人教版物理高二选修3-5 19.3探测射线的方法同步训练

高中物理选修3-5习题精选第十九章原子核第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护一、选择题（本题共15小题，每小题5分.共55分,在每小题给出的四个选项中，第1-7题为单选题，第8-11题为多选题。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）。

1.关于放射性同位素,以下说法正确的是( )A.放射性同位素与放射性元素I不同,具有不同的半衰期B.放射性同位素衰变可生成另一种新元素C.放射性同位素只能是天然衰变时产生的,不能用人工方法制得D.以上说法均不对2.放射性元素钋Po发生衰变时,会产生He和一种未知粒子,并放出γ射线,其核反应方程为Po X He+γ.下列说法正确的是 ()A.这种核反应叫β衰变He的穿透能力比γ射线强B.核反应方程Po X He+γ中的y=206,X的中子数为124C.半衰期表示放射性元素衰变的快慢,它和外界的温度、压强有关D.核衰变时放出的射线都是由带电粒子组成的3.计数器是一种探测射线的仪器,如图,X为未知放射源,它向右方发射放射线.放射线首先通过一块薄铝箔P(厚度约为1mm),并经过一个强磁场区域后到达计数器,计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的.现将强磁场移开,计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变,然后将薄铝箔P 移开,则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升.据此可以判定X为()A.纯β放射源B.纯γ放射源C.α和γ的混合放射源D.α和β的混合放射源4.如图(甲)是α,β,γ三种射线穿透能力的示意图,图(乙)是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图,请问图(乙)中的检查是利用了哪种射线( ) A.α射线 B.β射线C.γ射线D.三种射线都可以5.以下是物理学史上3个著名的核反应方程,x,y和z是3种不同的粒子,其中z 是( ) x Li→2y y N→x O y Be→z CA.α粒子B.质子C.中子D.电子6.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.元素射线半衰期元素射线半衰期钋210 α138天锶90 β28年氡222 β 3.8天铀238 α,β,γ 4.5×109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2387.放射性同位素在技术上有很多应用,不同的放射源可用于不同的目的.如表列出了一些放射性同位素的半衰期和可利用的射线.使放射源和探测器间隔很小一段距离,若它们之间空气中烟尘浓度大于某一设定的临界值,探测器探测到的射线强度比正常情况下小得多,从而可以通过自动控制装置触发警铃,预防火灾.则该装置中的放射源可选用表中的哪一种( )放射性同位素Po Am Sr Tc 放射线ααβγ半衰期138天433天28年6小时A PoB AmC SrD Tc8.(多选)下述关于放射性的探测说法正确的是( )A.气泡室探测射线的原理与云室探测射线原理类似B.由气泡室内射线径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C.盖革米勒计数器探测射线的原理中利用射线的电离本领D.盖革米勒计数器不仅能计数,还能用来分析射线的性质9.(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用.下列选项中,属于γ射线的应用的是( )A.医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B.机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C.铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D.用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期10.(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清晰的是α射线C.威耳逊云室中径迹细而直的是γ射线D.威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离,所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负11. (多选)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天二、填空题。

高中物理学习材料桑水制作第三节探测射线的方法第四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，A为未知的天然放射源，B为一张黑纸，C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，D为荧光屏，F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B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A发出的射线为（）图1A.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He24+N714→O817 +X 中，X射线所代表的粒子是（）A.H11 B.H12C.H13 D.n15.下面列出了一些核反应方程P1530→Si1430+X,Be49+H12→B510+Y,He24+He24→Li37+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：Al1327+He24→X+ n1.下列判断正确的是（）A.n01是质子B.n01是中子C.X是Si1428的同位素D.X是P1531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X 1、X 2、X 3、X 4各代表某种粒子U 92235+n 01→Sr 3895+Xe 54138+3X 1，H 12+X 2→He 23+n 01，U 92238→Th 90234+X 3， Mg 1224+He 24→Al 1327+X 4，以下判断正确的是（ ）A. X 1是中子B. X 2是质子C. X 3是α粒子D. X 4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（He 24）.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3D.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 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Pu 94239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Pb 82206、Pb 82207、Pb 82208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Pt 78202.制取过程如下：（1）用质子轰出铍靶Be 49产生快中子；（2）用快中子轰击汞Hg 80204,反应过程可能有两种：①生成Pt 78202，放出氦原子核；②生成Pt 78202，同时放出质子、中子. (3)生成的铂Pt 78202发生两次衰变，变成稳定的原子核汞Hg 80202.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P1532做示踪原子的血液，先将含有P1532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第三节探测射线的方法第四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 探测射线的方法第四节 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X 为质子（H 11）.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e 10（正电子），Y 为n 01（中子），Z 为H 11（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P 1530，故选项C 错误，选项D 正确；n 01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X 1、X 2、X 3、X 4的电荷数分别为0、1、2、1，根据质量数守恒可得X 1、X 2、X 3、X 4的质量数分别为1、2、4、1，则X 1、X 2、X 3、X 4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X b a ，则原子核Y 为Y b−1a ，X b a →Y b−1a +e 10，H 11+Y b−1a →He 24+Z b−2a−3，故原子核Z 为Z b−2a−3.10. 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X A Z，子核为Y ，衰变方程为X A Z +e −10→Y Z−1A ，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E k =p 22m ，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 4Pb 82207 解析：设经m 次α衰变，质量数守恒239−207=4m ，m =8，据电荷数守恒，设经n 次β衰变，94−82=2m −n ，所以n =4，铅的同位素为Pb 82207.三、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Pt 78202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）Be 49+H 11→B 59+n 01. （2）①Hg 80204+n 01→Pt 78202+H 23e . ②Hg 80204+n 01→Pt 78202+2H 11+n 01.(3) Pt 78202→Au 79202+e −10, Au 79202→Hg 80202+e −10.15. 4 320 cm 3解析：由于标准样品与输入体内的P 1532的总量是相等的，因此两者的放射性强度与P 1532原子核的总数均是相等的.设病人血液总体积为V cm 3，应有V 2×5=10 800解得V =4 320 cm 3. 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.。

第3节探测射线的方法作业一、选择题：1．关于气泡室，下列说法错误的是( )A．气泡室里装的是液体B．气泡室的Ⅰ作原理是刚开始压强很大，以后压强突然降低，液体沸点变低，粒子通过液体时在它周围有气泡生成C．气泡室的原理同云室相似D．粒子在气泡室中运行轨迹可用分析带电粒子动能等情况，不能用分析动量答案：D解析：根据气泡室的工作原理可知A、B、C三选项正确。

把气泡室放在磁场中，粒子在洛伦兹力的作用下径迹为曲线，根据照片可分析粒子的带电情况、动量和能量，故D选项是错误的说法。

2．下列关于盖革—米勒计数器的说法错误的是( )A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线的电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200μs的两个粒子答案：B解析：根据盖革—米勒计数器的计数原理可知，当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极，正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数。

选项A、C正确，B错误；两个射的粒子如果时间间隔小于200μs，计数器不能区分，故选项D正确。

3．利用威耳逊云室探测射线时能观察到细长而弯曲的径迹，则下列说法正确的是( )A．可知有α射线射入云室中B．可知有β射线射入云室中C．观察到的是射线粒子的运动D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴答案：BD解析：观察到的威耳逊云室中存在的细长而弯曲的径迹，是β射线的径迹，A项错而B项正确；射线粒子的运动用肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，D项正确。

4.用α粒子照射充氮的云室，摄得如图所示的照片，下列说法中正确的是( )A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹答案：D解析：α粒子轰击氮的核反应方程为42He＋147N→148O＋11H入射的是α粒子，所以B是α粒子产生的径迹。

第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护1．探测射线的理论根据(1)放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和的蒸气会产生______，过热液体会产生______．(2)放射线中的粒子会使照相乳胶______．(3)放射线中的粒子会使荧光物质产生______．2．探测射线的仪器(1)威耳逊云室①原理：粒子在云室内气体中飞过，使沿途的气体分子______，________酒精蒸气就会以这些离子为核心凝结成雾滴，于是显示出射线的径迹．(2)气泡室：气泡室的原理同云室的原理类似，所不同的是气泡室里装的是______，例如________．粒子通过______液体时，在它的周围产生______而形成粒子的径迹．(3)盖革－米勒计数器G－M计数器非常灵敏，用它检测射线十分方便．因为不同的射线产生的脉冲现象______，因此只能用来计数，不能区分射线的______．3．核反应及放射性同位素(1)核反应：原子核在________的轰击下产生________的过程．(2)核反应的规律：在核反应中，________守恒、__________守恒，还遵守动量守恒．(3)原子核的人工转变：原子核在某些粒子的轰击下生成新的原子核，这种核反应称为人工转变．①发现质子：________用α粒子轰击氮原子核，发现质子的核反应是第一次实现原子核的人工转变．14 7N＋42He→178O＋________.②中子的发现：__________用α粒子轰击铍原子核发现了中子，94Be＋42He→＋126C________.【概念规律练】知识点一探测放射线的方法1．关于威耳逊云室探测射线，下述正确的是()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清晰的是α射线C．威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线D．威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负2．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，径迹直而清晰的是α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、能量等情况知识点二核反应3．完成下列各核反应方程．A.10 5B＋42He→13 7N＋________B.94Be＋________→12 6C＋10nC.14 7N＋42He→17 8O＋________D.2311Na＋________→2411Na＋11HB＋Y，42He＋42He→73Li＋Z，其4．下面列出了一些核反应方程3015P→3014Si＋X，94Be＋21H→105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是质子知识点三放射性的应用与防护5．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是()A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B．作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质6．关于放射性同位素应用的下列说法中正确的有()A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害【方法技巧练】核反应方程的书写方法O＋x中，x射线所代表的粒子是()7．在核反应方程42He＋147N→178A.11HB.21HC.31HD.10n8．1993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202 78Pt.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞204 80Hg，反应过程可能有两种：①生成202 78Pt，放出氦原子核，②生成202 78 Pt，放出质子和中子；(3)生成的铂202 78Pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞202 80Hg.写出上述核反应方程．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清晰的是()A．α粒子B．β粒子C．γ粒子D．以上都不是2．利用威耳逊云室探测射线时能观察到又短又粗而且弯曲的径迹，则下列说法正确的是()A．可知有α射线射入云室中B．可知有β射线射入云室中C．观察到的是射线粒子的运动D．观察到的是射线粒子运动路径上的酒精雾滴3．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P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4．关于同位素的下列说法中，正确的是()A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同C．同位素都具有放射性D．互称同位素的原子含有相同的质子数5．关于放射性同位素，以下说法正确的是()A．放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生，不能用人工方法制得D．以上说法均不对6．放射性同位素被用做示踪原子，主要是因为()A．放射性同位素不改变其化学性质B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造7．铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He→X＋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8．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α射线、β射线、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是()A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的C．γ射线一般伴随着α射线或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了49．人们常用示踪原子来研究物质组成的规律，包括对人体组织的研究，对人体疾病研究时所用的示踪原子应当选用()A．半衰期长的放射性同位素B．半衰期短的放射性同位素C．放射性强的天然放射性元素D．不发生衰变的同位素10．如图1中分别表示α射线、β射线、γ射线的威耳逊云室中的径迹，其中表示α射线的径迹是()图1A．a B．bC．c D．不确定11．在下列四个方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子23592U＋10n―→9538Sr＋13854Xe＋3X12 1H＋X2→32He＋10n，23892U―→23490Th＋X32412Mg＋42He―→2713Al＋X4以下判断正确的是()A．X1是中子B．X2是质子C．X3是α粒子D．X4是氘核题号1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 答案图212．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？第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护课前预习练1．(1)雾滴气泡(2)感光(3)荧光2．(1)①电离过饱和②直而清晰又细又直又短又粗弯曲的看不到(2)液体液态氢过热气泡(3)相同种类3．(1)其他粒子新原子核(2)质量数电荷数(3)①卢瑟福11H②查德威克10n课堂探究练1．AB[云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把周围气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故A选项正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹直而清晰，B选项正确；由于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，所以C选项错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，所以D选项错误．] 2．B[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．A.10n B.42He C.11H D.21H4．D[根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒，可知X为01e(正电子)，Y为10n(中子)，Z为11H(质子)，故D正确．]5．BC[根据放射性的性质分析放射性的应用．作为示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点，利用γ射线探伤是利用了γ射线的贯穿能力强的性质，正确选项为B、C.]6．D[利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离性，使空气分子电离成为导体，将静电泄出．γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视．作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优秀品种．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，本题选D.]7．A[根据核反应方程中电荷数守恒、质量数守恒即可推断出x为质子(11H)．]8．见解析解析根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程．上述核反应方程如下：(1)94Be＋11H→95B＋10n(2)①204 80Hg＋10n→202 78Pt＋32He②204 80Hg＋10n→202 78Pt＋211H＋10n(3)202 78Pt→202 79Au＋0－1e202Au→202 80Hg＋0－1e79方法总结不管是原子核的衰变，还是原子核的人工转变，都遵守质量数、电荷数守恒的规律．另外还要注意：(1)中间用箭头，不能写成等号．(2)核反应依事实写，不能杜撰．课后巩固练1．A[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清晰，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，高速β粒子的径迹又细又直，低速β粒子的径迹又短又粗而且是弯曲的．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．BD[因为观察到威耳逊云室中又短又粗而且弯曲的径迹，是β射线的径迹，故A错、B对；射线粒子的运动用肉眼是观察不到的，观察到的是酒精的过饱和蒸气在射线粒子运动路径上形成的雾滴，D对，故选B、D.]3．BD4．AD[质子数相同、中子数不同的原子核互称同位素，由于它们的原子序数相同，因此在元素周期表中的位置相同．虽然核电荷数相同，但由于中子数不同，因此物理性质不同．一种元素的同位素不都具有放射性，其中具有放射性的同位素叫放射性同位素．] 5．AB[放射性同位素也具有放射性，半衰期不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原子核，选项A、B正确．大部分放射性同位素都是人工转变后获得的．C、D错误．] 6．ABC[放射性同位素用做示踪原子，主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处理，因此选项A、B、C正确，选项D不正确．]7．BD[由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知，X是3015P，故选项C错误，选项D 正确；10n为中子，故选项A错误，选项B正确．]8．BC[半衰期是大量原子核衰变的统计规律，A错；α衰变时，质量数减少4，质子数减少2，中子数减少2，D错．]9．B[半衰期短的同位素不易对人体造成长期的放射性损害，故选B.]10．A11．AC[根据电荷数守恒可得X1、X2、X3、X4的电荷数分别为0、1、2、1，根据质量数守恒可得X1、X2、X3、X4的质量数分别为1、2、4、1，则X1、X2、X3、X4分别为中子、氘核、α粒子、质子，故A、C正确．]12．见解析解析(1)放射线具有穿透本领，如果向前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α射线的贯穿本领很弱，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1 mm 厚的铝板．γ射线的贯穿本领很强，能穿透几厘米厚的铅板，1 mm厚的铝板基本不影响γ射线的强弱，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度发生变化，而穿过铝板的γ射线强度几乎不变．故对控制铝板厚度起主要作用的是β射线．。

19.3-19.4探测射线的方法放射性的应用与防护【小题达标练】一、选择题1.用α粒子照射充氮的云室,得到如图所示的照片,下列说法中正确的是( )A.A是α粒子的径迹,B是质子的径迹,C是新核的径迹B.B是α粒子的径迹,A是质子的径迹,C是新核的径迹C.C是α粒子的径迹,A是质子的径迹,B是新核的径迹D.B是α粒子的径迹,C是质子的径迹,A是新核的径迹【解析】选D。

α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子,入射的是α粒子,所以B 是α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是新核径迹,质子电离作用弱一些,贯穿作用强,所以细而长的径迹是质子的径迹,所以正确选项为D。

2.(2020·广州高二检测)以下几个核反应方程,粒子X代表中子的方程是( )【解析】选B。

由核反应过程中质量数和电荷数守恒可以判断出选项B正确。

【互动探究】这个题D项中的X代表什么粒子?【解析】由核反应方程中质量数守恒和电荷数守恒可以得出D项中的X代表电子。

答案:电子3.(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用。

下列选项中,属于γ射线的应用的是( )A.医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B.机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C.铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D.用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期【解析】选A、D。

γ射线的电离作用很弱,不能使空气电离成为导体,B错误;γ射线的穿透能力很强,薄铝板的厚度变化时,接收到的信号强度变化很小,不能控制铝板厚度,C错误;γ射线能量很大,可以杀菌,延长水果的保存期,对肿瘤细胞有很强的杀伤作用,故A、D正确。

【补偿训练】下列说法正确的是( )A.用α粒子轰击铍核Be,铍核变为碳核C,同时放出β射线B.β射线是由原子核外电子受到激发而产生的C.γ射线是波长很短的电磁波,它的贯穿能力很强D.利用γ射线的电离作用,可消除机器运转时产生的静电【解析】选C。

B 人教版 高中物理 选修3-5 19.3探测射线的方法 同步练习习题（含答案解析）1．放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。

2．放射性元素衰变时放射出的射线有____________、____________和____________，其中____________不带电，____________带正电，____________带负电。

3．探测射线时主要用来的仪器或装置主要有___________________、______________和________________________三种。

4．研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。

如图所示，P 是放射源，a 、b 、c 分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知 )A ．a 是α 射线，b 是β射线，c 是γ射线B ．a 是β射线，b 是γ射线，c 是α 射线C ．a 是α 射线，b 是γ射线，c 是β射线D ．a 是γ射线，b 是β射线，c 是α 射线 5．最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次α 衰变后的产物是253100Fm ，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为 ( )A ．124，259B ．124，265C ．112，277D ．112，2656．一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h ，则衰变后的原子核 ( )A ．仍静止B ．沿与光子运动方向相同的方向运动C ．沿与光子运动方向相反的方向运动D ．动量大小为ch ν 7．如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po ）放出的A 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 ( )A ．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 8．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的A 和B 的质量之比为 ( )A ．30∶31B ．31∶30C ．1∶2D ．2∶19．镅(24195A m )是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(23793N P )，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是 ( )A ．α 粒子B ．质子C ．中子D ．正电子10．2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底。

人教版高中物理选修3—5第十九章原子核第3节《探测射线的方法》第4节《放射性的应用与防护》课时练一、选择题（1～10小题只有一个选项正确，11～15小题有多个选项正确。

）1．将威耳逊云室置于匀强磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，如图所示能近似地反映正电子和Si核轨迹的是()2．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为168O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是()A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝13．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋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4．在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是()A．应该用α射线探测物体的厚度B．应该用γ粒子放射源制成“烟雾报警器”C．医院在利用放射线诊断疾病时，用半衰期较长的放射性同位素D．放射育种中利用γ射线照射种子，使其遗传基因发生变异5．为了说明用α粒子轰击氮，打出了质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的二万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验数据说明了()A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少6．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的有()A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视C．利用γ射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害7.如图所示为α粒子穿过充满氮气的云室时拍摄的照片，在许多α粒子的径迹中有一条发生了分叉，分叉后有一条细而长的径迹和一条粗而短的径迹，则()A．细而长的是α粒子的径迹B．粗而短的是氧核的径迹C．细而长的是氧核的径迹D．粗而短的是质子的径迹8.为保证生产安全，大型钢铁部件内部不允许有砂眼、裂纹等伤痕存在．如图所示是利用射线检测钢柱内部是否存在砂眼或裂纹情况的示意图，若钢柱的直径为20cm，则下列说法正确的是()A．射线源放出的射线应该是β射线B．射线源放出的射线应该是α射线C．射线源放出的射线应该是γ射线D．若钢件内部有伤痕，探测器接收到的射线粒子将减少9.如图所示是原子核人工转变实验装置示意图，A是α粒子源，F是铝箔，S是荧光屏，在容器中充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光产生的原因是()A．α粒子射到屏S上产生的B．粒子源放出的γ射线射到屏上产生的C．α粒子轰击铝箔F上打出的某种粒子射到屏上产生的D．α粒子轰击氮核后产生的某种粒子射到屏上产生的10．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li―→2y，y＋147N―→x＋178O，y＋94Be―→z ＋126C，x、y和z是3种不同的粒子，其中z是()A．α粒子B．质子C．中子D．电子11．(多选)有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与4014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C.用3015P制成化合物后它的半衰期变长D.3015P能释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响12．(多选)关于放射线的探测，下列说法正确的是()A．气泡室探测射线的原理与云室探测射线的原理类似B．由气泡室内射线的径迹可以分析粒子的带电、动量、能量等情况C．盖革－米勒计数器探测射线的原理也是利用射线的电离作用D．盖革－米勒计数器不仅能计数，还能用来分析射线的性质13．(多选)一个质子以1.4×107m/s的速度撞一个孤立的静止铝原子核后被俘获，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2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2713Al＋11H→2714Si＋10nC．硅原子核速度的数量级为107m/sD．硅原子核速度的数量级为105m/s14．(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粒子C．威耳逊云室中径迹细而弯曲的是γ粒子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15．(多选)用盖革—米勒计数器测定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天二、非选择题16．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)23892U→23490Th＋________.(2)94Be＋42He→126C＋________.(3)23490Th→23491Pa＋________.(4)3015P→3014Si＋________.(5)23592U＋________→9038Sr＋13654Xe＋1010n.(6)147N＋42He→178O＋________.17．同位素这个概念是1910年英国科学家索迪(1877～1956)提出的．许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的114种元素中，稳定同位素约300多种，而放射性同位素达1500种以上，而且大多数是人工制造的．(1)中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器首次制得镤元素的一种同位素(234Pa)．已知23490Th(钍)→234Pa(镤)＋0－1e(电子)，则234Pa原子核里的中子数应为________．(2)1934年，科学家在用α粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是拿走α放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期．①写出α粒子轰击铝箔(2713Al)产生中子的核反应方程式．②上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式．18．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的2713Al，发现了放射性磷3015P和另一种粒子．(1)写出这个过程的核反应方程式；(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度．参考答案1B 2C 3D 4D 5C 6D 7B 8C 9D 10C11BD 12ABC 13AD 14AB 15AC16. 答案 (1)42He (2)10n (3) 0－1e (4) 0＋1e (5)10n (6)11H解析 在核反应过程中，遵循电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)中电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子( 0－1e)，正电子( 0＋1e)，中子(10n)，质子(11H)．17. 答案 (1)143 (2)①2713Al ＋42He→3015P ＋10n②3015P→3014Si ＋0＋1e解析 (1)由方程两边的质量数和电荷数守恒，可知234Pa 中质子数为91，则中子数为234－91＝143.(2)①铝核被α粒子击中后产生中子的核反应方程式为2713Al ＋42He→3015P ＋10n ；②3015P 是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该核反应方程式为：3015P→3014Si ＋ 0＋1e.18. 答案 (1)2713Al ＋42He→3015P ＋10n (2)v 0＋v 112，方向与该粒子原运动方向相同解析 (1)核反应方程式为2713Al ＋42He→3015P ＋10n.(2)由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m ，则12C 核的质量为12m ，设碰撞后12C 核的速度为v 2，由动量守恒定律可得mv 0＝m (－v 1)＋12mv 2，解得v 2＝v 0＋v 112，碰撞后12C 核的速度方向与该粒子原运动方向相同．。

第十九章第三节第四节基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5、6题为多选题)1．下列关于盖革—米勒计数器的说法错误的是 ( )A．射线的电离作用使计数器计数B．α射线的电离作用强，而γ射线电离作用弱，故计数器只能记录α粒子C．无论是α、β、γ射线都能用计数器计数D．计数器不能区分时间间隔小于200μs的两个粒子答案：B解析：根据盖革—米勒计数器的计数原理可知，当射线进入管内时，它使管内气体电离，产生的电子在电场中加速到达阳极，正离子到达阴极，产生脉冲放电，使计数器计数。

选项A、C正确，B错误；两个射来的粒子如果时间间隔小于200μs，计数器不能区分，故选项D 正确。

2．用中子轰击氧原子核的核反应方程式16 8O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b的判断正确的是 ( )A．X代表中子，a＝17，b＝1B．X代表正电子，a＝17，b＝－1C．X代表正电子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1答案：C解析：根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因此X可表示为01e，为正电子，故C项正确。

3．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是 ( )A．利用γ射线使空气电离，把静电荷导走B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加C．利用α射线来治疗肺癌、食道癌等疾病D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子答案：D解析：γ射线的电离作用很弱，应利用α射线的电离作用，A错误，γ射线对生物具有物理化学作用，照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗，β射线不具有生物作用，B、C错误。

同位素的核外电子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记”，可用探测器探测到，D正确。

4．(江西南昌二中2015～2016学年高二下学期期中)下列说法正确的是 ( )A．研制核武器的钚239(239 94Pu)由铀239(239 92U)经过4次β衰变而产生B ．发现中子的核反应方程是94Be ＋42He→12 6C ＋10n C ．20g 的23892U 经过两个半衰期后其质量变为15gD ．238 92U 在中子轰击下，生成9438Sr 和14054Xe 的核反应前后，原子核的核子总数减少 答案：B 解析：经过β衰变电荷数多1，质量数不变，所以钚239(239 94Pu)由铀239(23992U)经过2次β衰变而产生，A 错误；发现中子的核反应方程是94Be ＋42He→12 6C ＋10n ，B 正确；根据公式m ＝m 0(12)t T 知，20g 的23892U 经过两个半衰期后其质量变为5g ，C 错误；核反应前后，原子核的核子总数守恒，D 错误；故选B 。

19.3 探测射线的方法[基础练习]1．威耳逊云室能够观察到射线径迹，是利用（）A．射线在云室里的穿透本领B．射线在云室里的化学效应C．射线在云室里的热效应D．射线在云室里的电离作用2．光子的能量为hv，动量的大小为hvc，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生γ衰变时只发出一个γ光子，则衰变后的原子核（）A.仍然静止B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动D.可能向任何方向运动3.英国物理学家在充氮的云室里做用α粒子轰击氮原子核的实验，获得质子和一种新核，则（）A.质子是α粒子直接从氮核中打出来的B. α粒子打进氮核后生成一个复核，这个复核放出一个质子C.云室照片中，分叉后短而粗的是质子的径迹D.云室照片中，分叉后短而粗的是α粒子的径迹4.现在，科学家们正在设法探寻“反物质”，“反物质”是由“反粒子”构成的，“反粒子”跟与其对应的正粒子具有相同的质量和相同的电荷量，但电荷的符号相反。

据此，若有反α粒子，则它的质量数为________，电荷数为__________。

5.1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄利用6027Co放射源进行实验验证。

次年，李、杨二人由此获得诺贝尔物理奖。

在衰变前6027Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和01-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01-e，那么衰变过程将违背_______守恒定律。

6.在匀强磁场中的某点有一个静止的原子核发生衰变且衰变后形成如图所示的两个内切圆，问：⑴该核发生的是何种衰变？⑵图中轨迹1、2分别是由什么粒子形成的？⑶如果已知r2:r1=44:1，则该放射性元素的原子序数为多少？[冲A训练]1.将一计数器放在实验桌上，打开开关，在连续3min内，计数器的示数是每分钟11、9和16。

将一放射源放在计数器附近，在连续3min内，计数器的示数变为每分钟1310、1270和1296。

19.3探测射线的方法一、选择题1、如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是（）A、没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B、若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转C、施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D、施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱2、从阴极射线管发射出的一束电子，通过图示的磁场，以下四幅图中能正确描绘电子偏转情况的是（）A、B、C 、D 、3、关于阴极射线的本质，下列说法正确的是（ ） A 、阴极射线本质是氢原子 B 、阴极射线本质是电磁波 C 、阴极射线本质是电子 D 、阴极射线本质是X 射线4、如图所示，甲、乙是分别用“阴极射线管”和“洛伦兹力演示仪”实验时的两幅图片，忽略地磁场的影响，下列说法正确的是（ ）A 、甲图中的电子束径迹是抛物线B 、乙图中的电子束径迹是圆形C 、甲图中的电子只受电场力作用D 、乙图中的电子受到的洛伦兹力是恒力5、如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑．如果只逐渐增大M 1M 2之间的电势差，则（ ）A 、在荧屏上的亮斑向上移动B 、在荧屏上的亮斑向下移动C、偏转电场对电子做的功不变D、偏转电场的电场强度减小6、下列说法正确的是（）A、阴极射线和β射线本质上都是电子流，都来自于原子的核外电子B、温度越高，黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动C、天然放射现象的发现，让人们不知道原子核不是组成物质的最小微粒D、公安机关对2014年5月初南京丢失铱﹣192放射源的4名责任人采取强制措施是因为该放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命．7、如图所示，阴极射线示波管的聚集电场是由电极A1、A2形成，实线为电场线，虚线为等势线，z轴为该电场的中心轴线，P、Q、R为一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则下列说法不正确的是（）A、电极A1的电势低于电极A2的电势B、电子在P点处的动能大于在Q点处的动能C、电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度D、电子从P至R的运动过程中，电场力对它一直做正功8、如图为电视机显像管中电子束偏转的示意图．磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，沿轴线向纸内射入的电子束的偏转方向（）A、向上B、向左C、向下D、向右9、如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿X轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是（）A、加一沿y轴负方向的磁场B、加一沿z轴正方向的磁场C、加一沿y轴正方向的电场D、加一沿z轴负方向的电场10、阴极射线示波管的聚焦电场是由电极A1、A2形成的，其中虚线为等势线，相邻等势线间电势差相等，z轴为该电场的中心轴线（管轴）．电子束从左侧进入聚焦电场后，在电场力的作用下会聚到z轴上，沿管轴从右侧射出，图中PQR是一个从左侧进入聚焦电场的电子运动轨迹上的三点，则可以确定（）A、电极A1的电势高于电极A2的电势B、电场中Q点的电场强度大于R点的电场强度C、电子在R点处的动能大于在P点处的动能D、若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场也一定被会聚焦11、在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将（）A、向上偏转B、向下偏转C、向纸里偏转D、向纸外偏转12、如图所示，无磁场时，电视显像管中的水平向右运动的电子束打在荧光屏正中的O点，要使电子束在竖直方向向上偏转打在P点，则管颈处偏转线圈所提供的磁场方向应该是（）A、垂直纸面向外B、水平向右C、垂直纸面向里D、竖直向上13、如图所示是显像管原理俯视图，接通电源后，电子从电子枪射出，没有磁场时打在O ，为使电子偏转，在管颈安装了偏转线圈产生偏转磁场，如果要使电子束在水平方向偏离中心，打在荧光屏的A点，偏转磁场应该（）A、竖直向下B、竖直向上C、水平向左D、水平向右14、如图所示是用阴极射线管演示电子在磁场中受洛伦兹力的实验装置，图中虚线是电子的运动轨迹，那么下列关于此装置的说法正确的是（）A、A端接的是高压直流电源的正极B、C端是蹄形磁铁的N极C、C端是蹄形磁铁的S极D、以上说法均不对15、阴极射线是（）A、光子流B、电子流C、质子流D、中子流二、填空题16、如图所示，电子射线管（A为其阴极），放在蹄形磁铁的N、S两极间（图中C为N极），射线管的A、B两极分别接在直流高压电源的负极和正极．此时，荧光屏上的电子束运动径迹________偏转（填“向上”“向下”或“不”）．17、如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，则可以加一个方向平行纸面________（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面________（填“向里”或“向外”）的磁场．18、电视机显像管是应用了________原理．19、电视机的显象管中电子束每秒进行50场扫描________．20、如图是X射线管，A．K之间的虚线表示________，从A指向左下方的线表示________，高压电源右边是电源的________极．三、解答题21、汤姆孙测定阴极射线粒子比荷的实验原理如图所示，阴极发出的电子束沿直线射到荧光屏上的O点时，出现一个光斑．在垂直于纸面的方向上加一个磁感应强度为3.0×10﹣4T的匀强磁场后，电子束发生偏转，沿半径为7.2cm的圆弧运动，打在荧光屏上的P点．然后在磁场区域加一个竖直向下的匀强电场，电场强度的大小为1.14×103V/m时，光斑P又回到O点，求电子的比荷．22、1897年汤姆生通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而使人们认识到原子是可分的．汤姆生当年用来测定电子比荷（电荷量e与质量m之比）的实验装置如图所示，真空玻璃管内C、D为平行板电容器的两极，圆形阴影区域内可由管外电磁铁产生一垂直纸面的匀强磁场，圆形区域的圆心位于C、D中心线的， C、D间的距离为d ，极板右端到荧光屏中点，直径与C、D的长度相等．已知极板C、D的长度为L1的距离为L．由K发出的电子，经A与K之间的高电压加速后，形成一束很细的电子流，电子流沿C、D 2中心线进入板间区域．若C、D间无电压，则电子将打在荧光屏上的O点；若在C、D间加上电压U ，则电子将打在荧光屏上的P点，P点到O点的距离为H；若再在圆形区域内加一方向垂直于纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场，则电子又打在荧光屏上的O点．不计重力影响．(1)求电子打在荧光屏O点时速度的大小．(2)推导出电子比荷的表达式．(3)利用这个装置，还可以采取什么方法测量电子的比荷？23、汤姆生用如图所示的装置（阴极射线管）发现了电子．电子由阴极C射出，在CA间电场加速，A′上有一小孔，所以只有一细束的电子可以通过P与P′两平行板间的区域，电子通过这两极板区域后打到管的末端，使末端S处的荧光屏发光（荧光屏可以近似看成平面）．水平放置的平行板相距为d ，长度为L ，它的右端与荧光屏的距离为D ．当平行板间不加电场和磁场时，电子水平打到荧光屏的O点；当两平行板间电压为U时，在荧光屏上S点出现一亮点，测出OS=H；当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时，发现电子又打到荧光屏的O点．若不考虑电子的重力，求(1)CA间的加速电压U′；(2)电子的比荷．24、在显像管的电子枪中，从炽热的金属丝不断放出的电子进入电压为U的加速电场，设其初速度为零，经加速后形成横截面积为S、电流为I的电子束．已知电子的电量为e、质量为m ，求在刚射出加速电场时，一小段长为△L的电子束内电子个数是多少？25、在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0cm的矩形，右边界距荧光屏20.0cm ，高度足够．某段时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B=4.55×10﹣3T不变．电子初速度不计，经U=4550V电压加速后沿中心线射入磁场，偏转后打在屏上产生亮点（若无磁场，亮点在屏中心），已知电子的质量m=0.91×10﹣30kg ，电荷量e=1.6×10﹣19C ．(1)在图中大致图出电子运动的径迹；(2)求亮点偏离荧光屏中心的距离．答案解析部分一、选择题1、【答案】 D【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、没有施加磁场时，电子束只受电场离，在电场力作用下做加速直线运动，故A错误；B、因为左边是阴极，右边是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是左到右，产生的电流方向是右到左（注意是电子带负电），根据左手定则，四指指向左，手掌对向N极（就是这个角度看过去指向纸面向里），此时大拇指指向下面，所以电子在洛伦兹力作用下轨迹向下偏转，故B错误；C、根据轨迹和左手定则即可判断阴极射线管两个电极的极性，故C正确；D、施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，根据曲率半径可判断出磁场强弱，故D错误；故选：C【分析】此题要求要了解电子射线管的构造和原理，阴极是发射电子的电极，电子在磁场中运动，受到洛伦兹力的作用而发生偏转．从而显示电子运动的径迹，偏转方向有左手定则判断；根据曲率半径可判断磁场强弱；2、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】如图，电子束从阴极（﹣极）射出，根据左手定则：伸开左手，磁感线穿过手心，四指指向电子运动的相反方向，拇指指向洛伦兹力方向，判断得知电子所受的洛伦兹力方向向下，则电子束向下偏转，故B正确．故选：B【分析】电子从阴极射出，在磁场中受到洛伦兹力而发生偏转，根据左手定则判断洛伦兹力的方向，即可确定电子束偏转的方向．3、【答案】 C【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】阴极射线是电子流，电子带负电．故ABD错误，C正确．故选：C．【分析】首先知道阴极射线的实质是电子流，电子的电量与氢离子的电量相等，即可求解．4、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、如图，电子在洛伦兹力作用下，做匀速圆周运动．故A错误．B、乙图中的电子束在磁场中，受到洛伦兹力作用，做匀速圆周运动，其径迹是圆形．故B正确，C错误．D、洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直．故D错误．故选：B．【分析】电子在磁场中受到洛伦兹力作用做匀速圆周运动．洛伦兹力方向总是与电子速度方向垂直，不做功．5、【答案】 A【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、B、设电子由加速电场加速后的速度为v ．电子在加速电场中运动过程，由动能定理得：=eU1解得，v=电子进入偏转电场后做匀变速曲线运动，沿极板方向做匀速直线运动，沿电场线方向做初速度为零的匀加速直线运动，则有：水平方向有：L=vt竖直方向有：a= =vy=at电子刚离开偏转电场时的偏转角正切为：tanα=由以上各式解得：电子刚离开偏转电场时偏转角的正切为：tanα=，则α=arctan ．即电子离开偏转电场时的偏转角α随偏转电压的增大而增大．如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2，在荧屏上的亮斑向上移动．故A正确，B错误；C、电子离开偏转电场时的偏转量：y= = ，如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2，电子离开偏转电场时的偏转量将增大．偏转电场对电子做的功：W=e•E•y ，偏转量越大，电场力做的功越多．故C不正确；D、偏转电场的电场强度：E= ，所以如果只逐渐增大M1M2之间的电势差U2，偏转电场的电场强度增大．故D错误．故选：A【分析】电子在加速电场中运动时，电场力做正功，电子获得速度，根据动能定理求解电子离开加速电场后的速度；电子垂直进入偏转电场后做类平抛运动，平行于极板方向做匀速直线运动，垂直于极板方向做初速度为零的匀加速直线运动，根据牛顿第二定律和运动学公式求得偏转量的表达式与电场力做功的表达式，即可进行说明．6、【答案】 D【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、阴极射线和β射线本质上都是电子流，阴极射线来自原子的核外电子，而β射线是由原子核中中子转化而来的，故A错误．B、温度越高，黑体辐射强度的极大值向频率较大的方向移动；故B错误．C、天然放射现象的发现，让人们知道原子核具有复杂结构，不是组成物质的最小微粒．故C不正确．D、放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命；故D正确．【分析】β粒子来源于原子核中中子的转化；温度越高，黑体辐射强度的极大值向频率较大的方向移动；天然放射现象的发现，让人们知道原子核不是组成物质的最小微粒；放射源放出大剂量的射线会污染环境和危害生命；7、【答案】 D【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、沿电场线电势降低，因此电极A1的电势低于电极A2，故A错误；B、电子从P至R的运动过程中，是由低电势向高电势运动时，电场力做正功，动能增加，电势能减小，故B错误，D正确；C、等势线密的地方电场线也密，因此Q点电场线比R点电场线密，故Q点的电场强度大于R点的电场强度，因此C错误，故选：D．【分析】沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况．8、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】磁环上的偏转线圈通以图示方向的电流时，根据安培定则，在磁环上形成的磁场方向竖直向下，磁场是闭合的，故在磁环中心处的磁场是竖直向上的，在根据左手定则，当电子束沿轴线向纸内射入时，电子束受到向左的洛伦兹力，故电子束的偏转方向向左．故B正确、ACD错误．故选：B．【分析】将整个线圈当成左右两部分研究，因为绕向变化，结合安培定则判断出磁场方向，由左手定则分析判断电子束所受的洛伦兹力方向，即可判断偏转方向．9、【答案】 A【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、若加一沿y轴负方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿z轴负方向，亮线向下偏转，故A正确；B、若加一沿z轴正方向的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向沿y轴负方向，亮线向y轴负方向偏转，故B错误；C、若加一沿y轴正方向的电场，电子受电场力作用向外，亮线向y轴负方向偏转，故C错误．D、若加一沿z轴负方向的电场，电子受到的电场力沿z轴的正方向，亮线向上偏转，故D错误．故选：A．【分析】电子射线由阴极沿X轴方向射出，形成的亮线沿z轴正方向偏转，说明电子受到的洛伦兹力方向向下，将四个选项逐一代入，根据左手定则判断分析，选择可行的磁场方向10、【答案】 C【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、根据电场线与等势线垂直，可知管轴上电场线方向向左．根据沿电场线电势降低，得知电极A1的电势低于电极A2，故A错误；B、等差等势线密的地方电场线也密，因此Q点电场线比R点电场线疏，故Q点的电场强度小于R点的电场强度，故B错误；C、电子从低电势向高电势运动时，电场力做正功，动能增加，所以电子在R点处的动能大于在P点处的动能，故C正确．D、若将一束带正电的粒子从左侧射入聚焦电场，所受的电场力向外侧，不可能会聚，故D错误．【分析】沿电场线电势降低，电场强度的大小与电场线的疏密的关系；明确电子在电场中的受力特点以及电场力做功情况，从而进一步判断电势能、动能等变化情况．根据正粒子所受的电场力方向，判断能否会聚．11、【答案】B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】根据安培定则判断可知：通电导线在阴极射线管处产生的磁场方向垂直纸面向里，电子带负电，向右运动，由左手定则判断得知电子流所受的洛伦兹力方向向下，所以阴极射线向下偏转．故B 正确．故选：B．【分析】阴极射线由于受到洛伦兹力而发生偏转，先根据安培定则判断出通电导线产生的磁场方向，再运用左手定则判断洛伦兹力方向，即可判断阴极射线的偏转方向．12、【答案】 A【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】当电子向上偏转，即洛伦兹力向上，根据左手定则可以得知，电子开始上偏，故磁场的方向垂直纸面向外．故A正确，BCD错误．故选：A．【分析】首先知道此题是带电粒子在磁场中的运动，粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以判断磁场的方向．13、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以得知，电子开始上偏，故磁场的方向竖直向上．故选：B．【分析】粒子在磁场中受到洛伦兹力的作用，根据左手定则可以判断磁场的方向．14、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】A、如图，电子从A极射向B极，电子带负电，则B端应接正极，A端应接负极．故A错误．BCD、电子束向下偏转，所受的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断可知，C端是蹄形磁铁的N极．故B 正确，CD错误．故选：B【分析】阴极射线管电子从A极射向B极，电子带负电，可以判断A、B所接电源的极性．根据左手定则判断磁铁的极性．15、【答案】 B【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】阴极射线是电子流，电子带负电．而γ射线是光子流，故B正确，ACD错误．故选：B．【分析】阴极射线的实质是电子流，而电子流、质子流与中子流均是实物粒子，而光子流，属于电磁波，是特殊的物质，从而即可求解．二、填空题16、【答案】向下【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】据题因为A是阴极，B是阳极，所以电子在阴极管中的运动方向是A到B ，产生的电流方向是B到A（注意是电子带负电），根据左手定则，四指由B指向A ，掌心对着N极此时拇指向下，所以电子束所受的洛伦兹力向下，轨迹向下偏转．故答案为：向下【分析】此题要求要了解电子射线管的构造和原理．阴极是发射电子的电极，要接到高压的负极上，电子在磁场中运动，受到洛伦兹力的作用而发生偏转．从而显示电子运动的径迹，偏转方向有左手定则判断．17、【答案】向上；向里【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】由题意，根据正电荷受力与电场方向相同，若加一方向平行纸面向上的电场，电场力使得电子向下偏转．若加一方向垂直纸面向里的磁场，根据左手定则，洛伦兹力方向竖直向下，亮线向下偏转．故答案为：向上，向里．【分析】电子射线由阴极沿X轴方向射出，形成的亮线向下偏转，说明电子受到的洛伦兹力方向向下，根据左手定则判断分析，选择可行的磁场方向；或电子受到向下的电场力，从而确定电场强度的方向．18、【答案】带电粒子在匀强电场中的加速与带电粒子在匀强磁场中的偏转【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】电视机显像管的原理如图：使用的电磁学的原理包括：带电粒子在匀强电场中的加速与带电粒子在匀强磁场中的偏转原理．故答案为：带电粒子在匀强电场中的加速与带电粒子在匀强磁场中的偏转．【分析】根据电视机显像管的原理解答即可．19、【答案】正确【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】电子枪发射电子束击在显像管的屏幕上的彩色茧光粉上，它的电子束是逐行扫描的，速度非常的快，肉眼是看不出来的，电子束扫描的方向主是靠显像管管颈上的偏转线圈来控制的，交流电的频率为50赫兹，因此电子束能在1秒内，打在荧光屏上50场画面，所以显象管中电子束每秒进行50场扫描；故答案为：正确．【分析】根据显像原理：显像管尾部的电子枪发射的电子束被加速和控制后呈扫描状轰击屏幕上的荧光粉，使屏幕发光，结合交流电的频率，即可求解．20、【答案】阴极射线；X射线；正【考点】放射性的应用与防护【解析】【解答】由图可知，电子在强电场力作用下，被加速打到阳极上，使原子的内层电子受到激发而跃迁，从而发出X射线，可判定A．K之间的虚线表示为阴极射线，即为电子流．而从A指向左下方的线表示为X 射线，是伦琴首先发现的，由图可知，高压电源右边是电源的正极，从而产生由A 到K 的强电场力，使电子得到加速，故答案为：阴极射线，X 射线，正．【分析】根据阴极K 产生射线，在强电场中受到很大的电场力，从而打到阳极A 上，发出X 射线，并根据电子受到电场力方向与电场强度方向相反，从而即可求解．三、解答题21、【答案】 解答：只加磁场时，电子仅受洛伦兹力作用做匀速圆周运动，轨道半径设为r ， 由牛顿第二定律知：qvB= ，比荷为： …①加上电场E 以后，使偏转的电子束回到原来的直线上，是因为电子受到的电场力E q 和洛伦兹力qvB 平衡，因此有：Eq=qvB …②由①②式得： C/kg=1.76×1011C/kg ． 答：电子的比荷1.76×1011C/kg ．【考点】放射性的应用与防护【解析】【分析】只受到洛伦兹力，根据牛顿第二定律列式；再根据电场力与洛伦兹力平衡列式，即可求解．22、【答案】 （1）加上磁场后，电子所受电场力与洛仑兹力相等，电子做匀速直线运动，则：evB=eE 又：E= 即：v=（2）若在两极板间加上电压U ，电子在水平方向做匀速运动，通过极板所需的时间为：电子在竖直方向做匀加速运动，加速度为：a=在时间t 1内垂直于极板方向竖直向下偏转的距离为：y1=离开极板区域时竖直向下的分速度为：v y =at 1电子离开极板区域后做匀速直线运动，经t2时间到达荧光屏，在时间t2内向下运动的距离为：y2=vyt2则：H=y1+y2解得：．（3）说出任何一种合理方法均可，例如：a．测量出A与K之间的电压U′；再在两极板间加上电压U，电子将打在荧光屏上的P点；测出OP 的长度便能计算电子的比荷；b．测量出A与K之间的电压U′；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；c．在两极板间加上电压U，在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B的匀强磁场，使电子打在荧光屏上的O点；再撤去两极板间加上电压，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP′的长度便能计算电子的比荷；d．只在两极板间加上电压U，电子将打在荧光屏上的P点；只在圆形区域内加一方向垂直于纸面的磁感应强度为B的匀强磁场，电子将打在荧光屏上的P′点；测出OP、OP′的长度便能计算电子的比荷．【考点】放射性的应用与防护【解析】【分析】（1）电子所受电场力与洛仑兹力相等，根据平衡条件列方程求电子的速度大小；（2）若在两极板间加上电压U ，电子在水平方向做匀速运动在竖直方向做匀加速运动，根据类平抛运动规律列方程求解；（3）结合带电粒子在磁场中运动的有关知识思考一些其他方法即可．23、【答案】（1）粒子在加速场中：eU′= mv02得：U′= ①偏转场中：a= ②L=v0t1③竖直方向位移：y1= at12④射出偏转场后，水平方向：D=v0t2⑤竖直方向：y2=at1•t2 ⑥又：y1+y2=H⑦联立②③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 得：= ⑧⑧代入①得：U′= ⑨（2）当偏转板中又加一磁感应强度为B垂直纸面向里的匀强磁场时，发现电子又打到荧光屏的O点，根据平衡条件：。

09春学期高二物理学科（选修）能力训练作业班级：姓名：课题：19.3 探测射线的方法1、放射性元素的衰变时遵守两个守恒：分别为____________守恒，____________守恒。

2、放射性元素衰变时放射出的射线有____________、____________和____________，其中____________不带电，____________带正电，____________带负电。

3、探测射线时主要用来的仪器或装置主要有___________________、______________和______________三种。

4、研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中的偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质。

如图所示，P是放射源，a、b、c分别为放射源放射出的射线在磁场中的轨迹，则由偏转情况可知( )A．a是α射线，b是β射线，c是γ射线B．a是β射线，b是γ射线，c是α射线C．a是α射线，b是γ射线，c是β射线D．a是γ射线，b是β射线，c是α射线5、最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得重大进展。

1996年科学家们在研究某两个重粒子结合成超重元素的反应中，发现生成的超重元素的核经过6次α衰变后的产物是Fm，由此可知该超重元素的原子序数和质量数分别为 ( )A．124，259 B．124，265 C．112，277 D．112，265 6、一个静止的放射性元素的原子核发生衰变时只发射出一个频率为ν的光子，普朗克常量为h，则衰变后的原子核( )A．仍静止 B．沿与光子运动方向相同的方向运动C．沿与光子运动方向相反的方向运动 D．动量大小为7、如图为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋（Po）放出的A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 ( )A．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8、若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下的A和B的质量之比为 ( )A．30∶31 B．31∶30 C．1∶2 D．2∶1 9、镅(A m)是一种放射性元素，在其分裂过程中，会释放出一种新的粒子，变成镎(N P)，由于放出的这种粒子很容易被空气阻隔，因此不会对人体构成任何的危害，火警的报警系统就是利用这种粒子作为报警的重要工具，这种粒子是 ( )A．α粒子 B．质子 C．中子 D．正电子10、2000年8月21日，俄罗斯“库尔斯克”号核潜艇在巴伦支海遇难，沉入深度约为100m 的海底。

第十九章第三、四节1．(2019·山东省平度市高三模拟)如图是带电粒子在气泡室中运动径迹的照片及其中某条径迹的放大图。

匀强磁场与带电粒子的运动径迹垂直,A、B、C是该条径迹上的三点。

若该粒子在运动过程中质量和电荷量保持不变,不断克服阻力做功,则关于此径迹下列说法正确的是( A )A．粒子由A经B向C运动B．粒子由C经B向A运动C．粒子一定带正电,磁场方向垂直纸面向里D．粒子一定带负电,磁场方向垂直纸面向外解析：据题意,带电粒子沿垂直于磁场方向射入匀强磁场,粒子的动能逐渐减小,速度减小,则由公式r＝mvqB得知,粒子的轨迹半径逐渐减小,由图看出,粒子的运动方向是从A经B向C运动,故A正确,B错误；因磁场方向未知,故粒子电性无法确定,C、D错误。

2．(2019·河北省唐县第一中学高二下学期期中)由天然放射性元素钋(Po)放出的α射线轰击铍(Be)时会产生A粒子流,用粒子流A轰击石蜡时,会打出粒子流B。

下述正确的是( D )A．该实验核反应方程是：94Be＋42He→136C＋10nB．该实验是查德威克发现质子的实验C．粒子A为质子,粒子B为中子D．粒子A为中子,粒子B为质子解析：该实验核反应方程是：94Be＋42He→126C＋10n,选项A错误；该实验是查德威克发现中子的实验,选项B错误；图中粒子A为中子,粒子B为质子,选项D正确,C错误。

3．(2018·北京市临川育人学校高二下学期期末)某实验室工作人员用初速度v0＝2.7×107 m/s的α粒子轰击静止的氮原子核147N,产生了质子11H。

若某次碰撞可看作对心正碰,碰后新核与质子同方向运动,运动方向垂直磁场方向,通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1：20,已知质子的质量为m。

(1)写出核反应方程；(2)求出质子的速度。

答案：(1)42He ＋147N→ 178O ＋11H (2)5.8×107 m/s解析：(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得42He ＋147N→178O ＋11H ； (2)设α粒子、新核的质量分别为4m 、17m,质子的速度为v,对心正碰,由动量守恒定律得：4mv 0＝17m·v 20＋mv 解得：v ＝5.8×107m/s 。

题组一探测射线的方法1．关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是()①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②威耳逊云室中径迹粗而短的是α射线③威耳逊云室中径迹细而长的是γ射线④威耳逊云室中显示粒子径迹原因是电离，所以无法由径迹判断射线所带电荷的正负A．①②B．②③C．②④D．③④[答案] A[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，雾滴沿射线的路线排列，显示出射线的径迹，故①正确；由于α粒子的电离本领大，贯穿本领小，所以α射线在云室中的径迹粗而短，即②正确；由于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，而细长径迹是β射线的，所以③错误；把云室放在磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可判断射线所带电荷的正负，④错．2．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γ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[答案] C[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α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．3．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图1所示的照片，下列说法中正确的是()图1A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径迹B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径迹C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹[答案] D[解析]α粒子轰击氮核产生一个新核并放出质子，入射的是α粒子，所以B是α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.题组二核反应和核反应方程4．下列核反应或核衰变方程中，符号“X”表示中子的是()A.94Be＋42He→126C＋XB.147N＋42He→178O＋XC.20480Hg＋10n→20278Pt＋211H＋XD.23992U→23993Np＋X[答案]AC[解析]根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得A、C正确．5．一个质子以1.0×107m/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2713Al＋11H→2814SiB．核反应方程为2713Al＋10n→2814SiC．硅原子核速度的数量级为107m/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105m/s，方向跟质子的初速度方向相反[答案] A[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105m/s，方向和质子的初速度方向相同，故C、D选项错误．6．在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n②147N＋42He→178O＋X2③94Be＋42He→126C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋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[答案] D[解析]根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错；X2为11H，B错；X3为10n，C 错；X4为11H，D对．7．一质子束入射到靶核2713Al上，产生核反应：p＋2713Al→X＋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________．[答案]1413[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.题组三放射性同位素及应用8．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是()A.3015P与3014X互为同位素B.3015P与其同位素有相同的化学性质C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长D．含有3015P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[答案]BD[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3015P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．9．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13153I的油，检测地下输油管的漏油情况C．利用6027Co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[答案]BD[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13153I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6027Co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．题组四综合应用10．1934年，约里奥—居里夫妇在用α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α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α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He→3015P＋10n，这里的3015P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3015P放出正电子的核反应方程；(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变，我们知道原子核内只有中子和质子，那么正β衰变中的正电子从何而来？[答案](1)3015P→3014Si＋0＋1e(2)正电子是原子核内的一个质子转换成一个中子放出的[解析](1)核反应方程为3015P→3014Si＋0＋1e.(2)原子核内只有质子和中子，没有电子，也没有正电子，正β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11H→10n＋0＋1e.11．静止的氮核147N被速度为v0的中子10n击中生成碳核126C和另一种原子核甲，已知126C与甲核的速度方向与碰撞前中子的速度方向均一致，碰后126C核与甲核的动量之比为2∶1.(1)写出核反应方程．(2)求126C与甲核的速度各是多大？[答案](1)147N＋10n―→126C＋31H(2)v018v0 9[解析](2)设中子质量为m0，126C核质量m C，甲核质量为m甲，由动量守恒得m0v0＝m C v C＋m甲v甲即m0v0＝12m0v C＋3m0v甲又因为126C与甲核动量比为2∶1，所以m C v C ＝2m 甲v 甲 即12m 0v C ＝2×3m 0v 甲联立求得：v C ＝v 018，v 甲＝v 09。