1、课时作业 45 天然放射现象 时间：45 分钟 满分：100 分 一、选择题(8864) 1一个静止的天然放射性元素的原子核在匀强磁场中发生衰变，所产生的新核和所放 出的粒子的运动方向均垂直于磁场方向，如下图所示，能正确反映其轨道的可能是( ) 解析：由 r ，知 、 衰变的新核与对应的 或 粒子具有等大、反向的动量，故 mvqB r ，大圆为 或 粒子，小圆为新核的径迹，由左手定则可判断出 A、D 正确 1q 答案：AD 2由原子核的衰变规律可知( ) A放射性元素一次衰变可同时产生 射线和 射线 B放射性元素发生 衰变时，新核的化学性质不变 C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D放射性
2、元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加 1 解析：一次衰变不可能同时产生 射线和 射线，只可能同时产生 射线和 射线或 射线和 射线；原子核发生衰变后，新核的核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化 学性质理应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减少 1.选 C. 答案：C 3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 210 138 天 锶 90 28 年 氡 222 3.8 天 铀 238 、 4.5103 年 某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通
3、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 210 B氡 222 C锶 90 D铀 238 解析：本题中测定聚乙烯薄膜的厚度，也就是要求射线可以穿透薄膜，因此 粒子就 不合适了，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，所以只有选 C 较合适 答案：C 图 1 4如图 1k 介子衰变的方程为 k 0，其中 k 介子和 介子带负的基元电荷， 0 介子不带电一个 k 介子沿垂直于磁场的方向射入匀强磁场中，其轨迹为圆弧 AP，衰 变后产
4、生的 介子的轨迹为圆弧 PB，两轨迹在 P 点相切，它们的半径 Rk 与 R 之比为 21. 0 介子的轨迹未画出由此可知 介子的动量大小与 0 介子的动量大小之比为( ) A11 B12 C13 D16 解析：根据题意，分别计算出带电粒子在磁场中作圆周运动的轨道半径根据动量的 定义，分别求出两个介子的动量大小，再从图中确定两个介子动量的方向，最后运用动量 守恒，计算出 0 粒子的动量大小 qvk Bm k ，R k ，R v2kRk mk v2kqvk B PkqB ， ，P k P P 0， PqB PkP 21 P03P .正确选项为 C. 答案：C 5用“ 刀”进行手术，可以使病人在清
5、醒状态下经过较短的时间内完成手术，在此 过程中，主要利用： 射线具有较强的穿透本领； 射线很容易绕过障碍物到达病灶区 域； 射线具有很强的电离能力，从而使癌细胞电离而被破坏； 射线具有很高的能 量上述描述中正确的是( ) A B C D 解析：用“ 刀”进行手术，利用的是 射线具有较强的穿透本领能够进入病灶区，再 利用 射线具有很高的能量杀死癌细胞 射线的电离本领最弱 答案：D 6下列说法中正确的是( ) A利用射线的穿透性检查金属制品，测量物质的密度和厚度 B利用射线的电离本领削除有害的静电 C利用射线的生理效应来消毒杀菌和医治肿瘤 D利用放射性做示踪原子 解析：利用射线的穿透性检查金属制品
6、，测量物质的密度和厚度，是 射线和 射线 的应用；利用射线的电离本领消除有害的静电，这是 射线的应用；利用射线的生理效应 来消毒杀菌和医治肿瘤，这是 射线的应用；示踪原子是放射性同位素的应用选 ABCD. 答案：ABCD 图 2 7主要用于火灾报警的离子烟雾传感器如图 2 所示，在网罩 1 内有电极 2 和电极 3，a、b 端接电源，4 是一小块放射性同位素镅 241，它能放射出一种很容易使气体电离的 粒子平时镅放射出的粒子使两个电极间的空气电离，在 a、b 间形成较强的电流，发生火 灾时，烟雾进入网罩内，烟尘颗粒吸收空气中的离子和镅发出的粒子，导致电流发生变化， 电路检测到这种变化从而发生警
7、报下面有关报警器的说法正确的是( ) A镅 241 发出的是 粒子，有烟雾时电流增强 B镅 241 发出的是 粒子，有烟雾时电流减弱 C镅 241 发出的是 粒子，有烟雾时电流增强 D镅 241 发出的是 粒子，有烟雾时电流减弱 答案：B 8(2011全国卷)原子核 92238U 经放射性衰变变为原子核 90234Th，继而经放射性衰 变变为原子核 91234Pa，再经放射性衰变变为原子核 92234U.放射性衰变、和依次 为( ) A 衰变、 衰变和 衰变 B 衰变、 衰变和 衰变 C 衰变、 衰变和 衰变 D 衰变、 衰变和 衰变 解析：原子核 92238U 衰变为 90234Th 需要经
8、历 衰变，继而经历 衰变可得到 91234Pa， 然后再经历一次 衰变可得到 92234U，所以放射性衰变依次为 衰变、 衰变、 衰 变，本题只有选项 A 正确 答案：A 二、计算题(31236) 9人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程请按要求回答下列问 题 卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面做出了卓越的贡 献 请选择其中的两位，指出他们的主要成绩 图 3 (1)_ (2)_ 在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，如图 3 为三 种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途 _ _. 答案：(1)
9、卢瑟福提出了原子的核式结构模型 (2)玻尔把量子理论引入原子模型，并成 功解释了氢光谱或查德威克发现了中子 2 为 射线， 射线用于金属探伤等 图 4 10在茫茫宇宙间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大威胁，现有一束射线(含 有 、 、 三种射线) (1)在不影响 和 射线的情况下，如何用最简单的办法除去 射线 (2)余下这束 和 射线经过一个使它们分开的磁场区域，画出 和 射线在进入如图 4 所示磁场区域后轨迹的示意图 图 5 解析：(1)可以利用三种射线的穿透能力不同来解决由于 粒子的穿透性很弱，所以 用一张纸放在射线经过处，即可除去 射线 (2) 射线不带电，垂直磁场进入磁场中不会受
10、到洛伦兹力，故不偏转由左手定则可 判断出 射线进入磁场中时受竖直向上的洛伦兹力轨迹示意图如图 5 所示 答案：见解析 11钍核 90230Th 发生衰变生成镭核 88226Ra 并放出一个粒子设该粒子的质量为 m、电 荷量为 q，它进入电势差为 U 的带窄缝的平行平板电极 S1 和 S2 间的电场时，其速度为 v0，经电场加速后，沿 Ox 方向进入磁感应强度为 B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场， Ox 垂直平板电极 S2，当粒子从 P 点离开磁场时，其速度方向与 Ox 方向的夹角 60 ，如 图 6 所示，整个装置处于真空中 图 6 (1)写出钍核衰变方程； (2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径 R； (3)求粒子在磁场中运动所用时间 t. 解析：(1)衰变方程为 90230Th 24He 88226Ra (2)设粒子离开电场时速度为 v，对加速过程有 qU mv2 mv02 12 12 粒子在磁场中有 qvBm v2R 由得 R mqB2qUm v02 (3)粒子做圆周运动的回旋周期 T 2Rv 2mqB 粒子在磁场中运动时间 t T 16 由两式可以解得 t 答案：(1) 90230Th 24He 88226Ra (2) mqB2qUm v02 (3)
