高中物理-探测射线的方法课后训练

高中物理-探测射线的方法课后训练

基础巩固

1．用威耳逊云室探测射线，其中粒子在威耳逊云室中径迹直而粗的是( )

A．α粒子B．β粒子

C．γ粒子D．以上都不是

2．关于威耳逊云室探测射线，下述正确的是( )

A．威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹

B．威耳逊云室中径迹粗而直的是α射线

C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线

D．威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负3．下列说法中错误的是( )

A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质

B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种类

C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的是β粒子的径迹

D．根据气泡室中粒子径迹的照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况

4．在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法中正确的是( )

A．由于γ射线的能量大，容易显示其径迹

B．由于β粒子的速度大，其径迹粗而且长

C．由于α粒子的速度小，不易显示其径迹

D．由于α粒子的电离作用强，其径迹直而粗

5．带电粒子进入云室会使云室中的气体电离，从而显示其运动轨迹。如图是在有匀强磁场的云室中观察到的粒子的轨迹，a和b是轨迹上的两点，匀强磁场B垂直纸面向里。该粒子在运动时，其质量和电荷量不变，而动能逐渐减少，下列说法正确的是( )

A．粒子先经过a点，再经过b点B．粒子先经过b点，再经过a点

C．粒子带负电D．粒子带正电

能力提升

6．用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是( ) A．放射源射出的是α射线

B．放射源射出的是β射线

C．这种放射性元素的半衰期是5天

D．这种放射性元素的半衰期是2.5天

7．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是( )

A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹

B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹

C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹

D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹

N核发现了质子。

8．1919年卢瑟福用α粒子撞击14

7

(1)写出这个核反应的方程式_______________________________________________。

N核，它们

(2)上述核反应可以用如下的模型来认识，运动的α粒子撞击一个静止的14

7

暂时形成一个整体(复合核)，随即复合核迅速转化成一个质子和另一个原子核。已知复合核发生转化需要能量1.19 MeV。那么要想发生上述核反应，入射的α粒子的能量至少要多大？

(3)英国物理学家威耳逊在1911年发明了“云室”，带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹。把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，观察它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同(电场方向和质子、α粒子运动径迹所在平面平行)。求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？

参考答案

1. 答案：A 点拨：α粒子的质量比较大，在空气中飞行时不易改变方向。由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗，故A 正确。β粒子的质量小，跟气体碰撞时易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲。γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。故B 、C 错误，答案选A 。

2. 答案：AB 点拨：云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A 选项正确；由于α粒子的质量大，电离本领大，所以α射线在云室中的径迹粗而直，即B 选项正确；由于γ射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，而细长径迹是β射线的，所以C 选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的变化方向就可以判断射线所带电荷的正负，所以D 选项错误。

3. 答案：B 点拨：盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同。

4. 答案：D 点拨：在云室中显示粒子径迹是由于引起气体电离，电离作用强的α粒子容易显示其径迹，因质量较大，飞行时不易改变方向，且径迹直而粗，故只有D 正确。

5. 答案：AC 点拨：由r ＝mv qB

知，v 减小则r 减小，故粒子先经过a 点，再经过b 点，故A 正确，B 错误。由左手定则知，粒子带负电，故C 正确，D 错误。

6. 答案：AC 点拨：因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A 正确，B 错误；因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比，10天后测出放射强度为原来的四分之一，说明10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一，由半衰期公式知已经过了两个半衰期，故半衰期是5天。

7．4141712 7 81He+N O H →+，

入射的是α粒子，所以B 是α粒子产生的径迹。质量大、电离作用强的新核17

8O ，径迹粗而短，故A 是新核径迹。质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹，所以正确选项为D 。

答案：D 点拨：α粒子轰击氮的核反应方程为

8. 答案：(1)144 72N He +→171 81O H + (2)1.53 MeV (3)12

点拨：(1)144 72N He +→171 81O H +

(2)α粒子撞击静止的14 7N ，满足动量守恒，即：

m αv α＝(m α＋m N )·v ，

所以v ＝N

m v m m ααα+① 系统碰撞损失的能量成为复合核转化所需要的能量，即

22N 11() 1.19MeV 22

m v m m v ααα-+⋅=② ①②联立得入射的α粒子的动能为

E 0＝212

m v αα＝1.53 MeV 。

(3)带电粒子垂直于电场方向射入匀强电场中做类平抛运动，设沿电场方向的位移为y ，垂直于电场方向的位移为x ，则有 y ＝12·2

2()4k

qE x qEx m v E =③