高中物理选修35同步练习试题解析1934高中物理练习试题

1高中物理选修3-5同步练习试题解析探测射线的方法放射性的应用与防护1．关于威耳逊云室的原理，下列说法正确的是()A．往云室加少量酒精，使其达到饱和状态，然后压缩活塞，使其达到过饱和状态B．往云室加少量酒精，使其达到饱和状态，然后外拉活塞，使其达到过饱和状态C．粒子经过时，使酒精蒸气电离，以这些粒子为核心凝结显示出其径迹D．粒子经过时，使沿途的气体分子电离，酒精蒸气以离子为核心凝结，显示其粒子径迹解析：威耳逊云室的原理是，先往云室里加少量酒精，使室内充满酒精的饱和蒸气，然后外拉活塞，气体膨胀、温度降低，酒精蒸气达到过饱和状态。这时如果有粒子飞过，使沿途的气体分子电离，过饱和酒精蒸气会以这些离子为核心凝结，显示粒子径迹，B、D正确。答案：B、D2．用盖革—米勒计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线。10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天解析：α粒子贯穿能力很弱，一张纸就可挡住，放上纸板后，计数器几乎测不到射线，说明是α射线，故A对，B错误；衰变次数与原子核总数成正比，10天后衰变次数为原来的14，说明原子核总数约为原来的14，10天为2个半衰期，即T＝5天，故C对，D错误。答案：A、C3．下列说法中错误的是()A．威耳逊云室和盖革—米勒计数器都是利用了放射线使气体电离的性质B．盖革—米勒计数器除了用来计数，还能区分射线的种类C．用威耳逊云室探测射线时，径迹比较细且常常弯曲的是β粒子的径迹D．根据气泡室中粒子径迹照片上的记录情况，可以分析粒子的动量、能量及带电情况解析：盖革—米勒计数器只能用来计数，不能区分射线的种类，因为不同的射线在盖革—米勒计数器中产生的脉冲现象相同。答案：B4．盖革—米勒计数器可对下列哪种粒子计数()2A．α粒子B．β粒子C．γ粒子D．三种粒子均可解析：盖革—米勒计数器灵敏度很高，可对α、β、γ三种射线计数，只是不能区分它们。答案：D5．对放射性的应用，下列说法正确的是()A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D．对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的解析：放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，但也会对人体的正常细胞有伤害，选项A错；正因为放射线具有伤害作用，选项B、C、D均是正确的。答案：B、C、D6．现代建筑使用的花岗岩石材和家庭装修使用的花岗岩板材中也存在不同程度的放射性，某同学要测定附近建筑材料厂生产的花岗岩板材的放射性辐射是否超标，他选用哪种仪器较好()A．威耳逊云室B．气泡室C．盖革—米勒计数器D．以上三种效果都很好解析：花岗岩板材的放射性都比较弱，用云室、气泡室很难测出，而计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便。答案：C7．下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，论断甲状腺的器质性和功能性疾病解析：利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用。答案：A、B、D8．关于γ射线的产生和性质，下列说法中正确的是()A．γ射线是原子内层电子受激发后产生的，在磁场中它不偏转B．γ射线是由处于激发状态的原子核放射出的光子，它在磁场中不发生偏转C．γ射线的电离本领和穿透本领都很强3D．γ射线的电离本领最弱，穿透本领最强解析：放射性原子核在发生α衰变和β衰变过程中，产生的某些新原子核由于具有过多的能量(此时新核处于激发态)，而辐射出的光子流即γ射线，它具有很强的穿透本领，但电离本领比α射线和β射线的电离本领都弱，因γ射线本身不带电荷，所以γ射线进入磁场中后不会发生偏转。答案：B、D9．如图16－1所示，为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流a，用粒子流a轰击石蜡时，会打出粒子流b，经研究知道()图16－1A．a为中子，b为质子B．a为质子，b为中子C．a为γ射线，b为中子D．a为中子，b为γ射线解析：不可见射线a轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子。答案：A10．潮汐能属于无污染能源，但能量的转化率较低，相比之下，核能是一种高效的能源。(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳(见图16－2a)。结合图16－2b可知，安全壳应当选用的材料是________。图16－2(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后()A．沉入海底B．放至沙漠C．运到月球D．深埋地下(3)图16－2c是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区4域，可以判断工作人员受到何种辐射。当胸章上1mm铝片和3mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光，结合图b分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所有照相底片都被感光时，工作人员受到了________射线的辐射。解析：(1)从图b可以看出，β射线和γ射线穿透能力很强，可以穿透几毫米厚的铅板，但不能穿透混凝土。(2)放射性元素的半衰期长，污染性强，应深埋地下。(3)β射线能穿过铝片，γ射线能穿透铅片。答案：(1)混凝土(2)D(3)β，γ或β和γ11．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2723Al＋42HeX＋10n。下列判断正确的是()A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素解析：根据核反应方程质量数和电荷数守恒可知选项B、D正确。答案：B、D12．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变成Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个个氦(42He)，则下面说法正确的是()A．X核比Z核多一个原子B．X核比Z核少一个中子C．X核的质量数比Z核质量数大3D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍解析：设原子核X的质量数为x，电荷数为y，依题意写出核反应方程，根据质量数守恒和电荷数守恒，可得原子核Y的质量数为x，电荷数为y－1，原子核Z的质量数为x－3，电荷数为y－2。由此可得X核的质子(y)比Z核的质子(y－2)多2个，A错；由此可得X核的中子(x－y)比Z核的中子(x－y－1)多1个，B错；X核的质量数(x)比Z核的质量数(x－3)多3个，C对；X核与Z核的总电荷(2y－2)是Y核电荷(y－1)的2倍，D对。答案：C、D13．2006年，美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过4820Ca(钙48)轰击24998Cf(锎249)发生核反应，成功合成了第118号元素。这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素。实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则粒子x是哪种元素？解析：第118号元素的质量数是48＋249＝297，该元素经3次α衰变后，电荷数减少6，为第112号元素，故x不带电，3个x粒子的质量数为297－282－12＝3，即x粒子的质量5数是1，故x粒子是中子。答案：中子14．带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律。现将一静止的放射性14C放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或β粒子。所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图16－3所示(发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场E垂直，a、b均表示长度)。则：图16－3(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________。(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)。(3)14C的衰变过程是：________________________________________________________________________。(4)简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比。解析：(1)由轨迹知，14C衰变时放出的粒子与反冲核受到的库仑力方向相同，带电性质相同，故放出的是α粒子。(2)由动量守恒定律得，α粒子的动量与反冲核的动量大小相同，粒子质量小，速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②为α粒子轨迹。(3)由电荷数守恒和质量数守恒可得146C→104Be＋42He。(4)由于衰变时动量守恒及Ek＝p22m，得EkαEk反＝m反mα＝52。答案：(1)α粒子(2)②(3)146C→104Be＋42He(4)5:215．云室处在磁感应强度为B的匀强磁场中，一静止的质量为m1的原子核在云室中发生一次α衰变，α粒子的质量为m2，电荷量为q，其运动轨迹在与磁场垂直的平面内，现测得α粒子运动的轨道半径为R，试求在衰变过程中的质量亏损。(注：涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计。)解析：该衰变放出的α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，其轨道半径R与运动速度v的关系，由洛伦兹力和牛顿定律可得qvB＝m2v2R。动量守恒定律是自然界中的普遍规律，对微观粒子相互作用也适用。核衰变过程都遵守动量守恒，衰变过程亏损质量很小，亏损质量忽略不计时得：0＝m2v－(m1－m2)v。在衰变过程中α粒子剩余核的动能都来自于亏损质量6即Δm2c2＝12(m1－m2)v2＋12m2v2，联立解得：Δm2＝m1(qBR)22c2m2(m1－m2)。答案：m1(qBR)22c2m2(m1－m2)