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3、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3686Kr(氪)离子轰击82208Pb(铅),释放出一个中子后,生成了一个新核,关于新核的推断正确的是()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82208Pb+3686Kr01n+118293X,新核质量数为293,质子数为118,中子数为293-118=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,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D4.以下几个原子核反应中,X代表粒子的反应式是()A.24He+49Be612C+XB.90234Th91234Pa+XC.92238U90234Th+XD.1530P1430Si+X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.24He+49Be612C+01n。B.90234Th91234Pa+-10e。C.92238U90234Th+24He。D.1530P1430Si+10e。故选C。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1327Al+11H1428SiB.核反应方程为1327Al+01n1428SiC.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,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子13H+X124He+01n714N+24He817O+X249Be+24He612C+X31224Mg+24He1327Al+X4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,X1为12H,A错;X2为11H,B错;X3为01n,C错;X4为11H,D对。答案D7.一质子束入射到靶核1327Al上,产生核反应:p+1327AlX+n,式中p代表质子,n代表中子,X代表核反应产生的新核。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+27-1=27,所以中子数=27-14=13。答案1413能力提升1.下列说法正确的是()A.用粒子轰击铍核49Be,铍核变为碳核612C,同时放出射线B.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解析根据电荷数和质量数守恒知,用粒子轰击铍核49Be时,产生中子,A错误;射线是原子核内放出的,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.1530P1430Si+XB.92238U90234Th+XC.1327Al+01n1227Mg+XD.1327Al+24He1530P+X解析由质量数守恒和电荷数守恒知,A中X为正电子10e,B中X为24He,C中X为质子11H,D中X为中子01n。C对。答案C3.(多选)有关放射性同位素1530P的下列说法,正确的是()A.1530P与1430X互为同位素B.1530P与其同位素有相同的化学性质C.用1530P制成化合物后它的半衰期变长D.含有1530P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1530P制成化合物后它的半衰期不变,选项C错误。含有1530P的磷肥由于衰变,可记录磷的踪迹,所以选项D正确。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53131I的油,检测地下输油管的漏油情况C.利用2760Co治疗肿瘤等疾病D.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错误。利用含有放射性53131I的油,可以记录油的运动踪迹,可以检查管道是否漏油,所以选项B正确。利用2760Co治疗肿瘤等疾病,利用了射线的穿透能力和高能量,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210138天氡2223.8天锶9028年铀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210B.氡222C.锶90D.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:1327Al+24He1530P+01n,这里的1530P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。(1)写出放射性同位素1530P放出正电子的核反应方程;(2)放射性同位素1530P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,那么正衰变中的正电子从何而来?解析(1)核反应方程为1530P1430Si+10e。(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成一个中子,同时放出正电子,核反应方程为11H01n+10e。答案(1)1530P1430Si+10e(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(49Be)时,会产生一种看不见的、贯穿力极强的不知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152。若该射线中的粒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114。(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)49Be+24He612C+01n(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mv0=mv1+MHvH12mv02=12mv12+12MHvH2解得vH=2mv0m+MH同理得vN=2mv0m+MN由题意知vHvN=152,MNMH=141解得m=MH,即该粒子的质量与氢核(质子)的质量相近,因此这种粒子是中子。答案(1)49Be+24He612C+01n(2)见解析
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