高中物理人教版选修3-5(学业分层测评)第十九章原子核学业分层测评15含答案

1、学业分层测评（十五）（建议用时：45分钟）学业达标1.关于放射性的应用，下列说法正确的是（）A.利用a射线使空气电离，把静电荷导走B.利用B射线照射植物的种子，使产量显著增加C.利用丫射线来治疗肺癌、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E.利用B射线进行金属探伤【解析】a射线的电离作用很强，应利用 a射线的电离作用，A对；丫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，B射线不具有生物作用，B错，C对；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，D对；利用丫射线进行金属探伤，E 错.【答案】 ACD生成了一个新核,2 .用高能36Kr（氨）离子轰击20882Pb作&）,释放出一个中子后,B.其质量数为293D.其中子数为90关于新核的推断正确的是（）A.其质子数为118C.其原子序数为118E.其质子数为122【解析】核反应方程为20882Pb+ 36Kr0n + 298x,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 ABC.【答案】AB

2、C3 .用a粒子照射充氮的云室，摄得如图18-3-1所示的照片，下列说法中正确 的是（）图 18-3-1A. A是a粒子的径迹B. B是a粒子的径迹C. C是a粒子的径迹D. A是新核的径迹E. C是质子的径迹【解析】a粒子轰击氮的核反应方程为2He+14N-用O+1H,入射的是a粒174、一子.所以B是a粒子产生的径迹，质量大、电离作用强的新核8O,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 B、D、E.【答案】BDE4.有关放射性同位素10P的下列说法，正确的是（）A.15P与30X互为同位素8. 15P与其同位素有相同的化学性质C.用10P制成化合物后它的半衰期变长D.含有30P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E.15P的半衰期与所处的状态无关【解析】同位素应具有相同的质子数，故 A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关， C错E对；放射性同位素可作为 示踪原子，故D对.【答案】BDE5 .医学界通过14C标记的C60发现一种C60的竣酸衍生物，在特定条件下可以 通过断

3、裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是.【解析】用14C标记C6。来查明元素的行踪，发现可以通过断裂 DNA抑制 艾滋病病毒的繁殖，因此14c的作用是做示踪原子.【答案】 示踪原子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.儿系射线半衰期针210a138天氨2223.8天锹9028年铀238a、 5 丫4.5X 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辗把聚乙烯膜轧 薄，利用适当的放射线来测定通过轧辗后的薄膜厚度是否均匀.可利用的元素是【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 a射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，丫射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响丫射线穿透，所以只能选用 B射线，而氢222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锹90较合适.【答案】锹90P 05 317 .将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核 放出一个正电子后变成原子核34si,画出反映正电子和Si核的轨迹示意图.【解析】把放出的正电子和衰变生成物 Si核看

4、成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟 Si核运动方向一定相反.由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道.因为有洛伦兹力作为2 vmv向心力，即qvB=m.所以做匀速圆周运动的半径为r = qB.衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电Ie qsi 14荷量成反比，即rs=qe= 1 .可见正电子运动的圆半径较大.故其示意图应为Si【答案】见解析图8 .用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位 素只不过40几种，而今天人工制造的同位素已达 1 000多种，每种元素都有放射 性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用.(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失，其原因是 .A.射线的贯穿作用B.射线的电离作用C,射线的物理、化学作用D.以上三个选项都不是(2)如图19-4-1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如工厂生 产的是厚度1 mm铝板，在a、B、丫三种射线中，你认为对铝板的厚度起主要作用 的是射线.放射源相. G探的器图 1

5、9-4-1(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合成的牛胰岛素结晶 跟天然牛胰岛素结晶是同一物质，为此曾采用放射性同位素14C做.【解析】(1)因放射性的电离作用，空气中与验电器所带电荷电性相反的离 子与之中和，所以使验电器所带电荷消失.(2)国寸线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度1 mm的铝板，因而探测器不能探 到，丫射线穿透本领最强，穿透1 mm的铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分 辨，B射线也能穿透几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后B射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨.(3)把掺入14C的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体，它们是同一物质，把这种放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可了解某些不容易查明的情况或规律，人们把这种用途的放射性同位素叫做示踪原子.【答案】（1）B （2） B （3）示踪原子能力提升9. 一个质子以1.0X1

6、07 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，则下列说法正确的是（）A.核反应方程为23A1+1H -28SiB.核反应方程为23Al + 1n-28SiC.质子撞铝原子核的过程动量守恒D.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E.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一致【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,即D选项错误，C、E选项正确.【答案】ACE10. 某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的 半衰期和可供利用的射线（见下表），并总结出它们的几种用途.同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期针210a138天锯9028年钻60Y5年锯241433天得99Y6小时氢a3.8天根据上表请你分析判断下面结论正确的是（）A.塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辗后变薄，利用a射线来测定通过轧辗后的薄膜厚度是否均匀B 钴

7、60 的半衰期为 5 年，若取 4 个钴 60 原子核，经10 年后就一定剩下一个原子核C.把放射性元素针210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期不变D 用锝 99 可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达到检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否E.半衰期是一个统计概念，对大量的原子核的衰变才有意义【解析】因为a射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以 A不正确;钴 60 的半衰期为 5 年是指大量钴60 原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此B 错误 C、 E 正确；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99 作为放射源， D正确CDE11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202Pt.制取过程如下：用质子轰击镀靶4Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞20840Hg ，反应过程可能有两种：生成272Pt,放出氯原子核；生成%Pt,放出质子、中子；(3)生成的202Pt发生两次B衰变，变成

8、稳定的原子核汞202Hg.写出上述核反应方程式. 【 导学号：66390050】根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷和质量数，然后写出核反应方程9191(1)4Be+ iH-5B + on.(2) 280Hg+ 1n-202Pt+ 2He； 204Hg + on278Pt+ 21h + on.(3)272PW 202Au + -1e；279Au-202Hg + -1e.【答案】见解析12. 1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用27Co的衰变来验证，其核反应方程是0762-zNi + -ie+ ve.其中ve是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零.(1)在上述衰变方程中，衰变产物ANi的质量数A是,核电荷数Z是(2)在衰变前27co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物 Ni和01e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和0ie,那么衰变过程将违背(3)67co是典型的丫放射源，可用于作物诱变育种.我国应用该方法培育出了 许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万 亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培

9、面积最大.丫射线处理作物后主要引起从而产生可遗传的变异【导学号：66390051】【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：27Co-60Ni + -ie+工e,由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律.原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还是零，则两粒子径迹必在同一直线上.现在发现 Ni和2 e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有 Ni和2e,就一定会违背动 量守恒定律.用丫射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种.【答案】(1)60 28 (2)动量(3)基因突变第4节 相对论的速度变换定律质量和能量的关系第5节 广义相对论点滴爆前预习练1.相对论的速度变换公式：以速度u相对于参考系S运动的参考系S中，一物体沿与u相同方向以速率 v运动时，在参考系 S中，它的速率为.由此可见，物体质量,所以质能方程又可写成2.物体的质量 m与其蕴含的能量 E之间的关系是: ,其蕴含的能量.质量与能量成3 .相对论质量：物体以速度 v运动时的质量 m和它静止时的质量mo之间有如下的关系4 .广义相对论的两个基本原理(1)广义相对性原理：在任何参考系中物理规律都是 .(2)等效原理：一个不受引力

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