復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之天然放射現(xiàn)象

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精2014年高考一輪復(fù)習(xí)章節(jié)訓(xùn)練之天然放射現(xiàn)象時(shí)間：45分鐘滿分：100分一、選擇題（8×8′＝64′)1．一個(gè)靜止的天然放射性元素的原子核在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，所產(chǎn)生的新核和所放出的粒子的運(yùn)動(dòng)方向均垂直于磁場(chǎng)方向,如下圖所示,能正確反映其軌道的可能是（)解析：由r＝eq\f（mv,qB)，知α、β衰變的新核與對(duì)應(yīng)的α或β粒子具有等大、反向的動(dòng)量，故r∝eq\f（1,q）,大圓為α或β粒子，小圓為新核的徑跡,由左手定則可判斷出A、D正確．答案：AD2．由原子核的衰變規(guī)律可知（)A．放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線B．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變C．放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制D．放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1解析：一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線，只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線或β射線和γ射線;原子核發(fā)生衰變后,新核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核（新的物質(zhì))的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1。選C.答案：C3．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)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線．元素射線半衰期元素射線半衰期釙210α138天鍶90β28年氡222β3.8天鈾238α、β、γ4.5×103年某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過(guò)軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來(lái)測(cè)定通過(guò)軋輥后的薄膜厚度是否均勻，可利用的元素是（）A．釙210B．氡222C．鍶90D．鈾238解析：本題中測(cè)定聚乙烯薄膜的厚度，也就是要求射線可以穿透薄膜,因此α粒子就不合適了，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線穿透作用最強(qiáng)．薄膜厚度不會(huì)影響γ射線穿透，所以只能選用β射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長(zhǎng)，所以只有選C較合適．答案:C4．如右圖k－介子衰變的方程為k－→π－＋π0，其中k－介子和π－介子帶負(fù)的基元電荷,π0介子不帶電．一個(gè)k－介子沿垂直于磁場(chǎng)的方向射入勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，其軌跡為圓弧AP，衰變后產(chǎn)生的π－介子的軌跡為圓弧PB，兩軌跡在P點(diǎn)相切，它們的半徑Rk－與Rπ－之比為2：1。π0介子的軌跡未畫(huà)出．由此可知π－介子的動(dòng)量大小與π0介子的動(dòng)量大小之比為(）A．1:1 B．1:2C．1:3 D．1:6解析：根據(jù)題意，分別計(jì)算出帶電粒子在磁場(chǎng)中作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑．根據(jù)動(dòng)量的定義，分別求出兩個(gè)介子的動(dòng)量大小，再?gòu)膱D中確定兩個(gè)介子動(dòng)量的方向，最后運(yùn)用動(dòng)量守恒，計(jì)算出π0粒子的動(dòng)量大小．qvk－B＝mk－eq\f（v2k－,Rk－）,Rk－＝eq\f（mk－v2k－,qvk－B)＝eq\f（Pk－,qB)，Rπ－＝eq\f（Pπ－，qB）,eq\f（Pk－,Pπ－)＝eq\f(2，1）,Pk－＝－Pπ－＋Pπ0,Pπ0＝3Pπ－。正確選項(xiàng)為C.答案：C5．用“γ刀"進(jìn)行手術(shù),可以使病人在清醒狀態(tài)下經(jīng)過(guò)較短的時(shí)間內(nèi)完成手術(shù)，在此過(guò)程中，主要利用：①γ射線具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)；②γ射線很容易繞過(guò)障礙物到達(dá)病灶區(qū)域；③γ射線具有很強(qiáng)的電離能力，從而使癌細(xì)胞電離而被破壞；④γ射線具有很高的能量．上述描述中正確的是（）A．①② B．②③C．①②③ D．①④解析：用“γ刀"進(jìn)行手術(shù),利用的是γ射線具有較強(qiáng)的穿透本領(lǐng)能夠進(jìn)入病灶區(qū)，再利用γ射線具有很高的能量殺死癌細(xì)胞．γ射線的電離本領(lǐng)最弱．答案：D6．下列說(shuō)法中正確的是(）A．利用射線的穿透性檢查金屬制品，測(cè)量物質(zhì)的密度和厚度B．利用射線的電離本領(lǐng)削除有害的靜電C．利用射線的生理效應(yīng)來(lái)消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤D．利用放射性做示蹤原子解析：利用射線的穿透性檢查金屬制品，測(cè)量物質(zhì)的密度和厚度，是γ射線和β射線的應(yīng)用；利用射線的電離本領(lǐng)消除有害的靜電,這是α射線的應(yīng)用；利用射線的生理效應(yīng)來(lái)消毒殺菌和醫(yī)治腫瘤，這是γ射線的應(yīng)用;示蹤原子是放射性同位素的應(yīng)用．選ABCD.答案：ABCD7．主要用于火災(zāi)報(bào)警的離子煙霧傳感器如圖所示，在網(wǎng)罩1內(nèi)有電極2和電極3,a、b端接電源，4是一小塊放射性同位素镅241，它能放射出一種很容易使氣體電離的粒子．平時(shí)镅放射出的粒子使兩個(gè)電極間的空氣電離,在a、b間形成較強(qiáng)的電流,發(fā)生火災(zāi)時(shí)，煙霧進(jìn)入網(wǎng)罩內(nèi)，煙塵顆粒吸收空氣中的離子和镅發(fā)出的粒子，導(dǎo)致電流發(fā)生變化，電路檢測(cè)到這種變化從而發(fā)生警報(bào)．下面有關(guān)報(bào)警器的說(shuō)法正確的是（）A．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)B．镅241發(fā)出的是α粒子，有煙霧時(shí)電流減弱C．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流增強(qiáng)D．镅241發(fā)出的是β粒子，有煙霧時(shí)電流減弱答案：B8．（2011·全國(guó)卷Ⅰ）原子核eq\o\al(238，92)U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,90）Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薳q\o\al（234，91)Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薳q\o\al（234，92）U。放射性衰變①、②和③依次為（)A．α衰變、β衰變和β衰變B．β衰變、α衰變和β衰變C．β衰變、β衰變和α衰變D．α衰變、β衰變和α衰變解析：原子核eq\o\al（238，92)U衰變?yōu)閑q\o\al（234,90)Th需要經(jīng)歷α衰變，繼而經(jīng)歷β衰變可得到eq\o\al（234,91）Pa，然后再經(jīng)歷一次β衰變可得到eq\o\al(234，92）U，所以放射性衰變①②③依次為α衰變、β衰變、β衰變,本題只有選項(xiàng)A正確．答案：A二、計(jì)算題(3×12′＝36′）9．在茫茫宇宙間存在大量的宇宙射線,對(duì)宇航員構(gòu)成了很大威脅,現(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)．(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡(jiǎn)單的辦法除去α射線．(2)余下這束β和γ射線經(jīng)過(guò)一個(gè)使它們分開(kāi)的磁場(chǎng)區(qū)域，畫(huà)出β和γ射線在進(jìn)入如右圖所示磁場(chǎng)區(qū)域后軌跡的示意圖．解析：（1)可以利用三種射線的穿透能力不同來(lái)解決．由于α粒子的穿透性很弱，所以用一張紙放在射線經(jīng)過(guò)處，即可除去α射線．（2)γ射線不帶電，垂直磁場(chǎng)進(jìn)入磁場(chǎng)中不會(huì)受到洛侖茲力，故不偏轉(zhuǎn)．由左手定則可判斷出β射線進(jìn)入磁場(chǎng)中時(shí)受豎直向上的洛侖茲力．軌跡示意圖如下圖所示．答案：見(jiàn)解析10．釷核eq\o\al(230,90)Th發(fā)生衰變生成鐳核eq\o\al（226，88）Ra并放出一個(gè)粒子．設(shè)該粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q,它進(jìn)入電勢(shì)差為U的帶窄縫的平行平板電極S1和S2間的電場(chǎng)時(shí)，其速度為v0，經(jīng)電場(chǎng)加速后，沿Ox方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B、方向垂直紙面向外的有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)，Ox垂直平板電極S2，當(dāng)粒子從P點(diǎn)離開(kāi)磁場(chǎng)時(shí),其速度方向與Ox方向的夾角θ＝60°,如下圖所示,整個(gè)裝置處于真空中．(1）寫(xiě)出釷核衰變方程；(2)求粒子在磁場(chǎng)中沿圓弧運(yùn)動(dòng)的軌道半徑R;(3)求粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)所用時(shí)間t.解析:（1）衰變方程為eq\o\al（230，90)Th→eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al（226，88）Ra.（2)設(shè)粒子離開(kāi)電場(chǎng)時(shí)速度為v，對(duì)加速過(guò)程有qU＝eq\f(1，2)mv2－eq\f(1，2)mveq\o\al（2,0)①粒子在磁場(chǎng)中有qvB＝meq\f（v2,R）②由①②得R＝eq\f(m,qB）eq\r（\f（2qU,m）＋v\o\al（2，0)）.(3)粒子做圓周運(yùn)動(dòng)的回旋周期T＝eq\f（2πR，v)＝eq\f（2πm，qB）③粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間t＝eq\f（1,6)T④由③④兩式可以解得t＝eq\f（\a\vs4\al（πm），3qB)。答案：（1）eq\o\al（230,90）Th→eq\o\al（4，2)He＋eq\o\al（226,88）Ra（2)eq\f(m，qB)eq\r（\f（2qU,m)＋v\o\al(2,0））(3）eq\f（\a\vs4\al(πm)，3qB）11．（2011·天津卷）回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動(dòng)了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展．當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT堪稱(chēng)“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中,常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子．碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時(shí)還產(chǎn)生另一粒子，試寫(xiě)出核反應(yīng)方程．若碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)2。0h剩余碳11的質(zhì)量占原來(lái)的百分之幾?(結(jié)果取2位有效數(shù)字）解析：核反應(yīng)方程為eq\o\al（14,7)N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11，6)C＋eq\o\al（4,2)He設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過(guò)t