．
【答案】 D
11．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核P，放出一个正电子后变成原子核Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )
【解析】 把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C、D可排除．因为有洛伦兹力作为向心力，即qvB＝m.所以做匀速圆周运动的半径为r＝.衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即＝＝.可见正电子运动的圆半径较大．故选B.
【答案】 B
12．核能是一种高效的能源．
(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳(如图甲)．结合图可知，安全壳应当选用的材料是________．
甲
乙
图19-3-4
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )
A．沉入海底 B．放至沙漠
C．运到月球 D．深埋地下
(3)如图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图分析可知工作人员受到了______射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了______射线的辐射．
【解析】 在核电站中，核反应堆的最外层安全壳用的都是厚厚的混凝土．对核废料目前最有效的方法是深埋地下，并远离水源．
α射线贯穿本领最弱，一张纸就能把它挡住，β射线贯穿本领较强，它能穿透几毫米厚的铝板，γ射线贯穿本领最强，它能穿透几厘米厚的铅板．
【答案】 (1)混凝土 (2)D (3)β γ
1．下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( )
A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺疾病
【解析】 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．选项A、B、D中都是利用了放射性同位素作为示踪原子．
【答案】 C
2．如图19-3-2所示是查德威克实验示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是( )
图19-3-2
A．正电子 B．中子 C．光子 D．电子
【解析】 查德威克实验用人工转变的方法发现了中子，中子的贯穿能力很强，故B正确．
【答案】 B
3．根据布拉凯特的充氮云室实验可知( )
A．质子是直接从氮核中打出来的
B．α粒子打进氮核后形成一个复核，这个复核放出一个质子
C．云室照片中短而粗的是质子的径迹
D．云室照片中短而粗的是α粒子的径迹
【解析】 α粒子轰击氮核满足动量守恒定律，若直接打出质子，则质子的运动方向与α粒子的运动方向应一致，但实验中不是这样，而是径迹分叉，即质子与α粒子的运动方向不一致，所以应是先形成一个复核，再由复核中放出一个质子，A错，B正确．在云室中，径迹的粗细反映粒子的电离本领的强弱，径迹的长短反映粒子的贯穿本领的强弱，粗而短的是新核的径迹，细而长的是质子的径迹，C，D均错误．故正确答案为B.
【答案】 B
图19-3-3
4．为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂痕等伤痕存在．如图19-3-3所示是利用射线检测钢柱内部是否存在伤痕及裂纹情况的示意图，若钢柱的直径为20 cm，则下列说法正确的是( )
A．射线源放出的射线应该是β射线
B．射线源放出的射线应该是X射线
C．射线源放出的射线应该是γ射线
D．若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少
【解析】 此射线必须能穿透部件，接收器才能接收到射线粒子，因β射线只能穿透几毫米的铝板，X射线也只能穿透几厘米的钢板，用γ射线可以检查30 cm厚的钢板部件，显然这里应该用γ射线而不能用β或X射线，选项C正确，A、B选项错误；当遇到钢铁部件内部有伤痕时，穿过钢板到达计数器的γ射线比没有砂眼或裂纹处的要多一些，选项D错误．
【答案】 C
5．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )
A．质子，α衰变 B．电子，α衰变
C．α粒子，β衰变 D．正电子，β衰变
【解析】 根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2，质量数为4，所以X为α粒子，钠24衰变后生成镁24，质量数不变，所以只能是β衰变，故只有C正确．
【答案】 C
6．(·南通高二检测)用高能Kr(氪)离子轰击82Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是( )
A．其质子数为122 B．其质量数为294
C．其原子序数为118 D．其中子数为90
【解析】 核反应方程为82Pb＋Kr―→n＋X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.
【答案】 C
7．(多选)有关放射性同位素P的下列说法，正确的是( )
A.P与X互为同位素
B.P与其同位素有相同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变长
D．含有P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
【解析】 同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．
【答案】 BD
8．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．
(1)U―→Th＋________；
(2)Be＋He―→C＋________；
(3)Th―→Pa＋________；
(4)P―→Si＋________；
(5)U＋________―→Sr＋Xe＋10n；
(6)N＋He―→O＋________．
【解析】 在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(He)，同理确定其他粒子分别为：中子(n)，电子(e)，正电子(e)，中子(n)，质子(H)．
【答案】 (1)He (2)n (3)e (4)e (5)n (6)H
9．(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是( )
A．核反应方程为Al＋H→Si
B．核反应方程为Al＋n→Si
C．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为105 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
【解析】 由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误．由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s，即D选项正确．
【答案】 AD
10．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途．
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
钴60
γ
5年
镅241
β
433天
锝99
γ
6小时
氡
α
3.8天
根据上表请你分析判断下面结论正确的是( )
A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀
B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核
C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期变短
D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达到检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否
【解析】 因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此B、C错误；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．
【答案】 D
11．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核P，放出一个正电子后变成原子核Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )
【解析】 把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C、D可排除．因为有洛伦兹力作为向心力，即qvB＝m.所以做匀速圆周运动的半径为r＝.衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即＝＝.可见正电子运动的圆半径较大．故选B.
【答案】 B
12．核能是一种高效的能源．
(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳(如图甲)．结合图可知，安全壳应当选用的材料是________．
甲
乙
图19-3-4
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )
A．沉入海底 B．放至沙漠
C．运到月球 D．深埋地下
(3)如图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图分析可知工作人员受到了______射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员受到了______射线的辐射．
【解析】 在核电站中，核反应堆的最外层安全壳用的都是厚厚的混凝土．对核废料目前最有效的方法是深埋地下，并远离水源．
α射线贯穿本领最弱，一张纸就能把它挡住，β射线贯穿本领较强，它能穿透几毫米厚的铝板，γ射线贯穿本领最强，它能穿透几厘米厚的铅板．
【答案】 (1)混凝土 (2)D (3)β γ