2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測(cè)射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)練習(xí) 新人教版選修3-5.doc
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2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測(cè)射線的方法 放射性的應(yīng)用與防護(hù)練習(xí) 新人教版選修3-5 一、探測(cè)射線的方法 1.威耳遜云室. (1)原理:粒子在云室內(nèi)氣體中飛過,使沿途的氣體分子電離,飽和酒精蒸氣就會(huì)以這些離子為核心凝結(jié)成霧滴,于是顯示出射線和徑跡. (2)粒子徑跡:①α粒子的質(zhì)量比較大,在氣體中飛行時(shí)不易改變方向.由于它的電離本領(lǐng)大,沿途產(chǎn)生的離子多,所以它在云室中的徑跡直而粗. ②β粒子的質(zhì)量小,跟氣體碰撞時(shí)容易改變方向.并且電離本領(lǐng)小,沿途產(chǎn)生的離子少,所以它在云室中的徑跡比較細(xì),而且常常彎曲. ③γ粒子的電離本領(lǐng)更小,在云室中一般看不到它的徑跡. (3)氣泡室:氣泡室原理同云室的原理類似,所不同的是氣泡室里裝的是過熱液體,如液態(tài)氫. (4)蓋革—米勒計(jì)數(shù)器:G—M計(jì)數(shù)器非常靈敏,用它推測(cè)射線十分方便.但不同的射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同,因此只能用來計(jì)數(shù),不能區(qū)分射線的種類. 2.核反應(yīng). 原子核在其他粒子的轟擊下生成新原子核的過程,人類第一次實(shí)現(xiàn)原子核的人工轉(zhuǎn)變,是盧瑟福用α粒子轟擊氮原子核,產(chǎn)生了氧的一種同位素,該核反應(yīng)方程為_,這也使人們發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子. 3.人工放射性同位素. 放射性同位素有天然放射性同位素和人造放射性同位素兩種,它們的化學(xué)性質(zhì)相同.居里夫人發(fā)現(xiàn)的放射性磷3015P是人造放射性同位素,其核反應(yīng)方程為__.人造放射性同位素的優(yōu)點(diǎn)是:放射強(qiáng)度容易控制,放射性廢料容易處理,可以制成各種所需的形狀. 二、放射性同位素的應(yīng)用 1.利用射線. 利用α射線具有很強(qiáng)的電離作用,可以消除有害靜電;利用γ射線很強(qiáng)的穿透本領(lǐng),工業(yè)用來探傷;另外在醫(yī)療、生物育種、保鮮方面也有廣泛應(yīng)用. 2.作示蹤原子. 同位素具有相同的化學(xué)性質(zhì),可用放射性同位素代替非放射性同位素做示蹤原子. 3.放射性防護(hù). 放射性對(duì)人體組織是有傷害作用的,要防止放射物質(zhì)對(duì)水源、空氣、用具、工作場(chǎng)所的污染. 1.(多選)下列事件中屬于核輻射給人類帶來環(huán)境災(zāi)難的是(ABD) A.日本福島大地震引起的第一核電站1至4號(hào)機(jī)組核廢料池泄漏 B.以美國為首的北約軍隊(duì)在科索沃、伊拉克和利比亞大量使用貧鈾彈 C.汶川大地震 D.前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站爆炸 解析:核輻射,或通常稱之為放射性,存在于所有的物質(zhì)之中,是正?,F(xiàn)象.核輻射主要發(fā)生在核電站,核能外泄所發(fā)出的核輻射雖遠(yuǎn)比核子武器威力與范圍小,但是劑量積累到一定程度,也能造成生物傷亡.核廢料池泄漏出高濃度的放射性物質(zhì)可傷害人體細(xì)胞,故A正確;貧鈾彈是一種新武器,其爆炸后所彌散的貧鈾將長時(shí)間影響人類的生存環(huán)境,對(duì)人體產(chǎn)生慢性傷害,故B正確;地震不像核輻射給人類帶來環(huán)境災(zāi)難,故C錯(cuò)誤;前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站4號(hào)機(jī)組發(fā)生爆炸,泄露的能量相當(dāng)于200顆廣島原子彈.這是人類歷史上迄今最嚴(yán)重的核事故,造成了極嚴(yán)重的后果.20多年過去了,切爾諾貝利依然是一座死城,故D正確. 2.在核反應(yīng)堆外修建很厚的水泥層,是為了防止(B) A.核爆炸 B.放射線外泄 C.快中子外泄 D.慢中子外泄 解析:在核反應(yīng)堆外修建很厚的水泥層,是為了屏蔽放射線.核爆炸用水泥層是防不住的,反應(yīng)堆內(nèi)部是用鎘棒控制中子數(shù)目,修建很厚的水泥層,是為了屏蔽放射線,B正確. 3.(多選)盧瑟福通過實(shí)驗(yàn)首次實(shí)現(xiàn)了原子核的人工轉(zhuǎn)變,核反應(yīng)方程為,下列說法中正確的是(AC) A.通過此實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子 B.實(shí)驗(yàn)中利用了放射源放出的γ射線 C.實(shí)驗(yàn)中利用了放射源放出的α射線 D.原子核在人工轉(zhuǎn)變過程中,電荷數(shù)可能不守恒 解析:由物理學(xué)史知A項(xiàng)對(duì);本實(shí)驗(yàn)用α粒子轟擊而非γ射線,B錯(cuò);核反應(yīng)方程兩邊電荷數(shù)必守恒,D錯(cuò). 4.對(duì)放射性的應(yīng)用,下列說法不正確的是(A) A.放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂,對(duì)人體的正常細(xì)胞不會(huì)有傷害作用 B.對(duì)放射性的廢料,要裝入特制的容器并埋入深地層進(jìn)行處理 C.射線探傷儀中的放射源必須存放在特制的容器里,而不能隨意放置 D.對(duì)可能有放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的 解析:放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻止癌細(xì)胞分裂,但也會(huì)對(duì)人體的正常細(xì)胞有傷害,選項(xiàng)A錯(cuò);正因?yàn)榉派渚€具有傷害作用,選項(xiàng)B、C、D均是正確的. 5.下述關(guān)于放射性的探測(cè)說法錯(cuò)誤的是(D) A.氣泡室探測(cè)射線的原理與云室探測(cè)射線原理類似 B.由氣泡室內(nèi)射線徑跡可以分析粒子的帶電、動(dòng)量、能量等情況 C.蓋革—米勒計(jì)數(shù)器探測(cè)射線的原理中利用射線的電離本領(lǐng) D.蓋革—米勒計(jì)數(shù)器不僅能計(jì)數(shù),還能用來分析射線的性質(zhì) 解析:氣泡室探測(cè)射線原理與云室類似,不同的是氣泡室中是在射線經(jīng)過時(shí)產(chǎn)生氣泡來顯示射線徑跡的,故A正確;由氣泡室內(nèi)徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場(chǎng)中的彎曲方向等,可分析射線的帶電、動(dòng)量、能量等情況,故B正確;蓋革—米勒計(jì)數(shù)器利用射線電離作用,產(chǎn)生電脈沖進(jìn)而計(jì)數(shù),所以C正確;由于對(duì)于不同射線產(chǎn)生的脈沖現(xiàn)象相同,因此計(jì)數(shù)器只能用來計(jì)數(shù),不能區(qū)分射線的種類,所以D錯(cuò)誤. 6.用于治療腫瘤的放射源必須滿足:①放射線具有較強(qiáng)的穿透力,以輻射到體內(nèi)的腫瘤處;②要在較長時(shí)間內(nèi)具有相對(duì)穩(wěn)定的輻射強(qiáng)度.表中給出的四種放射性同位素,適合用于治療腫瘤的放射源是(C) 同位素 輻射線 半衰期 釙210 α 138天 锝99 γ 6小時(shí) 鈷60 γ 5年 鍶90 β 28年 A.釙210 B.锝99 C.鈷60 D.鍶90 解析:由要求要有較強(qiáng)的穿透能力,應(yīng)該選用γ射線作為輻射線,且時(shí)間不宜過短或像鍶90一樣過長,應(yīng)選用鈷60. 7.(多選)α粒子擊中氮14核后放出一個(gè)質(zhì)子,轉(zhuǎn)變?yōu)檠?7核().在這個(gè)氧原子核中有(CD) A.8個(gè)正電子 B.17個(gè)電子 C.9個(gè)中子 D.8個(gè)質(zhì)子 解析:原子核是由質(zhì)子和中子構(gòu)成,質(zhì)子數(shù)+中子數(shù)=質(zhì)量數(shù).氧原子核的質(zhì)子數(shù)為8,所以有9個(gè)中子,CD正確. 8.如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置.M是顯微鏡,S熒光屏,窗口F處裝有銀箔,氮?dú)鈴拈y門T充入,A是放射源.下列說法中正確的是(D) A.該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程為: B.充入氮?dú)夂?,調(diào)整銀箔厚度,使S上見不到質(zhì)子引起的閃爍 C.充入氮?dú)馇?,調(diào)整銀箔厚度,使S上能見到α粒子引起的閃爍 D.充入氮?dú)馇?,調(diào)整銀箔厚度,使S上見不到α粒子引起的閃爍 解析:明確盧瑟福發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)裝置以及各部分的作用,注意F處裝的銀箔剛好能阻止α粒子穿過,而不能阻止其他粒子如質(zhì)子穿過.盧瑟福通過用α粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知A錯(cuò)誤;充入氮?dú)夂?,α粒子轟擊氮核產(chǎn)生質(zhì)子,質(zhì)子穿過銀箔,引起熒光屏S的閃爍,故B錯(cuò)誤;裝置中A為放射源,放出的為α粒子,由于F處裝的銀箔剛好能阻止α粒子穿過,因此沒有充入氮?dú)庵盁o質(zhì)子產(chǎn)生,不可能在S上見到質(zhì)子引起的閃爍,故C錯(cuò)誤,D正確. 9.放射性元素衰變?yōu)?,此衰變過程的核反應(yīng)方程是;用此衰變過程中發(fā)出的射線轟擊,可得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子,此核反應(yīng)過程的方程是. 10.一質(zhì)子束入射到能止靶核上,產(chǎn)生如下核反應(yīng): ,式中P代表質(zhì)子,n代表中子,X代表核反應(yīng)產(chǎn)生的新核.由反應(yīng)式可知,新核X的質(zhì)子數(shù)為__________,中子數(shù)為____________. 解析:根據(jù)核反應(yīng)過程電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒,新核X的質(zhì)子數(shù)為1+13-0=14,質(zhì)量數(shù)為1+27-1=27,所以中子數(shù)=27-14=13. 答案:14 13 11.(多選)用α粒子轟擊鈹-9核,生成一個(gè)碳-12核和一個(gè)粒子,則該粒子(BD) A.帶正電,能在磁場(chǎng)中發(fā)生偏轉(zhuǎn) B.在任何方向的磁場(chǎng)中都不會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn) C.電離本領(lǐng)特別強(qiáng),是原子的組成部分之一 D.用來轟擊鈾-235可引起鈾核裂變 解析:根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知,2+4=6+0,該粒子的電荷數(shù)為0;4+9=12+1,該粒子的質(zhì)量數(shù)為1,為中子不帶電,在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn).故BD正確,AC錯(cuò)誤. 12.(多選)放射性同位素電池是一種新型電池,它是利用放射性同位素衰變放出的高速帶電粒子(α射線、β射線)與物質(zhì)相互作用,射線的動(dòng)能被吸收后轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?,在通過換能器轉(zhuǎn)化為電能的一種裝置.其構(gòu)造大致是:最外層是由合金制成的保護(hù)層,次外層是防止射線泄漏的輻射屏蔽層,第三層是把熱能轉(zhuǎn)化成電能的換能器,最里層是放射性同位素. 電池使用的三種放射性同位素的半衰期和發(fā)出的射線如下表: 同位素 射線 β α α 半衰期 28年 138天 89.6年 若選擇上述某一種同位素作為放射源,使用相同材料制成的輻射屏蔽層,制造用于執(zhí)行長期航天任務(wù)的核電池,則下列論述正確的是(CD) A.的半衰期較長,使用壽命較長,放出的β射線比α射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄 B.的半衰期最短,使用壽命最長,放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄 C.的半衰期最長,使用壽命最長,放出的α射線比β射線的貫穿本領(lǐng)弱,所需的屏蔽材料較薄 D.放射性同位素在發(fā)生衰變時(shí),出現(xiàn)質(zhì)量虧損,但衰變前后的總質(zhì)量數(shù)不變 解析:原子核衰變時(shí),釋放出高速運(yùn)動(dòng)的射線,這些射線的能量來自原子核的質(zhì)量虧損,即質(zhì)量減小,但質(zhì)量數(shù)不變,D對(duì);從表格中顯示Sr的半衰期為28年、Po的半衰期為138天、Pu的半衰期為89.6年,故Pu的半衰期最長,其使用壽命也最長,α射線的穿透能力沒有β射線強(qiáng),故較薄的屏蔽材料即可擋住α射線的泄漏,C對(duì).- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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