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2019年高中物理 第十九章 原子核 19.3 探測射線的方法 19.4 放射性的應(yīng)用與防護(hù)檢測 新人教版選修3-5 1．(多選)利用威爾遜云室探測射線，下列說法正確的 (　　) A．威耳遜云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時(shí)可顯示出射線運(yùn)動的徑跡 B．威耳遜云室中徑跡直而粗的是α射線 C．威耳遜云室中徑跡細(xì)而彎曲的是γ射線 D．威耳遜云室中顯示粒子徑跡的原因是電離，所以無法由徑跡判斷射線所帶電荷的正負(fù) 【解析】　云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時(shí)把氣體電離，過飽和蒸氣以離子為核心凝結(jié)成霧滴，霧滴沿射線的路線排列，顯示出射線的徑跡，故A選項(xiàng)正確；由于α粒子的電離本領(lǐng)大，貫穿本領(lǐng)小，所以α射線在云室中的徑跡粗而短，即B選項(xiàng)正確，由于γ射線的電離本領(lǐng)很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，而細(xì)長徑跡是β射線的，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；把云室放在磁場中，由射線徑跡的彎曲方向就可以判斷射線所帶電荷的正負(fù)，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤． 【答案】　AB 2．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器對下列哪種粒子計(jì)數(shù)(　　) A．α粒子 B．β粒子 C．γ粒子 D．三種粒子均可 【解析】　蓋革—米勒計(jì)數(shù)器靈敏度很高，可以對α、β、γ三種射線計(jì)數(shù)，只是不能區(qū)分它們，故D項(xiàng)正確． 【答案】　D 3．現(xiàn)代建筑使用的花崗巖石材和家庭裝修使用的花崗巖板材中也存在不同程度的放射性，某同學(xué)要測定附近建筑材料廠生產(chǎn)的花崗巖板材的放射性輻射是否超標(biāo)，他選用哪種儀器較好(　　) A．威爾遜云室 B．氣泡室 C．蓋革—米勒計(jì)數(shù)器 D．以上三種效果都很好 【解析】　花崗巖板材的放射性都比較弱，用云室、氣泡室很難測出，而計(jì)數(shù)器非常靈敏，用它檢測射線十分方便． 【答案】　C 4．美國醫(yī)生用123I對老布什總統(tǒng)診斷，使其很快恢復(fù)健康.123I的特性是(　　) A．半衰期長，并迅速從體內(nèi)清除 B．半衰期長，并緩慢從體內(nèi)清除 C．半衰期短，并迅速從體內(nèi)清除 D．半衰期短，并緩慢從體內(nèi)清除 【解析】　在人體內(nèi)作為示蹤原子應(yīng)該半衰期短，并能迅速從體內(nèi)清除，以減小危害和遺留． 【答案】　C 5．關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用，下列說法中正確的有(　　) A．放射性改變了布料的性質(zhì)使其不再因摩擦而生電，從而達(dá)到消除有害靜電的目的 B．利用γ射線的貫穿性可以為金屬探傷，也能進(jìn)行人體的透視 C．用放射線照射作物種子使其DNA發(fā)生變異，其結(jié)果一定是更優(yōu)秀的品種 D．用γ射線治療腫瘤時(shí)一定要嚴(yán)格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害 【解析】　利用放射線消除有害靜電是利用放射線的電離性，使空氣分子電離成為導(dǎo)體，將靜電泄出．γ射線對人體細(xì)胞傷害太大，不能用來進(jìn)行人體透視．作物種子發(fā)生的DNA突變不一定都是有益的，還要經(jīng)過篩選才能培育出優(yōu)良品種．用γ射線治療腫瘤對人體肯定有副作用，因此要科學(xué)地控制劑量． 【答案】　D 6．下面列出的是一些核反應(yīng)方程：P→Si＋X，Be＋H→B＋Y，He＋He→Li＋Z，其中(　　) A．X是質(zhì)子，Y是中子，Z是正電子 B．X是正電子，Y是質(zhì)子，Z是中子 C．X是中子，Y是正電子，Z是質(zhì)子 D．X是正電子，Y是中子，Z是質(zhì)子 【解析】　依據(jù)核反應(yīng)方程的兩個(gè)基本規(guī)律：質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，即可得出選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 7．完成下列各核反應(yīng)方程 (1)B＋He―→N＋(　　) (2)Be＋(　　)―→C＋n (3)Al＋(　　)―→Mg＋H (4)N＋He→O＋(　　) (5)U―→Th＋(　　) (6)Na＋(　　)―→Na＋H (7)Al＋He→n＋(　　)； P→Si＋(　　) 【答案】　(1)B＋He―→N＋n (2)Be＋He―→C＋n (3)Al＋n―→Mg＋H (4)N＋He→O＋H (5)U―→Th＋He (6)Na＋H―→Na＋H (7)Al＋He→n＋P(磷30放射性同位素) P→Si＋e(正電子) 8．寫出下列原子核人工轉(zhuǎn)變的核反應(yīng)方程． (1)Na(鈉核)俘獲1個(gè)α粒子后放出1個(gè)質(zhì)子； (2)Al(鋁核)俘獲1個(gè)α粒子后放出1個(gè)中子； (3)8O(氧核)俘獲1個(gè)中子后放出1個(gè)質(zhì)子； (4)Si(硅核)俘獲1個(gè)質(zhì)子后放出1個(gè)中子． 【答案】　(1)Na＋He→Mg＋H； (2)Al＋He→P＋n； (3)8O＋n→7N＋H； (4)Si＋H→P＋n. 1. 如右圖所示，X為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和蓋革—米勒計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小；再在L和計(jì)數(shù)器之間再加垂直紙面向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變．則X可能是(　　) A．α和β的混合放射源 B．純α放射源 C．α和γ的混合放射源 D．純γ放射源 【解析】　此題考查運(yùn)用三種射線的性質(zhì)分析問題的能力，正確理解計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率的含義是解決本題的關(guān)鍵．在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上鋁片后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在鋁片和計(jì)數(shù)器之間再加垂直紙面向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)率不變，說明穿過鋁片的粒子中無帶電粒子，故此時(shí)只有γ射線，因此放射源可能是α和γ的混合放射源，正確答案是C. 【答案】　C 2. 如圖所示是原子核人工轉(zhuǎn)變實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，A是α粒子源，F(xiàn)是鋁箔，調(diào)整F的厚度，使得S上剛好沒有閃光，S是熒光屏，在容器中充入氮?dú)夂螅罶上出現(xiàn)閃光，該閃光產(chǎn)生的原因是(　　) A．α粒子射到屏S上產(chǎn)生的 B．α粒子轟擊氮核后產(chǎn)生的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的 C．α粒子轟擊鋁箔F上打出的某種粒子射到屏上產(chǎn)生的 D．粒子源中放出的γ射線射到屏上產(chǎn)生的 【解析】　該實(shí)驗(yàn)的核反應(yīng)方程是N＋He→O＋H 這是原子核的第一次人工轉(zhuǎn)變，世界第一次發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的實(shí)驗(yàn)，而本題出現(xiàn)的閃光是α粒子從氮核里打出的質(zhì)子穿過鋁箔射到屏上產(chǎn)生的． 【答案】　B 3．某校學(xué)生在進(jìn)行社會綜合實(shí)踐活動時(shí)，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見下表)，并總結(jié)出它們的幾種用途. 同位素 放射線 半衰期 同位素 放射線 半衰期 同位素 放射線 半衰期 釙210 α 138天 鍶90 β 28年 鈷60 γ 5年 镅241 β 433天 锝99 γ 6小時(shí) 氡 α 3.8天 根據(jù)上表請你分析判斷下面結(jié)論正確的是(　　) A．塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥后變薄，利用α射線來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻 B．鈷60的半衰期為5年，若取4個(gè)鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個(gè)原子核 C．把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期變短 D．用锝99可以作示蹤原子，用來診斷人體內(nèi)的器官是否正常．方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)要檢查的器官時(shí)，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否 【解析】　因?yàn)棣辽渚€不能穿透薄膜，無法測量薄膜的厚度，所以A不正確；鈷60的半衰期為5年是指大量鈷60原子核因衰變而減少到它原來數(shù)目的一半所需要的時(shí)間，因此，B、C錯(cuò)誤；檢查時(shí)，要在人體外探測到體內(nèi)輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為放射源，D正確． 【答案】　D 4．(多選)一個(gè)質(zhì)子以1.0107 m/s的速度撞一個(gè)靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列判斷正確的是(　　) A．核反應(yīng)方程為Al＋H→Si B．核反應(yīng)方程為Al＋n→Si C．硅原子核速度的數(shù)量級為107 m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致 D．硅原子速度的數(shù)量級為105 m/s 【解析】　由核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項(xiàng)正確、B選項(xiàng)錯(cuò)誤．由動量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級為105 m/s，即D選項(xiàng)正確． 【答案】　AD 5.為了臨床測定病人血液的體積，可根據(jù)磷酸鹽在血液中被紅血球吸收這一事實(shí)，向病人體內(nèi)輸入適量含有P的血液4 cm3分為兩等分，其中一分留作標(biāo)準(zhǔn)樣品，20 min后測量出其放射性強(qiáng)度為10 800 s－1；另一份則通過靜脈注射進(jìn)入病人體內(nèi)，經(jīng)20 min后，放射性血液分布于全身，再從病人體內(nèi)抽出血液樣品2 cm3，測出其放射性強(qiáng)度為5 s－1，則病人的血液體積大約為多少？ 【解析】　由于標(biāo)準(zhǔn)樣品與輸入體內(nèi)的P的總量是相等的，因此兩者的放射性強(qiáng)度與P原子核的總數(shù)均是相等的．設(shè)病人血液總體積為V，應(yīng)有V＝10 800.解得V＝4 320 cm3. 【答案】　4 320 cm3