2020-2021学年人教版高中物理选修3-5分层训练(十一)探测射线的方法

分层训练(十一)探测射线的方法放射性的应用与防护

[基础达标练]

1．原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知()

A．A＝2，Z＝1B．A＝2，Z＝2

C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2

2．下列说法正确的是()

A．给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好

B．输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C．天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是较少，经济上不划算

D．放射性元素被植物吸收，其放射性将发生改变

3．用α粒子轰击铍-9核，生成一个碳-12核和一个粒子，则该粒子()

A．带正电，能在磁场中发生偏转

B．带负电，能在磁场中发生偏转

C．电离本领特别强，是原子的组成部分之一

D．在任何方向的磁场中都不会发生偏转

4．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()

A.3015P与3014X互为同位素

B.3015P与其同位素有相同的化学性质

C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长

D．含有3015P的磷肥中，3015P可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响

5．1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝核2713Al，产生了第一个人工放射性核素X：α＋2713Al―→n＋X.X的原子序数和质量数分别为()

A．15和28 B．15和30

C．16和30 D．17和31

6．(多选)关于放射线的探测，下列说法正确的是()

A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似

B．由气泡室内射线的径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况

C．盖革－米勒计数器探测射线的原理中也利用射线的电离本领

D．盖革－米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质

7．在充氮的云室中做α粒子轰击氮核的实验，如图所示的云室照片中，正确的是()

8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程

X＋73Li→2Y Y＋14 7N→X＋17 8O

Y＋94Be→Z＋12 6C

X、Y和Z是3种不同的粒子，其中Z是()

A．α粒子B．质子

C．中子D．电子

9．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时会打出粒子流B，经研究知道()

A．A为中子，B为质子

B．A为质子，B为中子

C．A为γ射线，B为中子

D．A为中子，B为γ射线

[能力提升练]

10．图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是()

A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为γ粒子的径迹

C．c、d为α粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹

11．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：(1)放出的放射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；(2)能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度．

同位素钋210锶90锝99钴60

放射线αβγγ

半衰期138天28年6小时5年

作为放疗使用的放射源应是()

A．钋210 B．锶90

C．锝99 D．钴60

12．某实验室工作人员，用初速度v0＝0.09c(c为真空的光速)的α粒子，轰击静止的氮原子核14 7N，产生了质子11H，若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，垂直磁场方向射入磁场，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子质量为m.

(1)写出核反应方程．

(2)求出质子的速度v.

13．同位素原子在许多方面有着广泛的应用，1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是，拿走α放射源时，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期．

(1)写出α粒子轰击铝2713Al产生中子的核反应方程式．

(2)上述产生的具有放射性的同位素叫作放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式．

(3)简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子．

分层训练(十一)探测射线的方法

放射性的应用与防护1.解析：A Z X＋21H→42He＋11H，应用质量数与电荷数的守恒A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2.

答案：D

2．解析：放射性元素与它的同位素的化学性质相同，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料．无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是相同的，A错；放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制、衰变周期长、会污染环境，所以不用天然放射元素，C错；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D错．放射性同位素可作为示踪原子，故B 正确．

答案：B

3．解析：根据电荷数守恒、质量数守恒知，2＋4＝6＋0，该粒子的电荷数为0；4＋9＝12＋1，该粒子的质量数为1，因为中子不带电，在磁场中不偏转．故D 正确，A、B、C错误．

答案：D

4．解析：同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素的化学性质相同，B正确；半衰期跟原子所处的化学状态和外部条件无关，C错；3015P为放射性同位素，可作示踪原子，D正确．

答案：BD

5．解析：因为α粒子是42He、中子是10n，所以根据反应方程式前后质量数、电荷数相等得出42He＋2713Al―→10n＋3015X.故选B.

答案：B

6．解析：气泡室探测射线的原理与云室类似，不同的是通过射线在气泡室中经过时产生气泡来显示射线径迹，故A选项正确；由气泡室内径迹中气泡的多少及径迹在磁场中的弯曲方向等，可分析射线的带电、动量、能量等情况，故B选项正确；盖革－米勒计数器利用射线的电离作用，产生电脉冲进而计数，所以C 选项正确；对于不同射线产生的脉冲现象相同，因此计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，所以D选项错误．

答案：ABC

7．解析：在α粒子(42He)、反冲核(17 8O)和质子(11H)这三种粒子中，反冲核的电离能力最强，穿透能力最弱——径迹短而粗；质子的电离能力最弱，穿透能力最强——径迹细而长．

另外，在α粒子轰击氮核的过程中，系统动量守恒，即pα＝p O＋p H.因此，反冲核与质子的运动方向不可能在同一直线上．

答案：B

8．解析：第二、三个核反应分别是发现质子和中子的核反应方程，根据核反