人教版高中物理选修23 第五章 第4节 放射性探测和防护 同步测试.docx
《人教版高中物理选修23 第五章 第4节 放射性探测和防护 同步测试.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《人教版高中物理选修23 第五章 第4节 放射性探测和防护 同步测试.docx（16页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。
人教版高中物理选修23第五章第4节放射性探测和防护同步测试
人教版高中物理选修2-3第五章第四节放射性探测和防护同步测试
一、单选题（共10题；共20分）
1.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M1M2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
2.日本东部海域9.0级大地震所引发的福岛核电站泄漏事故，让全世界都陷入了恐慌．下面有关核辐射的相关知识，说法正确的是（）
A. 核泄漏中放射性物质都是天然放射性元素
B. 放射性辐射对人类都是有害的
C. 可以通过改变放射性物质的外部环境来改变放射性衰变的快慢
D. αβγ三种射线中只有γ射线是不带电的
3.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
4.阴极射线是（ ）
A. 光子流
B. 电子流
C. 质子流
D. 中子流
5.同位素是指（）
A. 核子数相同而质子数不同的原子
B. 核子数相同而中子数不同的原子
C. 质子数相同而核子数不同的原子
D. 中子数相同而核子数不同的原子
6.下列应用中把放射性同位素不作为示踪原子的是（ ）
A. 利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
B. 把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律
C. 利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D. 给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病
7.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
8.放射性同位素发出的射线在科研、医疗、生产等诸多方面得到了广泛的应用，下列有关放射线应用的说法中正确的有（）
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危害
9.日本东部海域9.0级大地震所引发的福岛核电站泄漏事故，让全世界都陷入了恐慌．下面关于核辐射说法正确的是（ ）
A. 核泄漏中放射性物质都是天然放射性元素
B. 放射性辐射对人类一定都是有害的
C. α、β、γ三种射线中只有γ射线是不带电的
D. 可以通过改变放射性物质的外部环境来改变放射性衰变的快慢
10.新华社合肥2006年9月28日电，世界领先水平的我国新一代“人造太阳”实验装置EAST28日在安徽合肥首次放电成功，这意味着人类在核聚变能研究利用领域又迈出了新的一步．关于核聚变，以下说法不正确的是（ ）
A. 与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁
B. 世界上已经有利用核聚变能来发电的核电站
C. 要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10﹣15m以内，核力才能起作用
D. 地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核
二、填空题（共3题；共9分）
11.核反应堆中的燃料是________．用石墨、重水等作为________，使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收．用镉棒来________，以控制反应的________，再用水等流体在反应堆内外循环流动，传输反应中产生的热量．
12.如图所示是查得威克发现中子的实验装置示意图，图中粒子X代表的是________粒子，粒子X轰击铍核的核反应方程是________.
13.若用X代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对
的原子来说X=________、y=________、z=________．
三、综合题（共3题；共35分）
14.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．
15.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．
16.汤姆孙测定电子比荷的实验装置如图甲所示．从阴极K发出的电子束经加速后，以相同速度沿水平中轴线射入极板D1、D2区域，射出后打在光屏上形成光点．在极板D1、D2区域内，若不加电场和磁场，电子将打在P1点；若只加偏转电压U，电子将打在P2点；若同时加上偏转电压U和一个方向垂直于纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场（图中未画出），电子又将打在P1点．已知极板长度为L，极板间距为d．忽略电子的重力及电子间的相互作用．
（1）求电子射人极板D1、D2区域时的速度大小；
（2）打在P2点的电子，相当于从D1、D2中轴线的中点O′射出，如图乙中的O′P2所示，已知∠P2O′P1=θ试推导出电子比荷
的表达式；
（3）若两极板间只加题中所述的匀强磁场，电子在极板间的轨迹为一段圆弧，射出后打在P3点．测得圆弧半径为2L、P3与P1间距也为2L，求图乙中P1与P2点的间距a．
答案解析部分
一、单选题
1.【答案】A
【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．
2.【答案】D
【解析】【解答】A、核泄漏中放射性物质有的是人工合成的放射性同位素，并非都是天然放射性元素，故A错误；
B、合理应用放射性辐射可以造福人类，如示踪原子、人工育种等，并非都是有害的，故B错误；
C、放射性衰变的快慢即半衰期是由元素本身决定的，与外部环境无关，故C错误；
D、α射线带正电，β带负电，γ是高频电磁波不带电，故D正确．
故选D．
【分析】正确解答本题需要掌握：
放射性的应用和防护；正确理解半衰期的含义；α、β、γ三种射线性质和应用．
3.【答案】B
【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．
4.【答案】B
【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．
5.【答案】C
【解析】【解答】同位素是质子数相同，而中子数或核子数不同的原子，故C正确，ABD错误；
故选：
C．
【分析】根据质子数相同，而中子数或核子数不同的原子互为同位素来分析解答．
6.【答案】C
【解析】【解答】A、利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况，是利用碘131的放射性，即将碘131作为示踪原子，故A不正确；
B、把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律，是示踪原子的运用，故B不正确；
C、利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹，是利用γ射线穿透能力强，不是示踪原子的运用，故C错误；
D、给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将碘131作为示踪原子，故D不正确；
故选：
C．
【分析】放射性同位素碘131能做示踪原子；γ射线穿透能力强，通常会用于工业探伤．
7.【答案】B
【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．
8.【答案】D
【解析】【解答】A、利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电放出，故A错误；
B、利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用来人体透视，故B错误；
C、DNA变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面，故C错误；
D、γ射线对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故D正确；
故选：
D．
【分析】α射线使空气分子电离成导体，将静电放出；变异并不一定都是有益的；γ射线对人体细胞伤害大．
9.【答案】C
【解析】【解答】A、核泄漏中放射性物质有的是人工合成的放射性同位素，并非都是天然放射性元素，故A错误；
B、合理应用放射性辐射可以造福人类，如示踪原子、人工育种等，并非都是有害的，故B不正确；
C、α射线带正电，β带负电，γ是高频电磁波不带电，故C正确．
D、放射性衰变的快慢即半衰期是由元素本身决定的，与外部环境无关，故D错误；
故选：
C．
【分析】正确解答本题需要掌握：
放射性的应用和防护；正确理解半衰期的含义；α、β、γ三种射线性质和应用．
10.【答案】B
【解析】【解答】A、与裂变相比轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁，故A正确；B、世界上已经有利用核裂变能来发电的核电站，故B错误；
C、要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10﹣15m以内，核力才能起作用，故C正确；
D、地球上聚变燃料的储量十分丰富，从海水中可以提炼出大量核聚变所需的氘核，故D正确；
本题选不正确的，故选B；
【分析】轻核聚变辐射极少，更为安全、清洁，已经有利用核裂变能来发电的核电站，要使轻核发生聚变，必须使它们的距离达到10﹣15m以内．
二、填空题
11.【答案】铀；慢化剂；吸收中子；速度
【解析】【解答】核反应堆中的燃料是铀，用石墨、重水作为慢化剂，使裂变时产生的中子速度减小，易于被铀核吸收．用镉棒来吸收中子，以控制反应速度．
故答案为：
铀，慢化剂，吸收中子，速度．
【分析】核反应堆中的燃料是铀，石墨、重水等可以作为慢化剂，镉棒可以吸收中子，控制反应速度．
12.【答案】α；
【解析】【解答】查得威克发现中子的实验装置示意图，图中粒子X代表的是α粒子，粒子X轰击铍核的核反应方程是
．
故答案为：
【分析】图中粒子X代表的是α粒子，粒子X轰击铍核的核反应方程质量数和电荷数都守恒．
13.【答案】90；90；144
【解析】【解答】
左上角的数为原子的质量数，即234，左下角数值为质子数，即y=90，所以电子数也是X=90，中子数：
z=m﹣y=234﹣90=144
故答案为：
90，90，144
【分析】根据中性原子的质子数=核外电子数，质量数=质子数+中子数来分析，注意核素的表示方法以及其意义．
三、综合题
14.【答案】
（1）
（2）电子经U加速得到速度v0
由eU=
得v0=
=
M/s=4×107m/s．
由evB=
得①
R=
=0.05m=5cm②
Sinα=0.6，cosα=0.8，tanα=0.75③
亮点偏离屏中心的距离：
y=（r﹣rcosα）+20.0tanα=5×（1-0.8）cm+20.0×
cm=16cm；
【解析】【分析】
（1）电子在电场中做直线运动，在磁场中由左手定则判断洛伦兹力方向向上，则电子向上偏转
（2）先由动能定理求出粒子离开电场时获得的速度，然后由牛顿第二定律求出粒子在磁场中圆周运动的半径，亮点偏离荧光屏中心的距离为磁场中竖直方向偏离的距离与做匀速直线运动过程竖直方向的位移之和．
15.【答案】
（1）
（2）电子经U加速得到速度v0
由eU=
得v0=
=
=m/s=4×107m/s．
由evB=
得①
r=
=
m=0.05m=5cm②
sinα=0.6，cosα=0.8，tanα=o.75③
亮点偏离屏中心的距离：
y=（r﹣rcosα）+20.0tanα=5×（1﹣0.8）cm+20.0×0.75cm=16cm；
【解析】【分析】
（1）电子在电场中做直线运动，在磁场中由左手定则判断洛伦兹力方向向上，则电子向上偏转；
（2）先由动能定理求出粒子离开电场时获得的速度，然后由牛顿第二定律求出粒子在磁场中圆周运动的半径，亮点偏离荧光屏中心的距离为磁场中竖直方向偏离的距离与做匀速直线运动过程竖直方向的位移之和．
16.【答案】
（1）电子在极板D1、D2间电场力与洛伦兹力的作用下沿中心轴线运动，即受力平衡，设电子的进入极板间时的速度为v．
由平衡条件有：
evB=eE①
两极板间电场强度：
E=
②
解得：
v=
③
（2）由几何关系得电子射出电场时竖直方向的侧移量：
y=
tan
8④
根据牛顿第二定律，有：
=ma⑤
根据分位移公式，有：
L=vt⑥
y=
⑦
又v=
联立各式得到：
=
⑧
（3）如图所示，极板D1、D2间仅有匀强磁场时，电子做匀速圆周运动，射出磁场后做匀速直线运动，已知r=2L，由几何关系得到：
α=30°⑨
射出磁场后水平方向的距离：
x=
=3L（10）
解得：
a=（
+3L）tanθ=
【解析】【分析】
（1）当电子在极板D1、D2间受到电场力与洛伦兹力平衡时，做匀速直线运动，受力平衡，由平衡条件可求出电子运动速度．
（2）极板间仅有偏转电场时，电子在电场中做类平抛运动，将运动分解成沿电场强度方向与垂直电场强度方向的分运动，然后由牛顿第二定律和运动学公式列式后联立求解，从而可以求出电子比荷
的表达式．（3）极板D1、D2间仅有匀强磁场时，电子做匀速圆周运动，射出磁场后电子做匀速直线运动，画出电子运动的轨迹，根据几何知识求解y．
升级会员 