高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十九章 原子核3 探测射线的方法练习题

这是一份高中物理人教版 (新课标)选修3选修3-5第十九章 原子核3 探测射线的方法练习题，共4页。试卷主要包含了选择题，非选择题等内容，欢迎下载使用。
一、选择题(本题共5小题，每小题6分)
1．有关放射性同位素eq \\al(30,15)P的下列说法，正确的是( )
A．eq \\al(30,15)P与eq \\al(30,14)X互为同位素
B.eq \\al(30,15)P与eq \\al(30,14)X有相同的化学性质
C．用eq \\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期变长
D．含有eq \\al(30,15)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] 同位素应具有相同的质子数，eq \\al(30,15)P和eq \\al(30,14)X不是同位素，不具有相同的化学性质，A、B均错误；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．
[答案] D
2．(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是( )
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．威耳逊云室中径迹直而粗的是α射线
C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ射线
D．威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由威耳逊云室判断射线所带电荷的正负
[解析] 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，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故A正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，故α粒子在云室中的径迹直而粗，即B正确；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，径迹细而弯曲的是β射线，所以C错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故D错误．
[答案] AB
3．(多选)在粒子物理的研究中，可以让粒子通过叫“云室”“气泡室”的装置，以显示它们的径迹，如图所示的是在液氢气泡室中拍摄到的带电粒子的径迹，气泡室中加有匀强磁场．关于粒子的径迹是一对紧绕的螺旋线的说法正确的是( )
A．进入气泡室的是一对带相反电荷的粒子，在同一个磁场中它们所受的洛伦兹力方向相反
B．进入气泡室的粒子的比荷一定不同
C．粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子在运动过程中能量减少
D．粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子的带电荷量越来越少
[解析] 根据粒子进入气泡室后沿相反的方向运动，说明粒子所受的洛伦兹力方向相反，粒子带相反电性的电荷，A正确；由R＝eq \f(mv,qB)知，R不同，因为速度v的大小关系不确定，eq \f(m,q)的大小关系也不确定，即eq \f(m,q)可能相同，B错；因为粒子在运动过程中电荷量不变，但要受到阻力作用，能量减少，速度减小，故半径减小，所以粒子的径迹是螺旋线，C对，D错．
[答案] AC
4．(多选)一个质子以1.0×107 m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．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，则下列说法正确的是( )
A．核反应方程为eq \\al(27,13)Al＋eq \\al(1,1)H→eq \\al(28,14)Si
B．核反应方程为eq \\al(27,13)Al＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(28,14)Si
C．质子撞铝原子核的过程动量守恒
D．硅原子核速度的数量级为107 m/s，方向跟质子的初速度方向一致
[解析] 由核反应中电荷数和质量数守恒可知，A选项正确，B选项错误；由动量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105 m/s，即D选项错误，C选项正确．
[答案] AC
5．(多选)某校学生在进行社会综合实践活动时，收集并列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途．
根据上表分析判断下面结论正确的是( )
A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀
B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核
C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期不变
D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否
[解析] 因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此B错误，C正确；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．
[答案] CD
二、非选择题(共20分)
6．(10分)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eq \\al(202, 78)Pt.制取过程如下：
(1)用质子轰击铍靶eq \\al(9,4)Be产生快中子；
(2)用快中子轰击汞eq \\al(204, 80)Hg，反应过程可能有两种：
①生成eq \\al(202, 78)Pt，放出氦原子核；
②生成eq \\al(202, 78)Pt，放出质子、中子；
(3)生成的eq \\al(202, 78)Pt发生两次β衰变，变成稳定的原子核汞eq \\al(202, 80)Hg.
写出上述核反应方程式．
[解析] 根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．
(1)eq \\al(9,4)Be＋eq \\al(1,1)H→eq \\al(9,5)B＋eq \\al(1,0)n.
(2)①eq \\al(204, 80)Hg＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(202, 78)Pt＋eq \\al(3,2)He；
②eq \\al(204, 80)Hg＋eq \\al(1,0)n→eq \\al(202, 78)Pt＋2eq \\al(1,1)H＋eq \\al(1,0)n.
(3)eq \\al(202, 78)Pt→eq \\al(202, 79)Au＋eq \\al( 0,－1)e；
eq \\al(202, 79)Au→eq \\al(202, 80)Hg＋eq \\al( 0,－1)e.
[答案] 见解析
7．(10分)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eq \\al(60,27)C的衰变来验证，其核反应方程是eq \\al(60,27)C→eq \\al(A,Z)Ni＋eq \\al( 0,－1)e＋eq \x\t(ν)e.其中eq \x\t(ν)e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eq \\al(A,Z)Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．
(2)在衰变前eq \\al(60,27)C核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和eq \\al( 0,－1)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eq \\al( 0,－1)e，那么衰变过程将违背________守恒定律．
(3)eq \\al(60,27)C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________，从而产生可遗传的变异．
[解析] (1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：eq \\al(60,27)C→eq \\al(60,28)Ni＋eq \\al( 0,－1)e＋
eq \x\t(ν)e，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eq \\al( 0,－1)e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和eq \\al( 0,－1)e，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．
[答案] (1)60 28 (2)动量 (3)基因突变
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
同位素
放射线
半衰期
钋210
α
138天
锶90
β
28年
钴60
γ
5年
镅241
β
433天
锝99
γ
6小时
氡
α
3.8天