2020学年高中物理 19.3-19.4探测射线的方法 放射性的应用与防护

2020学年高中物理 19.3-19.4探测射线的方法 放射性的应用与防护

‎19.3-19.4探测射线的方法 放射性的应用与防护 ‎ ‎【小题达标练】‎ 一、选择题 ‎1.用α粒子照射充氮的云室,得到如图所示的照片,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 ‎【解析】选D。α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。‎ ‎2.(2020·广州高二检测)以下几个核反应方程,粒子X代表中子的方程 是　(　　)‎ ‎【解析】选B。由核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出选项B正确。‎ ‎【互动探究】这个题D项中的X代表什么粒子?‎ ‎【解析】由核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒可以得出D项中的X代表电子。‎ 答案:电子 ‎3.(多选)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　(　　)‎ 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】选A、D。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;γ射线能量很大,可以杀菌,延长水果的保存期,对肿瘤细胞有很强的杀伤作用,故A、D正确。‎ ‎【补偿训练】下列说法正确的是　(　　)‎ A.用α粒子轰击铍核Be,铍核变为碳核C,同时放出β射线 B.β射线是由原子核外电子受到激发而产生的 C.γ射线是波长很短的电磁波,它的贯穿能力很强 D.利用γ射线的电离作用,可消除机器运转时产生的静电 ‎【解析】选C。根据电荷数和质量数守恒知,用α粒子轰击铍核Be时,产生中子,A错误;β射线是原子核内放出的,B错误;γ射线是波长很短的电磁波,它的贯穿能力很强,但电离能力很弱,无法利用其电离作用消除静电,C正确、D错误。‎ ‎4.(多选)(2020·东城区高二检测)关于放射性同位素,以下说法正确的 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】选A、B。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。大部分放射性同位素都是人工转变后获得的,选项C、D错误。‎ ‎5.用中子轰击铝27,产生钠24和X粒子,钠24具有放射性,它衰变后生成镁24,则X粒子和钠的衰变过程分别是　(　　)‎ A.质子,α衰变 B.电子,α衰变 C.α粒子,β衰变 D.正电子,β衰变 ‎【解析】选C。根据核反应方程的质量数和电荷数守恒可知X粒子的电荷数为2‎ ‎,质量数为4,所以X为α粒子,钠24衰变后生成镁24,质量数不变,所以只能是β衰变,故只有C正确。‎ ‎6.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122 B.其质量数为294‎ C.其原子序数为118 D.其中子数为90‎ ‎【解题指南】解答本题应首先确定这是一个人工核反应,根据电荷数、质量数守恒写出核反应方程,然后根据原子核的组成确定质量数、质子数、中子数等。‎ ‎【解析】选C。核反应方程为PbKrnX,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。‎ ‎7.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210‎ α ‎138天 氡222‎ β ‎3.8天 锶90‎ β ‎28年 铀238‎ α、β、γ ‎4.5×109年 某塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄,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　(　　)‎ A.钋210　　　B.氡‎222　‎　　C.锶90　　　D.铀238‎ ‎【解析】选C。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。‎ ‎【易错提醒】解答本题的两个易错点:‎ ‎(1)忽略了α射线的穿透能力,又认为半衰期比较合适,从而错选A。‎ ‎(2)在穿透能力上选对了β射线,但没有注意到3.8天的半衰期对于工业生产时间太短了,从而错选B。‎ 二、非选择题 ‎8.在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子,分别填在下列核反应式的横线上。‎ ‎(1UTh+　　　　　　;‎ ‎(2BeHeC+　　　　;‎ ‎(3ThPa+　　　　　;‎ ‎(4PSi+　　　　　　;‎ ‎(5U+　　　 SrXe+1n;‎ ‎(6NHeO+　　　　。‎ ‎【解析】在核反应过程中,遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律。对参与反应的所有基本粒子采用左下角(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。如(1)电荷数为92-90=2,质量数为238-234=4,由此可知为α粒子He),同理确定其他粒子分别为:中子n),电子e),正电子e),中子n),质子H)。‎ 答案:(1He　(2n　(3e　(4e　(5n　(6H ‎【补偿训练】完成下列核反应方程,并指出其中　　　　是发现质子的核反应方程,　　　　是发现中子的核反应方程。‎ ‎(1NnC+　　　　‎ ‎(2NHeO+　　　‎ ‎(3Bn　　　 He ‎(4BeHe　　　 n ‎(5FeHCo+　　　‎ ‎【解析】(1NnCH ‎(2NHeOH ‎(3BnLiHe ‎(4BeHeCn ‎(5FeHCon 其中发现质子的核反应方程是(2)。‎ 发现中子的核反应方程是(4)。‎ 答案:见解析 ‎9.(2020·南京高二检测)如图所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。‎ ‎(1)请简述自动控制的原理。‎ ‎(2)如果工厂生产的是厚度为‎2mm的铝板,在α、β和γ三种射线中,哪一种对铝板的厚度控制起主要作用?为什么?‎ ‎【解析】(1)放射线具有穿透本领,如果向前移动的铝板的厚度有变化,则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化,将这种变化转变为电信号输入到相应的装置,使之自动地控制图中右侧的两个轮间的距离,达到自动控制铝板厚度的目的。‎ ‎(2)β射线起主要作用,因为α射线的贯穿本领很小,穿不过2毫米的铝板;γ射线的贯穿本领很强,能穿过几厘米的铅板,2毫米左右的铝板厚度发生变化时,透过铝板的γ射线强度几乎不发生变化;β射线的贯穿本领较强,能穿过几毫米厚的铝板,当铝板厚度发生变化时,透过铝板的β射线强度变化较大,探测器可明显地反映出这种变化,使自动化系统做出相应的反应。‎ 答案:见解析 ‎【总结提升】放射性技术的应用问题 ‎(1)弄清各种射线的特性,确定应用射线的哪种特性,如穿透本领、电离本领等。‎ ‎(2)对于半衰期不同的放射性元素,要根据实际需要来确定半衰期的长短,半衰期太长或太短都不适用。‎ ‎【大题提升练】‎ ‎1.(1)如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图,图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图,请问图乙中的检查是利用了哪种射线　(　　)‎ A.α射线　　B.β射线　　C.γ射线　　D.三种射线都可以 ‎(2)中国科学院上海原子核研究所制得一种新的铂元素的同位素铂,制取过程如下:‎ ‎①用质子轰击铍Be产生快中子;②用快中子轰击汞,反应过程有两种可能:a.生成铂,并放出α粒子;b.生成铂,同时放出质子、中子;③生成的铂发生两次衰变,变成稳定的原子核汞,写出上述所有的核反应方程。‎ ‎【解析】(1)选C。由题图甲可知,γ射线的穿透性最强,且能穿透钢板,其他两种射线不能穿透钢板,故选C。‎ ‎(2)根据质量数守恒、电荷数守恒,确定新生原子核的电荷数和质量数,然后写出核反应方程,如下:‎ BeHBn ‎②a. n→He b.n→+Hn ‎③→, →‎ 答案:(1)C　(2)见解析 ‎2.(1)(多选)关于放射性的应用与防护,下列说法正确的是(　　)‎ A.通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素 B.在人工核反应过程中,质量守恒 C.利用示踪原子可以研究生物大分子的结构 D.人类一直生活在放射性的环境中 E.射线对人体没有破坏作用 ‎(2)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粒子是　　　y粒子是　　　。‎ ‎【解析】(1)选A、C、D。通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素,A项正确;在人工核反应过程中,质量数守恒,B项错;利用示踪原子可以研究生物大分子的结构,C项正确;人类一直生活在放射性的环境中,地球上的每个角落都有射线,D项正确;只有在安全剂量之内的射线才对人体没有破坏作用,E项错。‎ ‎(2)这两核反应方程分别是即x和y粒子分别是中子和正电子。‎ 答案:(1)A、C、D　(2)中子　正电子 ‎【补偿训练】(多选)有关放射性同位素P的下列说法,正确的是　(　　)‎ AP与X互为同位素 BP与其同位素有相同的化学性质 C.用P制成化合物后它的半衰期变长 D.含有P的磷肥释放正电子,可用作示踪原子,观察磷肥对植物的影响 ‎【解析】选B、D。同位素应具有相同的质子数,故A错;同位素具有相同的化学性质,B对;元素的半衰期与其所处的状态无关,C错;放射性同位素可作为示踪原子,故D对。 ‎