高中物理-探测射线的方法课后训练
高中物理第19章原子核第3、4节探测射线的方法放射性的应用与防护课后限时作业(含解析)新人教
第十九章第3、4节1．在威耳逊云室中，关于放射源产生的射线径迹，下列说法正确的是( ）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D解析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,所以径迹直而粗,选项D正确．2．用中子轰击铝2713Al，产生错误!Na和X粒子，错误!Na具有放射性，它衰变后变成24，12Mg，则X粒子和钠的衰变过程分别是（）A．质子，α衰变B．电子，β衰变C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变C解析利用一些射线轰击某些原子核，以实现原子核的人工转变，并可以得到一些元素的放射性同位素，它们和天然存在的放射性元素一样不断地衰变，也有半衰期,且核反应前后质量数、电荷数守恒,中子轰击铝27的核反应方程为错误!Al＋错误!n→错误!Na＋42He，钠24衰变为镁24的核反应方程为错误!Na→错误!Mg＋错误!e，所以X粒子是α粒子，钠的衰变为β衰变，选项C正确．3．我国自主研发制造的国际热核聚变核心部件在国际上率先通过权威机构认证，这是我国对国际热核聚变项目的重大贡献．下列核反应方程中属于聚变反应的是（) A．错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n B．错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H C．错误!He＋错误!Al→错误!P＋错误!n D．错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!nB解析错误!H＋错误!H→错误!He＋错误!n是一个氘核与一个氚核结合成一个氦核，同时放出一个中子,属于聚变反应，选项A正确；错误!N＋错误!He→错误!O＋错误!H 是卢瑟福发现质子的核反应方程,是人类第一次实现的原子核的人工转变，属于人工核反应，选项B错误；错误!He＋错误!Al→错误!P＋错误!n是小居里夫妇用α粒子轰击铝片时发现了放射性磷(磷30），同时发现中子的核反应方程，属于人工核反应，选项C错误；错误!U＋错误!n→错误!Ba＋错误!Kr＋3错误!n是一种典型的轴裂变，属于裂变反应，选项D错误．4．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( ）A．利用γ射线使空气电离,把静电荷泄去B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用β射线来治肺癌、食道癌D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子D解析β或α射线的电离本领较大,可以消除工业上有害的静电积累,选项A错误;γ射线可以辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，选项B、C错误;放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作示踪原子，选项D正确．5．（多选）下列关于盖革－米勒计数器的说法正确的是（）A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线电离作用强，而β射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200 μs的两个粒子ACD解析根据盖革—米勒计数器的计数原理可知,当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极,正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数，选项A、C正确，B错误；两个射来的粒子如果时间间隔小于200 μs，计数器不能区分，选项D正确．6．(多选）下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的（)A．利用钴60治疗肿瘤等疾病B．γ射线探伤C．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物用以检测农作物吸收养分的规律CD解析利用钴60治疗肿瘤和γ射线探伤是利用射线能量高,贯穿本领大的特点,选项A、B错误；C、D两项是利用放射性同位素作为示踪原子,选项C、D正确．7．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是（）A．X射线B．α射线C．β射线D．γ射线D解析放射源放出α、β、γ三种射线,而这三种射线中只有γ射线能穿过钢板，选项D正确．8．（多选)放射性同位素的应用主要有两方面，下列实际应用中利用其射线的有( ）A．进行金属探伤B．检查输油管是否漏油C．消毒灭菌D．证明人工合成的牛胰岛素和天然牛胰岛素是同一物质AC解析利用射线可以给金属探伤，也可以消毒灭菌,选项A、C正确；而选项B、D 是作为示踪原子来应用的，选项B、D错误．[能力提升]9．放射性在技术上有很多应用,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线。
人教版 高中物理 选修3-5 19.3探测射线的方法 同步练习习题(含答案解析)
B 人教版 高中物理 选修3-5 19.3探测射线的方法 同步练习习题（含答案解析）1．放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。
2．放射性元素衰变时放射出的射线有____________、____________和____________，其中____________不带电，____________带正电，____________带负电。
3．探测射线时主要用来的仪器或装置主要有___________________、______________和________________________三种。
4．研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。
如图所示，P 是放射源，a 、b 、c 分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知 )A ．a 是α 射线，b 是β射线，c 是γ射线B ．a 是β射线，b 是γ射线，c 是α 射线C ．a 是α 射线，b 是γ射线，c 是β射线D ．a 是γ射线，b 是β射线，c 是α 射线 5．最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。
1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次α 衰变后的产物是253100Fm ，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为 ( )A ．124，259B ．124，265C ．112，277D ．112，2656．一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h ，则衰变后的原子核 ( )A ．仍静止B ．沿与光子运动方向相同的方向运动C ．沿与光子运动方向相反的方向运动D ．动量大小为ch ν 7．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A 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 8．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的A 和B 的质量之比为 ( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶19．镅(24195A m )是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(23793N P )，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是 ( )A ．α 粒子B ．质子C ．中子D ．正电子10．2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底。
物理选修3-5课后训练：第十九章第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护 含解析 精品
课后训练1．下列关于一些物理学史的说法中，正确的是()A．卢瑟福首先提出了原子的核式结构学说B．汤姆孙在α粒子散射实验中发现了电子C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子D．爱因斯坦为解释光电效应现象提出了光子说2．对放射性的应用，下列说法中正确的是()A．射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体正常细胞不会有伤害作用B．对有放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的3．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．3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响4．α粒子轰击硼10后，生成氮13，放出X粒子，而氮13是不稳定的，它放出Y粒子后变成碳13，那么X粒子和Y粒子分别是()A．质子和中子B．质子和正电子C．中子和负电子D．中子和正电子5．贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境。
下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()A．由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害C．铀238的衰变速率很快D．铀的半衰期很长6．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期。
在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间A．钋210C．钴60 D．锶907．如图所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律。
现将一静止的放射性14C放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子。
高中物理-探测射线的方法、放射性的应用与防护练习
高中物理-探测射线的方法、放射性的应用与防护练习夯基达标1.关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是（）A.作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B.作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点C.γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质D.γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质思路解析：根据放射性的性质分析放射性的应用.作为示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点,利用γ射线探伤是利用了γ射线的贯穿能力强的性质,正确选项为B、C.答案：BC2.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( )A.利用钴60治疗肿瘤等疾病B.γ射线探伤C.利用含有放射性碘131的油检测地下输油管的漏油情况D.把含有放射性元素的肥料施给农作物用以检测确定农作物吸收养分的规律思路解析：利用钴60治疗肿瘤是利用它的射线能量高的特点,γ射线探伤也是利用它的射线贯穿能力强的特点.答案：CD3.下列关于放射性同位素的一些应用的说法中正确的是( )A.利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用B.利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C.利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异D.在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子的思路解析：消除静电是利用射线的电离作用使空气导电,A错误.探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种是利用它的射线；研究农作物对肥料的吸收是利用其作示踪原子.答案：BCD4.对放射性的应用,下列说法中正确的是( )A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体的正常细胞不会有伤害B.对放射性的废料,要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里,而不能随意放置D.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的思路解析：放疗时射线对人体的正常细胞也是有害的,A选项错误.B、C、D关于放射线的防护的表述都是正确的.答案：BCD5.用人工方法得到放射性同位素,这是一个很重要的发现,天然的放射性同位素只不过40几种,而今天人工制成的放射性同位素已达1 000多种,几乎每种元素都有放射性同位素.放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面都得到了广泛的应用.（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失,其原因是（）A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是（2）1965年,我国科学家首次用人工方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质,所使用的鉴别技术是（）A.光谱分析B.同位素示踪原子C.微机技术D.测定介电常数答案：（1）B （2）B6.联合国环境公署对科索沃地区的调查表明,北约对南联盟进行的轰炸中,大量使用了贫铀炸弹,贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品,其主要成分为铀238.贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍,杀伤力极大而且残留物可长期危害环境.下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )A.爆炸后的弹片存在放射性,对环境产生长期危害B.爆炸后的弹片不会对人体产生危害,对环境产生长期危害C.铀238的衰变速度很快D.铀的半衰期很长思路解析：铀238的半衰期很长,所以会长时期产生环境危害.答案：AD7.（1）1992年1月初,美国前总统老布什应邀访日,在欢迎宴会上,突然发病昏厥.日本政府将他急送回国,回国后医生用123I进行诊断,通过体外跟踪,迅速查出病因.这是利用了123I所放出的( )A.热量B.α射线C.β射线D.γ射线（2）美国医生使用123I对布什总统诊断,使他很快恢复健康.可知123I的特性是（）A.半衰期长,并可迅速从体内消除B.半衰期长,并可缓慢从体内消除C.半衰期短,并可迅速从体内消除D.半衰期短,并可缓慢从体内消除思路解析：在α射线、β射线及γ射线中,γ射线穿透本领最大.123I的半衰期较短,可以迅速从体内消除,不至于因为长时间辐射而对身体造成损害.答案：（1）D （2）C8.如图19-3-3所示,带电粒子在“云室”中运动时,可呈现其运动径迹,将“云室”放在匀强电场中,通过观察分析带电粒子的径迹,可以研究原子核发生衰变的规律.现将一静止的放射性14C放入上述装置中,当它发生衰变时,可能放出α粒子或电子或正电子.所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图19-3-3所示（发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直,a、b均表示长度）.则图19-3-3（1）14C发生衰变时所放射出的粒子是_____________.（2）14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是____________（填“①”或“②”）. （3）14C的衰变方程是___________.（4）简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比.思路解析：（1）由轨迹可以看出,反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同,所以放出的粒子为α粒子. (2)由动量守恒得,α粒子的动量与反冲核的动量相同,粒子的质量小,速度必然大,在垂直于电场方向上的位移大,即②轨迹为α粒子.(3)根据电荷与质量数守恒可得He Be C 42104164+→.（4）由动量守恒可得： 25410012='=m m v v 即25=b a , 由平抛知识可得 x =v 0t ,221t mqE y ⋅⋅= y qEx E k 42=∝yqx 2故ba ab b a y y x x q q E E k k =⋅⋅=⋅⋅=2442222121221212 所以2512=k k E E . 答案：（1）α粒子 （2）② （3）He Be C 42104164+→ (4)5∶2 9.自然界中的铀和钴都有同位素.（1）铀主要以三种同位素的形式存在,三者的原子百分含量分别为U 234920.005%, U 235920.72%, U 2389299.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式（不必算出具体数值）：____________.（2）放射性同位素钴60能够产生γ射线.高速运动的γ射线作用于DNA ,能够产生氢键断裂、碱基替换等效应,从而有可能诱发生物产生_________,使生物体出现可遗传的变异,从而选择和培育出优良品种.此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏,这是因为γ射线能________、_________.在进行照射生物或食品的操作时,需要注意人体保护.操作完毕后,人体__________（填“可以”或“不可以”）直接接触射线处理过的材料.思路解析：铀元素的相对原子质量等于每种同位素与其百分含量乘积之和即（234×0.005+235×0.72+238×99.275）×10-2;γ射线的照射强度增大到一定程度往往会使生物发生基因突变.由于经过放射线同位素照射处理过的材料无放射性,所以人体完全可以直接接触它.答案：（1）（234×0.005+235×0.72+238×99.275）×10-2（2）基因突变 杀虫 杀菌 可以10.如图19-3-4所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.图19-3-4（1）请简述自动控制原理.（2）如果工厂生产的是厚度为1 mm 的铝板,在α、β和γ三种射线中,哪一种对铝板的厚度起主要控制作用,为什么？思路解析：从三种射线的穿透能力不同的角度来分析探测器接收的粒子的个数变化.三种射线的贯穿能力不同,γ射线最强,α射线最弱,对于铝板,γ射线不起作用,α射线被全部挡住,所以起作用的是β射线.答案：(1)当铝板变薄时,探测器探测到的射线变多,把信号传递给自动控制装置,自动调整厚度使铝板变厚；当铝板变厚时,探测器探测到的射线变少,也把信号传递给自动控制装置,自动调整厚度使铝板变薄一些,这样就起到了自动控制的作用.（2）由于α射线的贯穿能力很弱,一张白纸或铝箔就可以挡住,铝板变厚、变薄都可以挡住α射线,探测器接收不到信号；γ射线的贯穿能力很强,可以穿透几厘米厚的铅板,铝板更不在话下,铝板厚度的变化几乎不会影响探测器接收的粒子的个数；β射线能穿透几毫米的铝板,如果铝板厚,探测器就接收不到信号,太薄则信号增强,所以起作用的是β射线.11.α粒子轰击硼10后,生成氮13,放出x 粒子,而氮13是不稳定的,它放出y 粒子而变成碳13,那么x 粒子和y 粒子分别是( )A.质子和中子B.质子和正电子C.中子和电子D.中子和正电子思路解析：可根据质量数守恒和电荷数守恒判断出x 、y :n N Be He 1014710542+→+得知,x为n 10.e C N 01136137+→得知,y 为e 01. x 为中子,y 为正电子,故答案为D.答案：D12.近年来,我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀,治疗效果极好,成为治疗脑肿瘤的最佳仪器,令人感叹的是,用γ刀治疗时不用麻醉,病人清醒,时间短,半小时内完成手术,无需住院,因而γ刀被誉为“神刀”.据报道,我国自己研制的旋式γ刀性能更好,即将进入各大医院为患者服务.问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用（ ）A.γ射线具有很强的贯穿本领B.γ射线具有很强的电离作用C.γ射线具有很高的能量D.γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地思路解析：γ射线是一种波长很短的电磁波,具有较高的能量,它的贯穿本领很强,甚至可以穿透几厘米的铅板,但它的电离作用很小.γ刀治疗肿瘤时,通常是同时用多束γ射线,使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚,利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞.如图所示.综上所述,本题正确选项为A、C. 答案：AC。
高二物理 探测射线的方法练习
嘴哆市安排阳光实验学校高二物理选修探测射线的方法练习一、知识点扫描思考并讨论：放射线虽然看不见，但我们根据什么来探知放射线的存在呢？这些现象主要有哪些呢？1、威耳逊云室（1）构造是什么？（2）基本原理是什么？（3）怎样才能观察到射线的径迹？威耳逊云室主要部分是一个圆筒状容器，下部是一个可以上下移动的活塞，上盖是透明的，可以通过它来观察和拍摄粒子运动的径迹，室内由光源通过旁边的窗子照明。
少量放射性物质（放射源）放在室内侧壁附近（或放在室外，让放射线从侧壁的窗口射入）实验时，先往云室里加少量的酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后使活塞迅速向下运动，室内气体由于迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态，这时如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹。
说明：这种云室是英国物理学家威耳逊（1869～1959）在19发明的，故叫做威耳逊云室。
在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身。
观察α、β射线在云室中的径迹，比较两种径迹的特点，并分析其原因。
提示：α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗。
β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，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，且常常发生弯曲。
γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹。
点评：我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质，把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负；根据径迹的曲率半径的大小，还可以知道粒子的动量的大小。
问题：在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？2、气泡室问题：比较气泡室的原理同云室的原理。
控制气泡室内液体的温度和压强，使室内温度略低于液体的沸点，当气泡室内压强降低时，液体的沸点变低，因此液体过热，在通过室内射线粒子周围就有气泡形成，气泡室在观察比较稀少的碰撞事件时是有很大优点的。
高中物理第十九章原子核34探测射线的方法放射性的应用与防护练习含解析新人教版选修3_520190507346.docx
3、4 探测射线的方法放射性的应用与防护基础巩固1.用高能Kr(氪)离子轰击Pb(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122B.其质量数为294C.其原子序数为118D.其中子数为90Pb Kr 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。
2.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γ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,知这种射线是穿透能力最差的α射线,选项A、B均错误;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。
3.用α粒子照射充氮的云室,摄得如所示的照片,下列说法正确的是()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是新核的径迹粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是α粒子,所以B是α粒子的径迹,产生的新核质量大,电离作用强,所以径迹粗而短,故A是新核的径迹,质子电离作用弱一些,贯穿能力强,所以细而长的径迹是质子的径迹,所以正确选项为D。
4.以下几个原子核反应中,X代表α粒子的反应式是()A He Be C+XB Th Pa+XC Th+XD Si+X,故各核反应方程补充完整应为:A He Be n。
e。
C Th He。
D P Si e。
故选C。
江苏省高中物理课时训练 19.3 探测射线的方法 新人教版选修3-5
第十九章第3节探测射线的方法
班级姓名学号
【目标导学】：
学习目标：
1．知道放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象.
2．知道用肉眼不能直接看到的放射线可以用适当的仪器探测到．
3．了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理．
学习重点：了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理．
学习难点：了解云室、气泡室和计数器的简单构造和基本原理．
【课前预习】
1．α、β、γ射线的本质是什么？各有那些特征？
2．阅读教材
【新课教学】
放射线虽然看不见，但我们可根据放射线的粒子与其他物质作用时产生的一些现象来显示射线的存在．这些现象主要有哪些呢？
1．
2．
3．
下面我们学习三种核物理研究中常用的探测射线的方法．
1．威耳逊云室
引导学生阅读教材“威耳逊云室”部分的内容，并组织学生对课文内容进行讨论．
问：（1）构造是什么？
（2）基本原理是什么？
（3）怎样才能观察到射线的径迹？
【例1】在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？
2．气泡室
引导学生阅读课文，学习气泡室的基本原理．
提问：比较气泡室的原理同云室的原理？
3．盖革—米勒计数器
阅读教材“盖革—米勒计数器”部分的内容。
问：（1）盖革—米勒计数管的构造如何？
（2）盖革—米勒计数管的基本原理是什么？
（3）G—M计数器的特点是什么？
【课堂小结】：
【总结反思】：
第十九章第3节探测射线的方法（课时练习）班级姓名学号
教材问题与练习 1 2 3 题。
高中物理 19.3-19.4探测射线的方法 放射性的应用与防护课时提升训练(含解析)新人教版选修3-
19.3-19.4探测射线的方法放射性的应用与防护1.关于放射性同位素,如下说法正确的答案是( )A.每一种放射性同位素都有一定的半衰期B.每一种元素都有放射性同位素C.放射性同位素都是天然形成的,不能用人工方法得到D.每种元素的放射性同位素只有一种【解析】选A。
每种放射性同位素都要发生衰变,所以都有半衰期;不是所有的元素都有放射性同位素;通过人工方法也能得到放射性同位素,如磷30;既然是同位素,肯定至少有两种。
综上所述,只有A正确。
2.(多项选择)关于国际通用的放射性标志,如下说法正确的答案是( )A.国际通用的放射性标志是毒性标志的骷髅B.国际通用的放射性标志是以黄色的圆形为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形C.有此项标志的地方是有放射性危险的地方D.没有特别的极其特殊的需要要远离有国际通用的放射性标志的地方【解析】选B、C、D。
国际通用的放射性标志是以黄色的圆形为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形,A错,B正确;因为放射性的危险性和放射性的穿透性,所以要远离有放射性的地方,C、D正确。
3.(多项选择)对放射性的应用,如下说法正确的答案是( )A.放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,对人体的正常细胞不会有伤害作用B.对放射性的废料,要装入特制的容器并埋入深地层进展处理C.γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里,而不能随意放置D.对可能有放射性污染的场所或物品进展检测是很有必要的【解析】选B、C、D。
放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂,但也会对人体的正常细胞有伤害,选项A错;正因为放射线具有伤害作用,选项B、C、D均是正确的。
4.(2013·长宁区高二检测)最近医学界通过用放射性14C标记的C60,发现一种C60的羧酸衍生物在特定条件下可通过断裂DNA杀死细胞,从而抑制艾滋病(AIDS),如此14C的用途是( )A.示踪原子B.电离作用C.催化作用D.贯穿作用【解析】选A。
高中物理第十九章原子核1探测射线的方法同步训练(含解析)
19.3探测射线的方法一、选择题1、如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时,阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝,电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线,电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是（）A、没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B、若图中左侧是阴极射线管的阴极,加上图示的磁场，电子束会向上偏转C、施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D、施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱2、从阴极射线管发射出的一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转情况的是(）A、B、C、D、3、关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（）A、阴极射线本质是氢原子B、阴极射线本质是电磁波C、阴极射线本质是电子D、阴极射线本质是X射线4、如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（)A、甲图中的电子束径迹是抛物线B、乙图中的电子束径迹是圆形C、甲图中的电子只受电场力作用D、乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力5、如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑．如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则（）A、在荧屏上的亮斑向上移动B、在荧屏上的亮斑向下移动C、偏转电场对电子做的功不变D、偏转电场的电场强度减小6、下列说法正确的是（）A、阴极射线和β射线本质上都是电子流,都来自于原子的核外电子B、温度越高,黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动C、天然放射现象的发现，让人们不知道原子核不是组成物质的最小微粒D、公安机关对2014年5月初南京丢失铱﹣192放射源的4名责任人采取强制措施是因为该放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命．7、如图所示,阴极射线示波管的聚集电场是由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线,z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则下列说法不正确的是（）A、电极A1的电势低于电极A2的电势B、电子在P点处的动能大于在Q点处的动能C、电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度D、电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功8、如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时,沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向（）A、向上B、向左C、向下D、向右9、如图所示，阴极射线管接通电源后,电子束由阴极沿X轴正方向射出,在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是（)A、加一沿y轴负方向的磁场B、加一沿z轴正方向的磁场C、加一沿y轴正方向的电场D、加一沿z轴负方向的电场10、阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成的，其中虚线为等势线,相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线（管轴）．电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下会聚到z 轴上,沿管轴从右侧射出，图中PQR是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点,则可以确定（)A、电极A1的电势高于电极A2的电势B、电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度C、电子在R点处的动能大于在P点处的动能D、若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚焦11、在阴极射线管中电子流方向由左向右,其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将（）A、向上偏转B、向下偏转C、向纸里偏转D、向纸外偏转12、如图所示,无磁场时，电视显像管中的水平向右运动的电子束打在荧光屏正中的O点，要使电子束在竖直方向向上偏转打在P点，则管颈处偏转线圈所提供的磁场方向应该是（）A、垂直纸面向外B、水平向右C、垂直纸面向里D、竖直向上13、如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出,没有磁场时打在O ，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场,如果要使电子束在水平方向偏离中心,打在荧光屏的A 点，偏转磁场应该（）A、竖直向下B、竖直向上C、水平向左D、水平向右14、如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是电子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的是（）A、A端接的是高压直流电源的正极B、C端是蹄形磁铁的N极C、C端是蹄形磁铁的S极D、以上说法均不对15、阴极射线是()A、光子流B、电子流C、质子流D、中子流二、填空题16、如图所示，电子射线管（A为其阴极)，放在蹄形磁铁的N、S 两极间（图中C为N极），射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的负极和正极．此时，荧光屏上的电子束运动径迹________偏转（填“向上”“向下”或“不"）．17、如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K 射向阳极A,并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转,则可以加一个方向平行纸面________（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面________(填“向里”或“向外”）的磁场．18、电视机显像管是应用了________原理．19、电视机的显象管中电子束每秒进行50场扫描________．20、如图是X射线管，A．K之间的虚线表示________，从A指向左下方的线表示________，高压电源右边是电源的________极．三、解答题21、汤姆孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理如图所示，阴极发出的电子束沿直线射到荧光屏上的O点时，出现一个光斑．在垂直于纸面的方向上加一个磁感应强度为3.0×10﹣4T的匀强磁场后,电子束发生偏转，沿半径为7.2cm的圆弧运动，打在荧光屏上的P点．然后在磁场区域加一个竖直向下的匀强电场,电场强度的大小为1.14×103V/m时,光斑P又回到O点,求电子的比荷．22、1897年汤姆生通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而使人们认识到原子是可分的．汤姆生当年用来测定电子比荷(电荷量e与质量m之比）的实验装置如图所示,真空玻璃管内C、D为平行板电容器的两极,圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场，圆形区域的圆心位于C、D中心线的中点，直径与C、D 的长度相等．已知极板C、D的长度为L1，C、D间的距离为d , 极板右端到荧光屏的距离为L2．由K发出的电子，经A与K之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流,电子流沿C、D中心线进入板间区域．若C、D间无电压,则电子将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U ，则电子将打在荧光屏上的P点,P点到O点的距离为H；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O点．不计重力影响．(1）求电子打在荧光屏O点时速度的大小．（2)推导出电子比荷的表达式．(3)利用这个装置,还可以采取什么方法测量电子的比荷？23、汤姆生用如图所示的装置（阴极射线管）发现了电子．电子由阴极C射出，在CA间电场加速，A′上有一小孔,所以只有一细束的电子可以通过P与P′两平行板间的区域，电子通过这两极板区域后打到管的末端，使末端S处的荧光屏发光（荧光屏可以近似看成平面）．水平放置的平行板相距为d ，长度为L ，它的右端与荧光屏的距离为D ．当平行板间不加电场和磁场时，电子水平打到荧光屏的O点;当两平行板间电压为U时，在荧光屏上S点出现一亮点，测出OS=H；当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时,发现电子又打到荧光屏的O点．若不考虑电子的重力，求(1)CA间的加速电压U′；(2)电子的比荷．24、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零,经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m ，求在刚射出加速电场时，一小段长为△L的电子束内电子个数是多少?25、在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0cm的矩形，右边界距荧光屏20。
学年高中物理 第十九章 原子核 .. 探测射线方法 放射性应用与防护课后巩固训练 新人教版选修
19.3-19.4 探测射线的方法放射性的应用与防范[基础达标练]1．(多项选择)以下说法正确的选项是()A．在威耳逊云室中能观察三种粒子的径迹B．G-M计数器利用了射线的电离本领C．应用G-M计数器除了用来计数，还能够区分射线的种类D．现在人类利用的射线都是用人工放射性同位素，不用天然放射性物质答案BD剖析在威耳逊云室中，γ射线的径迹观察不到，A错误；G-M 计数器其实不能够区分射线种类，C错误；B、D正确。
2．(多项选择)联合国环境公署对科索沃地区的检查表示，北约对南缔盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从天然铀中提炼铀235今后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是老例炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长远危害环境，以下关于其残留物长远危害环境的原因正确的选项是()A．爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长远危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害，对环境产生长远危害C．铀238的衰变速度很快D．铀的半衰期很长答案AD剖析贫铀，是从金属铀中提炼出核资料铀235今后获取的副产品，其主要成分是放射性较弱的铀238，故称贫化铀，简称贫铀。
贫铀的辐射能仅是天然铀的60%，诚然弱一些，但并无实质减少，会对人体产生伤害，对环境造成污染，故A项正确，B项错误；在自然界中存在铀的三种同位素(铀234、235、238)，均带有放射性，拥有特别长的半衰期(数亿年至数十亿年)，故C项错误，D项正确。
3．(多项选择)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基根源理是：将放射性同位素15 8O注入人体，15 8O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转变成一对γ光子，被探测器采集后，经计算机办理生成清楚图象。
则依照PET原理判断以下表述正确的选项是()A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O―→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e―→2γC．在PET中，15 8O主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O主要用途是参加人体的新陈代谢答案ABC剖析由题意知，A、B正确；显像的原理是采集γ光子，即注入人体内的15 8 O衰变放出正电子和人体内的负电子湮灭转变成γ光子，所以15 8O主要用途是作为示踪原子，故C正确，D错误。
高中物理第十九章原子核34探测射线的方法放射性的应用与防护课后作业含解析新人教版选修3_5
探测射线的方法放射性的应用与防护时间：45分钟一、选择题(1～5题为单选，6～10题为多选)1．关于气泡室，下列说法错误的是( D )A．气泡室里装的是液体B．气泡室的工作原理是刚开始压强很大，以后压强突然降低，液体沸点变低，粒子通过液体时在它周围有气泡生成C．气泡室的原理同云室相似D．粒子在气泡室中运行轨迹可用来分析带电粒子动能等情况，不能用来分析动量解析：根据气泡室的工作原理可知选项A、B、C正确．把气泡室放在磁场中，粒子在洛伦兹力的作用下径迹为曲线，根据照片可分析粒子的带电情况、动量和能量，故选项D错误．2．下列关于盖革—米勒计数器的说法错误的是( B )A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线的电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200 μs的两个粒子解析：根据盖革—米勒计数器的计数原理可知，当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极，正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数．选项A、C正确，B错误；如果两个粒子射来的时间间隔小于200 μs，计数器不能区分，故选项D正确．3.如图所示是“原子核人工转变”实验装置示意图，其中A是放射性物质，F是铝箔，S为荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是( C )A．α粒子射到屏上产生的B．α粒子从F打出的粒子射到屏上产生的C．α粒子击中氮核后产生的新粒子射到屏上产生的D．放射性物质放出的γ射线射到屏上产生的解析：α粒子贯穿本领弱，被铝箔挡住，所以看到的亮点是α粒子击中氮核后新产生的粒子产生的，而不是α粒子产生的，另外α粒子击中氮核后产生的是质子，而不是γ射线，所以选项C正确．4.如图所示为离子式烟雾火警报警的原理图，在网罩内有电极a和b，通过外电路对两电极供电，左侧的c是放射性同位素镅241 95Am，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子而变成镎237.产生的这种新粒子很容易使空气电离，形成强电流．当发生火灾时烟雾进入网罩内，烟的颗粒吸收空气中的离子和镅放射出来的新粒子，导致电流变化，报警器检测到这种变化，发出报警，那么下列关于这种报警器的说法中正确的是( B )A．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流增强B．镅放射出的是α粒子，有烟雾时电流减小C．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流增强D．镅放射出的是β粒子，有烟雾时电流减小解析：新粒子很容易使空气电离，烟雾进入网罩即被吸收，可见穿透能力差电离本领强，故可推断放射出的粒子为α粒子．由于粒子被烟雾吸收后，必导致电流减小，故选B.5．放射性在技术上有很多应用，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线.元素射线半衰期钋210α138天氡222β 3.8天锶90β28年铀238α、β、γ 4.5×109年利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( C ) A．钋210 B．氡222C．锶90 D．铀238解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．6．一个质子以1.4×107m/s的速度撞入一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变为硅原子核，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．则下列判断中正确的是( AD )A．核反应方程为2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2714Al＋11H→2714Si＋10nC．硅原子核速度的数量级为107 m/sD．硅原子核速度的数量级为105 m/s解析：核反应方程为2713Al＋11H→2814Si，由动量守恒定律得m×1.4×107＝28mv′，解得v′＝5×105 m/s，因此选项A、D正确．7．以色列对加沙地带的哈马斯组织发动了代号为“铸铅”的军事打击行动，轰炸了加沙的大型工程设施，据报道，以色列在为期20多天的以巴军事战争中使用了白磷弹和贫铀弹．其中贫铀弹是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分是铀238.贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大而且残留物可长期危害环境，下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( AD )A．爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害，对环境产生长期危害C．铀238的衰变速度很快D．铀的半衰期很长解析：天然放射现象周期很长，会对环境和生物造成长期的影响，故A、D正确，B、C 错误．8．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( AD )A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误．9．防止放射性污染的防护措施有( ACD )A．将废弃的放射性物质进行深埋B．将废弃的放射性物质倒在下水道里C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量解析：为了有效地防止放射性污染，废弃的放射性物质必须深埋，不能倒入下水道中，使用时严格和准确地控制放射性物质的剂量，接触放射性物质的人员需穿上防护服，故A、C、D正确，B错误．10．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( ABD )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，利用探测器的测量，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，论断甲状腺的器质性和功能性疾病解析：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．二、非选择题11．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用6027Co的衰变来验证，其核反应是6027Co―→A Z Ni＋0－1e＋νe.其中νe是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物A Z Ni的质量数A是60，核电荷数Z是28.(2)在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和0－1e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，那么衰变过程将违背动量守恒定律．(3)6027Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起基因突变．从而产生可遗传的变异．解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：6027Co―→6028Ni＋0－1e＋νe，由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0－1e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．12．同位素这个概念是1913年英国科学家索迪(1877—1956)提出的．许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的114种元素中，稳定同位素约300多种，而放射性同位素达1 500种以上，而且大多数是人工制造的．(1)中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器在重质量半中子区首次制得镤元素的一种同位素(234Pa)．已知234 90Th(钍)→234Pa(镤)＋0－1e(电子)，则234Pa原子核里的中子数应为143.(2)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放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期．①写出α粒子轰击铝箔(2713Al)产生中子的核反应方程式，并请写出核反应和一般化学反应的不同点(请答3点)．②上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式．答案：①2713Al＋42He→3015P＋10n 不同点见解析②3015P→3014Si＋01e解析：(1)根据质量数和电荷数守恒，可知234Pa中质子数为91，则中子数为234－91＝143.(2)①铝核被α粒子击中后产生中子的反应为2713Al＋42He→3015P＋10n，核反应和一般化学反应的不同点：核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化(或核反应前后元素发生变化，化学反应前后则是元素种类不变)；一种同位素不论处于何种状态，它们的核反应性质是相同的，而它们的化学性质是不同的；同一元素的不同同位素，它们的化学性质是相同的，但它们的核反应性质是不同的；②3015P是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该反应为3015P→3014Si＋01e.。
高中物理选修3-5课时作业5：19.3 探测射线的方法
19.3 探测射线的方法[基础练习]1．威耳逊云室能够观察到射线径迹，是利用（）A．射线在云室里的穿透本领B．射线在云室里的化学效应C．射线在云室里的热效应D．射线在云室里的电离作用2．光子的能量为hv，动量的大小为hvc，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核（）A.仍然静止B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动3.英国物理学家在充氮的云室里做用α粒子轰击氮原子核的实验，获得质子和一种新核，则（）A.质子是α粒子直接从氮核中打出来的B. α粒子打进氮核后生成一个复核，这个复核放出一个质子C.云室照片中，分叉后短而粗的是质子的径迹D.云室照片中，分叉后短而粗的是α粒子的径迹4.现在，科学家们正在设法探寻“反物质”，“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”跟与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。
据此，若有反α粒子，则它的质量数为________，电荷数为__________。
5.1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄利用6027Co放射源进行实验验证。
次年，李、杨二人由此获得诺贝尔物理奖。
在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和01-e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和01-e，那么衰变过程将违背_______守恒定律。
6.在匀强磁场中的某点有一个静止的原子核发生衰变且衰变后形成如图所示的两个内切圆，问：⑴该核发生的是何种衰变？⑵图中轨迹1、2分别是由什么粒子形成的？⑶如果已知r2:r1=44:1，则该放射性元素的原子序数为多少？[冲A训练]1.将一计数器放在实验桌上，打开开关，在连续3min内，计数器的示数是每分钟11、9和16。
将一放射源放在计数器附近，在连续3min内，计数器的示数变为每分钟1310、1270和1296。
苏教版高中物理 3 探测射线的方法 课后练习、课时练习
一、单选题(选择题)1. 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2. 下列四个实验中，能说明光具有粒子性的是（）A．B．C．D．3. 在威耳逊云室中，关于放射产生的射线径迹，下列说法中正确的是A．由于射线的能量大，更容易显示其径迹B．由于粒子的速度大，其径迹粗而且长C．由于粒子的速度小，更不易显示其径迹D．由于粒子的电离作用强，其径迹直而粗4. 关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是（）①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②威耳逊云室中径迹粗而直的是射线③威耳逊云室中径迹细而长的是射线④威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负A．①②B．②③C．②④D．③④5. 下列哪个选项不属于探测射线的探测器A．威尔逊云室B．气泡室C．盖革-米勒计数器D．质谱仪6. α粒子穿过充满氮气的云室时会产生氧，如图照片中有一条径迹发生了分叉，分又后粗而短、细而长的两段分别为（）A．电子和氧核的径迹B．氧核和电子的径迹C．质子和氧核的径迹D．氧核和质子的径迹7. 在人类探索微观世界的过程中，许多科学家做出了巨大贡献，下列说法符合历史事实的是（）A．卢瑟福通过粒子散射实验，发现原子核是由质子和中子组成B．玻尔最早把能量子引人物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念C．查德威克发现了天然放射现象，使人们认识到原子核内部具有复杂的结构D．汤姆孙通过阴极射线在电场和磁场中的偏转，发现阴极射线由带负电的粒子组成8. 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9. 下列说法正确的是( )A．α射线与γ射线都是电磁波B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流，它具有中等的穿透能力．C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D．探测射线的三种装置：威尔逊云室、气泡室和盖革—米勒计数器都能显示射线粒子的径迹10. 如图所示为粒子穿过充满氮气的云室时拍摄的照片，在许多粒子的径迹中有一条发生了分叉，分叉后有一条细而长的径迹和一条粗而短的径迹，则（）A．细而长的是α粒子的径迹B．粗而短的是氧核的径迹C．细而长的是氮核的径迹D．粗而短的是质子的径迹11. 关于云室探测射线，下列说法中正确的是（）A．云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示射线运动的轨迹B．云室中径迹直而清晰的是射线C．云室中径迹细而长的是射线D．云室中显示粒子径迹的原因是蒸气电离，即使放入磁场中也无法判断射线所带电荷的正负12. 为了说明用α粒子轰击氮打出了质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的二万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验说明了（）A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少二、多选题(选择题)13. 2021年4月13日，日本政府举行内阁会议，正式决定向海洋排放福岛核电站含有对海洋环境等有害的核废水。
物理：19.3 探究射线的方法
第十八章原子核19.3探测射线的方法19.4放射性的防护和应用【自主预习】1.可以通过下面这些现象来探知射线：(1)粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生雾滴，过热液体会产生气泡。
(2)使照相乳胶____________________________。
(3)使荧光物质____________________________。
2．利用威耳逊云室，可以根据径迹的________和________，可以知道粒子的性质；把云室放在磁场中，从带电粒子运动轨迹的________，还可以知道粒子所带电荷的正负。
3．第一次实现原子核人工转变的方程为______________。
4．原子核在其他粒子的轰击下产生________的过程称为核反应。
与衰变过程一样，在核反应中，________守恒，________守恒。
5．有些同位素具有________，叫做放射性同位素。
第一次用人工的方式生成的放射性同位素是________，其生成方程式为________________________________________________________________________。
6．放射性同位素的应用(1)工业部门可以使用射线来测________；(2)在医疗方面，患了癌症的病人可以接受________的放射治疗；(3)利用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生变异，从而培育出新的优良品种。
(4)用放射性同位素代替非放射性的同位素来制成各种化合物，这种化合物的原子跟通常的化合物一样参与所有化学反应，但却带有“放射性标记”，可以用仪器探测出来。
这种原子就是________。
7.放射性的应用与防护(1)核反应原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程，称为核反应。
①核反应遵循的规律在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒。
②人工转变核反应方程卢瑟福发现质子的过程：42He＋147N→178O＋11H查德威克发现中子的方程：42He＋94Be→126C＋10n约里奥·居里夫妇发现人工放射性同位素和正电子的方程：42He＋2713Al→3015P＋10n，3015P→3014Si＋01e(2)放射性的应用与防护1932年，约里奥·居里和伊丽芙·居里用α粒子轰击铍、铝、硼等元素，发现了前所未见的穿透性强的辐射，后经查德威克的研究，确定为中子流，42He＋2713Al→3015P＋10n。
学年高中物理第十九章原子核探测射线的方法放射性的应用与防护课后检测含解析新人教版选修_
3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护记一记探测射线的方法放射性的应用与防护知识体系1个核反响方程——原子核的人工转变方程3种粒子径变——α粒子径迹、β粒子径迹、γ粒子径迹3种探测仪器——气泡室威耳逊云室盖革—米勒计数器辨一辨1.在核反响中，质量数守恒，电荷数守恒．(√)2．放射性同位素3015P，既可以通过核反响人工获得，也可以从自然界中获得．(×)3．现在用到射线时，既可以用人工放射性同位素，也可以用天然放射性物质．(×)4．利用γ射线照射种子，可以培育出优良品种．(√)5．用γ射线照射食品可以杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期．(√) 6．任何放射性物质都可以作为示踪原子使用．(×)想一想1.如图为α粒子和β粒子在威耳逊云室中的径迹示意图．(1)如何根据径迹的情况，分析判断粒子的性质？(2)如何判断粒子所带电荷的正负？提示：(1)根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质．(2)把云室放在磁场中，根据运动径迹的弯曲方向，可以知道粒子所带电荷的正负．2．用α粒子轰击氮原子核(1)充入氮气前荧光屏上看不到闪光，充入氮气后荧光屏上看到了闪光，说明了什么问题？(2)原子核的人工转变与原子核的衰变有什么相同规律？提示：(1)说明α粒子轰击氮核后产生了新的粒子．(2)都符合质量数守恒，电荷数守恒．思考感悟：练一练1.[2022·威海检测]威耳逊云室能够观察到射线径迹，是利用( )A．射线在云室里的穿透本领B．射线在云室里的化学效应C．射线在云室里的热效应D．射线在云室里的电离作用解析：威耳逊云室内的酒精蒸气到达过饱和状态时，如果有射线粒子从室内气体中飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，这些雾滴沿射线经过的路线排列，于是就显示出了射线的径迹．此题正确选项为D.答案：D2．(多项选择)关于放射性同位素，以下说法正确的选项是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法制得D．以上说法均不对解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确．大局部放射性同位素都是人工转变后获得的，选项C、D错误．答案：AB3．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在以下核反响式的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋________.(2)94Be＋42He→12 6C＋________.(3)234 90Th→234 91Pa＋________.(4)3015P→3014Si＋________.(5)235 92U＋________→9038Sr＋136 54Xe＋1010n.(6)14 7N＋42He→17 8O＋________.解析：在核反响过程中，遵循反响前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反响的所有根本粒子采用左下角(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．电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知(1)中为α粒子(42He)，同理，确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(01e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)01e (5)10n (6)11H4．1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素202 78Pt，制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be产生快中子．(2)用快中子轰击汞204 80Hg，反响过程可能有两种：①生成202 78Pt，放出氦原子核．②生成202 78Pt，同时放出质子、中子．(3)生成的202 78Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核202 80Hg.写出上述核反响方程．解析：根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反响方程，如下：(1)94Be＋11H→95B＋10n.(2)①204 80Hg＋10n→202 78Pt＋32He；②204 80Hg＋10n→202 78Pt＋211H＋10n.(3)202 78Pt→202 79Au＋0－1e，202 79Au→202 80Hg＋0－1e.答案：见解析要点一探测射线与同位素的应用1.[2022·江西宜春检测]用α射线照射充氮的云室(发生核反响42He＋14 7N→17 8O＋11H)，得到如下图的照片，以下说法中正确的选项是( )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是新核的径迹解析：用α射线照射充氮的云室，入射的是α粒子，所以B是α粒子产生的径迹；根据发生的核反响方程知新核为17 8O，新核的质量大，电离作用强，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，径迹细而长，故C是质子的径迹，所以正确选项为D.答案：D2．[2022·安徽淮北一中期末]气泡室是早期研究带电粒子轨迹的重要实验仪器，如图为一些不同的带电粒子在气泡室里运动的轨迹照片．现选择A、B两粒子进行分析，它们的轨迹如图中的粗实线所示．测量发现初始时B粒子的运动半径大于A的运动半径，假设该区域所加的匀强磁场方向垂直于纸面，那么( )A．洛伦兹力对A做正功B．粒子B沿逆时针方向运动C．粒子A、B的电性相同D．B粒子的速度一定大于A的速度解析：洛伦兹力与速度方向垂直，故不做功，A错误；由图可知，下方的运动轨迹半径较大，根据题意，下方的运动轨迹为B的运动轨迹，运动方向沿逆时针方向，B正确；由图可知，在匀强磁场中，A的轨迹沿顺时针方向，B的轨迹沿逆时针方向，因此A、B的电性不同，C错误；A、B两粒子的质量和电荷量未知，根据r＝mvqB可知，无法比拟A、B两粒子的速度大小，D错误．答案：B。
高中物理 第十九章 原子核 3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护课后集训 新人教版选修35
3 探测射线的方法4 放射性的应用与防护课后集训基础达标1.下列说法正确的是( )A.根据轨迹的长短粗细可以知道离子的性质B.α粒子径迹细且直，β粒子径迹较粗且弯曲程度大C.α粒子穿过威尔逊云室时偏转角比β粒子的大D.γ粒子在威尔逊云室中一般看不见其径迹解析：α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，过饱和酒精蒸气凝结在这些离子上，形成很粗的径迹，所以它在云室中的径迹直而短粗；β粒子的质量小,跟气体碰撞时容易改变方向，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，且常常发生弯曲；γ粒子的电离本领更小，一般看不见它的径迹.因此，我们根据径迹的长短和粗细，可以知道粒子的性质.故选项A 、C 、D 正确. 答案：ACD2.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变，核反应方程为H O N He 1117814742+→+，下列说法中正确的是( )A.通过此实验发现了质子B.实验中利用了放射源放出的γ射线C.实验中利用了放射源放出的α射线D.原子核在人工转变过程中，电荷数可能不守恒答案：AC3.关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有( )A.放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到消除有害静电的目的B.利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C.用放射线照射作物种子能使其DNA 发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D.用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的危害解析：利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出.γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视.作物种子发生的DNA 突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种.用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量.答案：D4.关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A.利用γ射线使空气电离，把静电荷泄去B.利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加C.利用β射线来治肺癌、食道癌D.利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子解析：β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，选项A 错误.β射线或γ射线的穿透性强，可以辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等工作，选项B 、C 错误.放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子，选项D 正确. 答案：D5.硼10俘获一个α粒子后生成氮13放出x 粒子,而氮13是不稳定的,它放出y 粒子而变成碳13.那么x 和y 粒子分别是( )A.质子和电子B.质子和中子C.中子和正电子D.中子和电子解析：整个过程的反应方程是n N He B 1013742105+→+,e C N 01136137+→，即x 和y 粒子分别是中子和正电子，故选C.答案：C6.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子( )A.γ射线探伤仪B.利用含有放射性碘131的铀检测地下输油管漏油情况C.利用钴60治疗肿瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施给农作物，用以检测确定农作物吸收养分的规律解析：示踪原子的获得可用物理方法和化学方法.化学方法的原理是同位素具有相同的化学性质.在制造化合物时用适量的放射性同位素取代非放射性同位素，以后便可通过仪器探测跟踪该元素的“去向”，在工业中可以用以测定输油管中的流速，测定油管的漏油情况等.γ射线探伤仪可检查金属内部的损伤，其物理依据是有很强的贯穿本领.钴60 能放出γ射线，大量杀死癌细胞.答案：BD7.带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失.其原因是( )A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C.射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是解析：因放射线的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失.答案：B8.γ射线具有几个特点：①γ射线具有极强的穿透本领；②γ射线很容易地绕过障物到达病灶区域；③γ射线具有很高的能量.用“γ刀”治疗肿瘤，不用麻醉，病人在清醒的状态下经较短时间可完成手术，在此过程中，主要利用的是( )A.①②B.②③C.①②③D.①③ 解析：γ射线具有极强的穿透本领，具有很高的能量，可以穿透皮肤并杀死癌细胞. 答案：D综合运用9.在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素14C 作.解析：把搀入14C 的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合到一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C 分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质.这种把放射性同位素的原子搀到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律.人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.答案：示踪原子10.完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程.(1)_________14610147+→+C n N(2)_________17842147+→+O He N(3)He n B 4210105_________+→+(4)n He B 1042105_________+→+(5)________5727215626+→+Co H Fe解析：根据质量数守恒和电荷数守恒，可以判定.答案：(1)H 11 (2) H 11 (3)Li 73 (4)C 126 (5)n 10 发现质子的核反应方程是(2)，发现中子的核反应方程是(4)拓展探究11.为测定某水库的存水量，将一瓶放射性同位素溶液均匀倒入水库.已知该溶液1min 衰变8×107次，该放射性同位素的半衰期为2天，经10天后，从水库后取出1m 3的水，测得1min衰变10次，该水库中取出1m 3的水，测得1min 衰变10次，该水库存水是来________.解析：设原放射性元素质量为m 0，10天后的质量为m ，水库共有Q m 3水，10天后每立方米水中放射性元素剩余量为Qm .由衰变规律知：m=m 00210321)21(m =.因为放射性物质单位时间内衰变次数跟放射性元素的质量成正比，所以由题意可知m 0∶Qm =8×107∶10，即得水库存水量Q=0m m ×8×107 m 3=2.5×105 m 3. 答案：2.5×105 m 3。
高中物理：探测射线的方法练习
高中物理：探测射线的方法练习我夯基 我达标1.研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质.如图1932所示，P 是放射线源，B 是垂直纸面向里的匀强磁场，a 、b 、c 分别是放射源放出的射在磁场中的三条射线，由它们偏转的情况可知（ ）图19-3-2A.a 是α射线，b 是β射线，c 是γ射线B.a 是γ射线，b 是α射线，c 是β射线C.a 是α射线，b 是γ射线，c 是β射线D.a 是α射线，b 是γ射线，c 是α射线 思路解析：由三种射线在磁场中的偏转情况，根据左手定则可知cd 射线是由带正电的粒子组成的，b 是由不带电粒子组成的，c 是由带负电粒子组成的．由三种放射线的本性可知：a 是α射线，b 是γ射线，c 是β射线．答案：C2.最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展.1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X A Z 经过6次α衰变后的产物是Fm 253100.由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（ ）A.124、259B.124、265C.112、265D.112、277 思路解析：题中的核 经过6次α衰变成Fm 253100，注意到Fm 253100的质子数为100，质量数为253，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，由质量数、电荷数守恒有： A=4×6+253=277Z=2×6+100=112所以选项D 正确.答案：D3.下面的说法正确的是（ ）①β射线粒子和电子是两种不同的粒子；②红外线的波长比X 射线的波长长；③α粒子不同于氦原子核；④γ射线的贯穿本领比粒子的强A.①②B.①③C.②④D.①④思路解析：α粒子带正电荷，它实质是氦原子核，贯穿本领小;β射线粒子是高速运动的电子流，贯穿本领很强;γ射线呈电中性，贯穿能力比α射线、β射线都强；红外线的波长比红光长，而X 射线的波长比紫外线还要短，在可见光范围内红光波长最长，紫光波长最短． 答案：C4.光子的能量为hν，动量的大小为cvh ，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出了一个γ光子，则衰变后的原子核（ ）A.仍然静止B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动思路解析：相互作用的物体，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，它们的总动量保持不变，这就是动量守恒定律．动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子．静止的原子核动量为零，在原子核发出一个光子衰变后，原子核和γ光子的动量之和仍然为零即衰变后原子核的动量和发出丁光子的动量大小相等方向相反．故衰变后的原子核应沿着与光子运动方向相反的方向运动．答案：C5.在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？思路解析：因为α粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1 cm 路程上能使气体分子产生104对离子．过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹．且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直．β粒子带电荷量少，电离本领较小，在1 cm 路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲．我综合 我发展6.静止在匀强磁场中的核发生α衰变后，α粒子和反冲核在垂直于它们运动方向的匀强磁场中分别做匀速圆周运动，其半径之比为45∶1，周期之比为90∶117.求α粒子和反冲核的动能之比为多少？思路解析：根据衰变时系统的总动量守恒，做匀速圆周运动时由洛伦兹力提供向心力这样两个基本关系，即可得解．衰变时，α粒子和反冲核的动量大小相等，即m αv α=mxvx ，式中mx 、vx 为反冲核的质量与速度．在磁场中，它们做匀速圆周运动时都由洛伦兹力作为向心力，由qvB=rv m 2，得r=qB mv ． 由此可见，α粒子和反冲核的圆运动半径之比为1452===x x x q q q r r αα 所以反冲核的核电荷数为：q x =90．因为由洛伦兹力作向心力时，做圆周运动的周期为T=qBm π2 所以α粒子和反冲核的周期之比为：xx x m q q m T T ααα=，得 234490117290=⨯⨯=••=αααm T T q q m x x x 所以α粒子和反冲核的动能之比为：211742342222=====ααααααm m m p m p v m v m E E x xx x x kx k . 答案：117：27.静止在匀强磁场中的锂（Li 63）在俘获一个速度为7.7×104 m/s 的中子后，生成一个α粒子和一个氚核.若α粒子的速度为 2.0×104 m/s ，其方向与反应前中子的速度方向相同，且与磁场方向垂直.求:（1）氚核的速度是多少？(2)当α粒子在磁场中运动6周时，氚核运动了几周？思路解析：(1)系统动量守恒m n v n =m αv α+m H v H1×7．7×104=4×2×104+3v Hu H =-1．0×103m ／s ，方向与中子速度方向相反．(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T=qB m π2 231243=⨯=•=H H H q q m m T T ααα 2T H =3T α，即4T H =6T αα粒子运动了6周，氚核运动了4周．答案：(1)1．0×103m ／s ，方向与中子速度方向相反 (2)4周8.如图19-3-3在匀强磁场中的A 点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才做如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是44∶1，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？图19-3-3思路解析：因为原子核衰变时，遵守动量守恒定律，由原于核的初态是静止的，可以判定：衰变时射出的粒子与新核的动量大小相等，方向相反．设带电粒子质量为m ，在磁感应强度为B 的磁场中，以速度v 做匀速圆周运动，则其运动半径为R=Bqmv ． 由衰变时动量守恒知射出粒子动量m 1v 1等于新核动量m 2v 2，而B 相同，所以R 与q 成反比，可判定出衰变射出粒子运动轨道半径大，新核半径小．在A 点利用左手定则可判断出新核反冲速度方向，判断出发射粒子的速度方向，即确定粒子的种类和衰变的类型.由1221q q R R =可从发射粒子的电荷数确定新核的电荷数，由于衰变过程中电荷数守恒，可求出原来放射性元素原子核的电荷数即它的原子序数．由R ∝q1知大圆是发射出粒子的轨迹，小圆则是新核轨迹． 根据左手定则判断：在A 点发射出的粒子是负电子，它初速度水平向左，沿圆轨道顺时针方向旋转．新核初速水平向右，沿圆轨道逆时针旋转．由于1441221==q q R R q 1=e ，电荷数是1，所以q2=44e ，电荷数是44，根据电荷守恒定律，原来的放射性元素原子核的原子序数是45，它发生的是β衰变，电子顺时针方向做匀速圆周运动，新核逆时针做匀速圆周运动．答案：45。
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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
又因为质子和α粒子径迹相同,即通过相同的x,沿电场方向的位移y相同即y H＝yα
由③式得
2
2
44
H
k H k
q Ex q Ex
E E
α
α
=
得
1
2
kH
k
E qH
E q
αα
==。