2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測射線的方法 放射性的應用與防護練習 新人教版選修3-5.doc

2019-2020年高中物理 第19章 第3、4節(jié) 探測射線的方法 放射性的應用與防護練習 新人教版選修3-5一、探測射線的方法1威耳遜云室(1)原理：粒子在云室內氣體中飛過，使沿途的氣體分子電離，飽和酒精蒸氣就會以這些離子為核心凝結成霧滴，于是顯示出射線和徑跡(2)粒子徑跡：粒子的質量比較大，在氣體中飛行時不易改變方向由于它的電離本領大，沿途產生的離子多，所以它在云室中的徑跡直而粗粒子的質量小，跟氣體碰撞時容易改變方向并且電離本領小，沿途產生的離子少，所以它在云室中的徑跡比較細，而且常常彎曲粒子的電離本領更小，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)蓋革米勒計數器：GM計數器非常靈敏，用它推測射線十分方便但不同的射線產生的脈沖現(xiàn)象相同，因此只能用來計數，不能區(qū)分射線的種類2核反應原子核在其他粒子的轟擊下生成新原子核的過程，人類第一次實現(xiàn)原子核的人工轉變，是盧瑟福用粒子轟擊氮原子核，產生了氧的一種同位素，該核反應方程為_，這也使人們發(fā)現(xiàn)了質子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，它們的化學性質相同居里夫人發(fā)現(xiàn)的放射性磷3015P是人造放射性同位素，其核反應方程為_人造放射性同位素的優(yōu)點是：放射強度容易控制，放射性廢料容易處理，可以制成各種所需的形狀二、放射性同位素的應用1利用射線利用射線具有很強的電離作用，可以消除有害靜電；利用射線很強的穿透本領，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用2作示蹤原子同位素具有相同的化學性質，可用放射性同位素代替非放射性同位素做示蹤原子3放射性防護放射性對人體組織是有傷害作用的，要防止放射物質對水源、空氣、用具、工作場所的污染1(多選)下列事件中屬于核輻射給人類帶來環(huán)境災難的是(ABD)A日本福島大地震引起的第一核電站1至4號機組核廢料池泄漏B以美國為首的北約軍隊在科索沃、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可傷害人體細胞，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間影響人類的生存環(huán)境，對人體產生慢性傷害，故B正確；地震不像核輻射給人類帶來環(huán)境災難，故C錯誤；前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電站4號機組發(fā)生爆炸，泄露的能量相當于200顆廣島原子彈這是人類歷史上迄今最嚴重的核事故，造成了極嚴重的后果.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，反應堆內部是用鎘棒控制中子數目，修建很厚的水泥層，是為了屏蔽放射線，B正確3(多選)盧瑟福通過實驗首次實現(xiàn)了原子核的人工轉變，核反應方程為，下列說法中正確的是(AC)A通過此實驗發(fā)現(xiàn)了質子B實驗中利用了放射源放出的射線C實驗中利用了放射源放出的射線D原子核在人工轉變過程中，電荷數可能不守恒解析：由物理學史知A項對；本實驗用粒子轟擊而非射線，B錯；核反應方程兩邊電荷數必守恒，D錯4對放射性的應用，下列說法不正確的是(A)A放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，對人體的正常細胞不會有傷害作用B對放射性的廢料，要裝入特制的容器并埋入深地層進行處理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對可能有放射性污染的場所或物品進行檢測是很有必要的解析：放射線能殺傷癌細胞或阻止癌細胞分裂，但也會對人體的正常細胞有傷害，選項A錯；正因為放射線具有傷害作用，選項B、C、D均是正確的5下述關于放射性的探測說法錯誤的是(D)A氣泡室探測射線的原理與云室探測射線原理類似B由氣泡室內射線徑跡可以分析粒子的帶電、動量、能量等情況C蓋革米勒計數器探測射線的原理中利用射線的電離本領D蓋革米勒計數器不僅能計數，還能用來分析射線的性質解析：氣泡室探測射線原理與云室類似，不同的是氣泡室中是在射線經過時產生氣泡來顯示射線徑跡的，故A正確；由氣泡室內徑跡中氣泡的多少及徑跡在磁場中的彎曲方向等，可分析射線的帶電、動量、能量等情況，故B正確；蓋革米勒計數器利用射線電離作用，產生電脈沖進而計數，所以C正確；由于對于不同射線產生的脈沖現(xiàn)象相同，因此計數器只能用來計數，不能區(qū)分射線的種類，所以D錯誤6用于治療腫瘤的放射源必須滿足：放射線具有較強的穿透力，以輻射到體內的腫瘤處；要在較長時間內具有相對穩(wěn)定的輻射強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210138天锝996小時鈷605年鍶9028年A.釙210B锝99C鈷60 D鍶90解析：由要求要有較強的穿透能力，應該選用射線作為輻射線，且時間不宜過短或像鍶90一樣過長，應選用鈷60.7(多選)粒子擊中氮14核后放出一個質子，轉變?yōu)檠?7核()在這個氧原子核中有(CD)A8個正電子 B17個電子C9個中子 D8個質子解析：原子核是由質子和中子構成，質子數中子數質量數氧原子核的質子數為8，所以有9個中子，CD正確8如圖所示為盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的實驗裝置M是顯微鏡，S熒光屏，窗口F處裝有銀箔，氮氣從閥門T充入，A是放射源下列說法中正確的是(D)A該實驗的核反應方程為：B充入氮氣后，調整銀箔厚度，使S上見不到質子引起的閃爍C充入氮氣前，調整銀箔厚度，使S上能見到粒子引起的閃爍D充入氮氣前，調整銀箔厚度，使S上見不到粒子引起的閃爍解析：明確盧瑟福發(fā)現(xiàn)質子的實驗裝置以及各部分的作用，注意F處裝的銀箔剛好能阻止粒子穿過，而不能阻止其他粒子如質子穿過盧瑟福通過用粒子轟擊氮核發(fā)現(xiàn)了質子，根據質量數和電荷數守恒可知A錯誤；充入氮氣后，粒子轟擊氮核產生質子，質子穿過銀箔，引起熒光屏S的閃爍，故B錯誤；裝置中A為放射源，放出的為粒子，由于F處裝的銀箔剛好能阻止粒子穿過，因此沒有充入氮氣之前無質子產生，不可能在S上見到質子引起的閃爍，故C錯誤，D正確9放射性元素衰變?yōu)?，此衰變過程的核反應方程是；用此衰變過程中發(fā)出的射線轟擊，可得到質量數為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應過程的方程是10一質子束入射到能止靶核上，產生如下核反應：，式中P代表質子，n代表中子，X代表核反應產生的新核由反應式可知，新核X的質子數為_，中子數為_解析：根據核反應過程電荷數守恒和質量數守恒，新核X的質子數為113014，質量數為127127，所以中子數271413.答案：141311(多選)用粒子轟擊鈹9核，生成一個碳12核和一個粒子，則該粒子(BD)A帶正電，能在磁場中發(fā)生偏轉B在任何方向的磁場中都不會發(fā)生偏轉C電離本領特別強，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：根據電荷數守恒、質量數守恒知，2460，該粒子的電荷數為0；49121，該粒子的質量數為1，為中子不帶電，在磁場中不偏轉故BD正確，AC錯誤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(射線、射線)與物質相互作用，射線的動能被吸收后轉變?yōu)闊崮?，在通過換能器轉化為電能的一種裝置其構造大致是：最外層是由合金制成的保護層，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，放出的射線比射線的貫穿本領弱，所需的屏蔽材料較薄B的半衰期最短，使用壽命最長，放出的射線比射線的貫穿本領弱，所需的屏蔽材料較薄C的半衰期最長，使用壽命最長，放出的射線比射線的貫穿本領弱，所需的屏蔽材料較薄D放射性同位素在發(fā)生衰變時，出現(xiàn)質量虧損，但衰變前后的總質量數不變解析：原子核衰變時，釋放出高速運動的射線，這些射線的能量來自原子核的質量虧損，即質量減小，但質量數不變，D對；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，射線的穿透能力沒有射線強，故較薄的屏蔽材料即可擋住射線的泄漏，C對