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《新新练案系列》高中物理（鲁科版选修3-5）同步练测：第三章 第三节 放射性的应用与防护
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上传时间: 2014-08-16
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第三节 放射性的应用与防护
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.用威耳逊云室探测射线，其中粒子在威耳逊云室中径迹直而粗的是（ ）
A.α粒子 B.β粒子
C.γ粒子 D.以上都不是
2.下列说法中错误的是（ ）
A.威耳逊云室和盖革—米勒计数管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的照片上记录的情况，可以分析粒子的带电、动量、能量等情况
3.如图1所示，为未知的天然放射源，为一张黑纸，为水平放置的一对平行金属板，板间有竖直方向的场强较大的匀强电场，为荧光屏，为固定不动的显微镜筒，整个装置放在真空中实验时，可以从显微镜内观察到荧光屏上闪烁的亮点，如果将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，如果再将黑纸移开，则从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数明显增加.由此可判定放射源发出的射线为（ ）
图1
A.β射线和γ射线
B.α射线和β射线
C.α射线和γ射线
D.α射线和X射线
4.在核反应方程+→ +中，射线所代表的粒子是（ ）
A. B.
C. D.
5.下面列出了一些核反应方程→, +→+Y,+→+Z，其中（ ）
A.X是质子，Y是中子，Z是正电子
B.X是正电子，Y是质子，Z是中子
C.X是中子，Y是正电子，Z是质子
D.X是正电子，Y是中子，Z是质子
6.（广东物理）铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：+→X+ .下列判断正确的是（ ）
A.是质子
B.是中子
C.X是的同位素
D.X是的同位素
7.用盖革—米勒计数器测定某放射源的放射强度为每分钟404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
8.在下列四个方程中、、、各代表某种粒子+→++3，+→+，→+，+→+，以下判断正确的是（ ）
A.是中子 B.是质子
C.是α粒子 D.是氘核
9.（全国Ⅰ）三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核（）.则下面说法正确的是（ ）
A.X核比Z核多一个质子
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3
D.X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍
10.（创新题）“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核（称为母核）俘获一个核外电子，其内部一个质子变为中子，从而变成一个新核（称为子核），并且放出一个中微子的过程.中微子的质量很小，不带电，很难被探测到，人们最早就是通过子核的反冲而间接证明中微子的存在的.一个静止的原子的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子.下面的说法中正确的是（ ）
A.母核的质量数等于子核的质量数[来源:]
B.母核的电荷数大于子核的电荷数
C.子核的动量与中微子的动量相同
D.子核的动能大于中微子的动能
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.γ射线探伤是利用射线的 ，消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电是利用了射线的 ，人造放射性同位素的废料容易处理是因为 .
12.（宁夏理综）天然放射性元素经过次
α衰变和 次β衰变，最后变成铅的同位素 .（填入铅的三种同位素、、中的一种）
三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（10分）在云室中，为什么α粒子显示的径迹直而粗、β粒子显示的径迹细而曲？
14.（10分）1993年，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.制取过程如下：（1）用质子轰出铍靶产生快中子；（2）用快中子轰击汞,反应过程可能有两种：①生成，放出氦原子核；②生成，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.写出上述核反应方程.
15.（14分）（物理与生活）为了临床测定病人血液的体积，可根据磷酸盐在血液中将被红血球所吸收这一事实，向病人体内输入适量含有做示踪原子的血液，先将含有的血液4 cm3分为两等份，其中一份留作标准样品，20 min测量出其放射性强度为10800 s-1；另一份则通过静脉注射进入病人体内，经20 min后，放射性血液分布于全身，再从病人体内抽出血液样品2 cm3，测出其放射性强度为5 s-1,则病人的血液体积为多少？
16.（14分）（物理与科技生活）如图2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1 mm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？
图2
第三节 放射性的应用与防护 答题纸
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11． 12.
三、计算与简答题
13
14.
15
16.
第三节 放射性的应用与防护 参考答案
一、选择题
1.A 解析：α粒子的质量比较大，在空气中飞行时不易改变方向.由于它的电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗，故A正确.β粒子的质量小，跟气体碰撞时易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，而且常常弯曲.γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹.故B、C错误.
2.B 解析：盖革—米勒计数器只能来计数，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.故答案选B.
3.C 解析：要明确α射线、β射线、γ射线的穿透本领、电离本领大小，黑纸B把α射线挡住，如果有β射线，那么在撤去电场后，显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数应该明显增加，而电场对γ射线没有影响，因此含有α射线和γ射线.
4.A 解析：根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒即可推断出为质子（）.
5.D 解析：根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒，可知X为（正电子），Y为（中子），Z为（质子），故D正确.
6. BD 解析：由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X是，故选项C错误，选项D正确；为中子，故选项A错误，选项B正确.
7. AC 解析：因厚纸板能挡住这种射线，知这种射线是穿透能力最差的α射线，选项A正确，B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天后的放射性元素的原子核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.
8. AC 解析：根据电荷数守恒可得、、、的电荷数分别为0、1、2、1，根据质量数守恒可得、、、的质量数分别为1、2、4、1，则、、、分别为中子、氘核、α粒子、质子，故A、C正确.
9. CD 解析：设原子核X的符号为，则原子核Y为，→，+→+，故原子核Z为.
10. AB 解析：“轨道电子俘获”也是放射性同位素衰变的一种形式，设母核为，子核为Y，衰变方程为+→，可知A、B选项正确.新核放出一个中微子的过程，满足动量守恒，子核的动量与中微子的动量大小相等、方向相反，故选项C错误.子核的动能可以表示为，子核的质量大，动能小，故选项D错误.
二、填空题
11.贯穿本领 电离作用 半衰期短
12.8 4 解析：设经次α衰变，质量数守恒，，据电荷数守恒，设经次β衰变，，所以=4，铅的同位素为.
三、计算与简答题
13.因为α粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1 cm路程上能使气体分子产生104对离子.过饱和酒精蒸发凝结在这些离子上，形成很粗的径迹，且由于α粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹较直.β粒子带电荷量少，电离本领较小，在1 cm路程上仅产生几百对离子，且β粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲.
14.制得的过程，可根据每个过程中已知的原子核、粒子，依据电荷数、质量数守恒的原则写出核反应方程.
根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程.如下：
（1）+→+.
（2）①+→+.
②+→+2+.
(3)→+,→.
15. 4 320 cm3 解析：由于标准样品与输入体内的的总量是相等的，因此两者的放射性强度与原子核的总数均是相等的.
设病人血液总体积为 cm3，应有
10 800
解得=4 320 cm3.
16.解析：（1）放射线具有穿透本领，如果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，使之自动地控制题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，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1 mm的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几毫米的铅板，1 mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几厘米的铝板，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.
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