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1、13、4 探测射线的方法 放射性的应用与防护基础巩固1.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 8636 20882确的是( )A.其质子数为 122B.其质量数为 294C.其原子序数为 118D.其中子数为 90解析 核反应方程为 Pb Kr X,新核质量数为 293,质子数为 118,中子数为 293- 20882 +8636 10n+293118118=175。故正确选项为 C。答案 C2.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

2、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 射线B.放射源射出的是 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 由厚纸板能挡住这种射线,知这种射线是穿透能力最差的 射线,选项 A、B 均错误;因放射性元素原子核个数与单位时间内衰变的次数成正比,10 天后测出放射强度为原来的四分之一,说明 10天后放射性元素的原子核个数只有原来的四分之一,由半衰期公式知已经过了两个半衰期,故半衰期是 5 天。答案 C3.用 粒子照射充氮的云室,摄得如所示的照片,下列说法正确的是 ( )A.A 是 粒子的径迹,

3、 B 是质子的径迹, C 是新核的径迹B.B 是 粒子的径迹, A 是质子的径迹, C 是新核的径迹C.C 是 粒子的径迹, A 是质子的径迹, B 是新核的径迹D.B 是 粒子的径迹, C 是质子的径迹, A 是新核的径迹解析 粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是 粒子,所以 B 是 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 是新核的径迹,质子电离作用弱一些,贯穿能力强,所以细而长的径迹是质子的径迹,所以正确选项为 D。答案 D24.以下几个原子核反应中,X 代表 粒子的反应式是( )A He Be C+X.42 +94 126B Th Pa+X.23490

4、23491C Th+X.23892U 23490D Si+X.3015P 3014解析 核反应方程遵循质量数守恒和电荷数守恒,故各核反应方程补充完整应为:A He Be.42 +94n。B Th Pa e。C Th He。D P Si e。故选 C。 126C+10 .23490 23491 + 0-1 .23892U 23490 +42 .3015 3014 +01答案 C5.一个质子以 1.0107 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,则下列判断正确的是( )A.核反应方程为 Al Si

5、2713 +11H 2814B.核反应方程为 Al Si 2713 +10n 2814C.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D.硅原子核速度的数量级为 105 m/s,方向跟质子的初速度方向相反解析 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,方向和质子的初速度方向相同,故 C、D 选项错误。答案 A6.在下列四个核反应方程中,X 1、X 2、X 3和 X4各代表某种粒子H+X1 He n He O+X2 31 42 +10 147N+42 178Be He C+X3 Mg He Al+X

6、4 94 +42 126 2412 +42 2713则以下判断中正确的是( )A.X1是质子 B.X2是中子 C.X3是电子 D.X4是质子解析 根据核反应的质量数和电荷数守恒知,X 1为 H,A 错;X 2为 H,B 错;X 3为 n,C 错;X 4为 21 11 10H,D 对。 11答案 D7.一质子束入射到靶核 Al 上,产生核反应:p AlX+n,式中 p 代表质子,n 代表中子,X 代表 2713 +2713核反应产生的新核。由反应式可知,新核 X 的质子数为 ,中子数为 。 解析 根据核反应过程电荷数守恒和质量数守恒,新核 X 的质子数为 1+13-0=14,质量数为 1+27-

7、1=27,所以中子数 =27-14=13。答案 14 13能力提升1.下列说法正确的是( )A.用 粒子轰击铍核 Be,铍核变为碳核 C,同时放出 射线 94 126B. 射线是由原子核外电子受到激发而产生的C. 射线是波长很短的电磁波,它的贯穿能力很强D.利用 射线的电离作用,可消除机器运转时产生的静电3解析 根据电荷数和质量数守恒知,用 粒子轰击铍核 Be 时,产生中子,A 错误; 射线是原子核 94内放出的,B 错误; 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。答案 C2.在下列 4 个核反应方程中,X 表示质子的是( )A

8、 Si+X.3015P 3014B Th+X.23892U 23490C Al Mg+X.2713 +10n 2712D Al He P+X.2713 +42 3015解析 由质量数守恒和电荷数守恒知,A 中 X 为正电子 e,B 中 X 为 He,C 中 X 为质子 H,D 中 X 01 42 11为中子 n。C 对。 10答案 C3.(多选)有关放射性同位素 P 的下列说法,正确的是( ) 3015A. P 与 X 互为同位素 3015 3014B P 与其同位素有相同的化学性质.3015C.用 P 制成化合物后它的半衰期变长 3015D.含有 P 的磷肥释放正电子,可用作示踪原子,观察磷

9、肥对植物的影响 3015解析 同位素有相同的质子数,所以选项 A 错误。同位素有相同的化学性质,所以选项 B 正确。半衰期与元素属于化合物或单质没有关系,所以 P 制成化合物后它的半衰期不变,选项 C 错误。含有 3015P 的磷肥由于衰变,可记录磷的踪迹,所以选项 D 正确。 3015答案 BD4.(多选)下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是 ( )A.射线探伤仪B.利用含有放射性 I 的油,检测地下输油管的漏油情况 13153C.利用 Co 治疗肿瘤等疾病 6027D.把含有放射性元素的肥料施给农作物,用以检测确定农作物吸收养分的规律解析 射线探伤仪利用了射线的穿透能力,所以选项 A

10、错误。利用含有放射性 I 的油,可以记录油 13153的运动踪迹,可以检查管道是否漏油,所以选项 B 正确。利用 Co 治疗肿瘤等疾病,利用了射线的 6027穿透能力和高能量,所以选项 C 错误。把含有放射性元素的肥料施给农作物,可以记录放射性元素的踪迹,用以检测确定农作物吸收养分的规律,所以选项 D 正确。答案 BD5.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210 138 天氡222 3.8 天锶90 28 年4铀238、4.5109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

11、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 要测定聚乙烯薄膜的厚度,则要求射线可以穿透薄膜,因此 射线不合适;另外,射线穿透作用还要受薄膜厚度影响, 射线穿透作用最强,薄膜厚度不会影响 射线穿透,所以只能选用 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。答案 C6.1934 年,约里奥居里夫妇在用 粒子轰击铝箔时,除了测到预料中的中子外,还探测到了正电子。正电子的质量跟电子的质量相同,带一个单位的正电荷,跟电子的电性正好相反,是电子的反粒子。更意外的是,拿走 放射源

12、以后,铝箔虽不再发射中子,但仍然继续发射正电子,而且这种放射性也有一定的半衰期。原来,铝箔被 粒子击中后发生了如下反应 Al He n,这里:2713 +42 3015P+10的 P 就是一种人工放射性同位素,正电子就是它衰变过程中放射出来的。 3015(1)写出放射性同位素 P 放出正电子的核反应方程; 3015(2)放射性同位素 P 放出正电子的衰变称为正 衰变,我们知道原子核内只有中子和质子,那么 3015正 衰变中的正电子从何而来?解析 (1)核反应方程为 Si e。 3015P 3014 + 0+1(2)原子核内只有质子和中子,没有电子,也没有正电子,正 衰变是原子核内的一个质子转换

13、成一个中子,同时放出正电子,核反应方程为 e。 11H 10n+ 0+1答案 (1 Si e)3015P 3014 + 0+1(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出的7.1930 年发现,在真空条件下用 射线轰击铍 Be)时,会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知(94名射线的另一种粒子。经过研究发现,这种不知名射线具有如下的特点: 在任意方向的磁场中均不发生偏转; 这种射线的速度小于光速的十分之一; 用它轰击含有氢核的物质,可以把氢核打出来;用它轰击含有氮核的物质,可以把氮核打出来,并且被打出的氢核的最大速度 vH和被打出的氮核的最大速度 vN之比近似等于 15 2。若该射线中的粒

14、子均具有相同的能量,与氢核和氮核碰前氢核和氮核可以认为静止,碰撞过程中没有机械能的损失。已知氢核的质量 MH与氮核的质量 MN之比等于 1 14。(1)写出 射线轰击铍核的核反应方程;(2)试根据上面所述的各种情况,通过具体分析说明该射线是不带电的,但不是 射线,而是由中子组成的。解析 (1 Be He n)94 +42 126C+10(2)由 可知,该射线在任何方向的磁场中均不发生偏转,因此该射线不带电。由 可知,该射线速度小于光速,所以它不是 射线。由 可知,由于碰撞中无机械能损失,当被打出的氢核和氮核的速度为最大值时,表明它们发生的是弹性正碰。设该粒子的质量为 m,碰撞前速度为 v0,与氢核碰撞后速度为 v1,与氮核碰撞后速度为 v2,则有5mv0=mv1+MHvH MH 解得 vH= 同理得 vN=12mv02=12mv12+12vH2 2mv0m+MH 2mv0m+MN由题意知 解得 m=MH,即该粒子的质量与氢核(质子)的质量相近,因此这种粒子vHvN=152,MNMH=141是中子。答案 (1 Be He n (2)见解析)94 +42 126C+10