19-3、4探测射线的方法放射性的应用与防护
《金版教程》2018-2019学年高中物理人教版选修3-5课件：19-3、4
3. 盖革—米勒计数器 优点：放大倍数很大，非常灵敏，用它检测射线十分方 便。缺点： ①不同射线产生的脉冲现象相同，只能用来计数，不能区 分射线种类。 ②如果同时有大量粒子或两个粒子射来的时间间隔小于200 μs，则计数器不能区分它们。
1．在威尔逊云室中如何判断放射线的性质和 带电的正负？ 提示：根据放射线在威尔逊云室中径迹的长短和粗细，可 以知道粒子的性质，把云室放在磁场中，根据带电粒子运动径 迹的弯曲方向，还可以知道粒子所带电荷的正负。
活塞 。实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内 相当于______
形成饱和蒸气，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降
过饱合 状态。粒子穿过该空间时，沿途使 低，酒精蒸气达到________
电离 ，过饱和蒸气就会以这些离子为核心 气体分子______
凝成雾滴 ____________ 于是显示出射线的径迹。
要点一
射线的探测
1. 三种射线在云室中的径迹比较 (1)α粒子的质量比较大，在气体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。
(2)β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，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。 (3)γ粒子的电离本领更小，在云室中一般看不到它的径迹。 2. 不同探测方法的对比 威尔逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和种类 的。
放电 ，电子仪器把这次脉冲记录 瞬间导电，电路中形成一次______
下来。
二、核反应
新原子核 的过 1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生__________
程。 2．原子核的人工转变
卢瑟夫 用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种 (1)1919年_______
第十九章 第3节、第4节
第3节探测射线的方法第4节放射性的应用与防护1．了解探测射线的几种方法，熟悉探测射线的几种仪器。
2．知道核反应及其遵循的规律，会书写核反应方程。
3．知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素。
4．了解放射性同位素在科学与生产领域的应用，了解辐射过量的危害。
一、探测射线的方法探测器材的设计思路：放射线中的粒子会使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生□01雾滴，过热液体会产生气泡。
射线中的粒子会使照相乳胶感光。
射线中的粒子会使□02荧光物质产生荧光。
1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以上下移动，相当于□03活塞。
实验时先往容器内加入少量酒精，使容器内充满酒精的饱和蒸气，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到□04过饱和状态。
粒子穿过该空间时，沿途使气体分子□05电离，过饱和蒸气就会以这些离子为核心□06凝成雾滴，于是显示出射线的径迹。
2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点。
当气泡室内的□07压强突然降低时，液体的□08沸点变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围就有□09气泡形成，显示出粒子的径迹。
3．盖革－米勒计数器它的主要部分是盖革－米勒计数管，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的□10导电圆筒，□11金属丝，里面充入□12惰性气体以及少量□13酒精或溴蒸气。
当射线进入管内时，会使管内气体□14电离，产生的□15电子在电场中加速，再与管内气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，正离子到达阴极，电路中形成一次脉冲□16放电，电子仪器把脉冲次数记录下来。
二、核反应1．定义：原子核在其他粒子的轰击下产生□01新原子核的过程。
2．原子核的人工转变(1)1919年□02卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子。
探测射线的方法
1934年，约里奥—居里夫妇 发现α粒子轰
击的铝片中含有放射性磷 1350：P
4 2
H
e
+
27 13
Al
P 30
15
+
1 0
n
反应生成物 P 是磷的一种同位素，
自然界没有天然的 ，1350它P是通过核
反应生成的人工放射性同位素。
P 30
15
30 14
Si
放射性物质相比，人造放 射性同位素有以下特点：
19.3 探测射线的方法
探测射线的方法
虽然放射线看不见，但是我们可以根据一些 现象来探知放射线的存在，这些现象主要是：
1、使气体或 液体电离
2、使照相底 片感光
3、使荧光物 质产生荧光
·威尔逊云室利用了射线的电离本 领。
观察射线在云室中的径迹(轨迹见教材)：
a 射线在云室中的径迹：直而粗
原因：a 粒子质量大，不易改变方向，电离 本领大，沿途产生的离子多。
第十九章 原子核 §4 放射性的应用与防护
一、核反应
1、卢瑟福用α粒子轰击氮核，生成质子和氧17. 第一次实现了原子核的人工转变。
14 7
N
+
4 2
H
e
17 8
O
+
1 1
H
荧 光 屏
氮气
α射线 铝 箔 显微镜
2、查德威克用α粒子轰击铍核发现中子 n：
9 4
Be
+
4 2
He
162C
+
1 0
n
用α粒子、质子、中子等去轰击其它元素 的原子核，也都产生类似的转变。
2、下列关于放射线的说法中不正确的是 (D)
19.3探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护
课题 19.3探测射线的方法 19.4放射性的应用与防护学习目标学习重难点学法指导预习评价课堂学习流程设计【课程导学】(一) 放射线的粒子探测方法1．使气体电离，这些离子可使过饱和汽产生云雾或使过热液体产生气泡；2．使照相底片感光；3．使荧光物质产生荧光．(二) 核反应1． 什么是核反应？2．核反应的特点？（核反应过程中那些物理量是守恒的）H O He N 1117842147+→+nC He Be 101264294+→+（三）人工放射性同位素1．放射性同位素：有些同位素具有放射性，叫做放射性同位素。
放射性同位素有天然和人造两种，它们的化学性质相同。
2．人工放射性同位素Al He P3．人工放射性同位素的优点：4．凡是用到射线时，都用人造放射性同位素（四）放射性同位素的应用：（五）辐射与安全【范例精析】例题：（1）1123Na俘获1个α粒子后放出1个质子（2）1327Al俘获1个α粒子后放出1个中子（3）816O俘获1个中子后放出1个质子（4）1430Si俘获1个质子后放出1个中子达标检测A类1关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（）A．做示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器检测的特点B．做示踪原子是利用放射性同位素贯穿能力很强的性质C．γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤是利用了γ射线电离能力很强的性质2下列应用中，把放射性同位素作为示踪原子的是（）A．γ射线探伤仪B．利用含有放射性碘131的油，检测地下油管的漏油情况C．利用钴60治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性元素在农作物内转移和分布的情况，找出合理施肥的规律3原子核物理的知识可以应用到下列几项工作中，其中不是放射现象应用的是( )A．检查金属板内部的砂眼B．处理种子，使农作物增产C．核能发电D．检查和治疗恶性肿瘤4在医疗上，用放射性钴60放出的γ射线治疗肿瘤，其原理是利用了γ射线的( )A．电离作用，使肿瘤细胞转化B．穿透本领，导致基因突变C．高能量，杀死肿瘤细胞D．热作用，减轻病人痛苦B类5贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235 以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲能力，而且残留物可长期对环境起破坏作用，这种破坏作用的原因是（）A．爆炸的弹片存在放射性B．未爆炸的部分存在放射性C．铀的衰变速率很快D．铀的半衰期很长6关于放射性同位素，下列说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，衰变规律一样B．放射性同位素衰变可以生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的，不能用人工方法测得D．以上说法都不对7用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后生成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )A．质子，α衰变B．电子，α衰变C．α粒子，β衰变D．正电子，β衰变8下列原子核反应式中,x代表α粒子的反应式是()。
探测射线的方法 放射性的应用与防护 课件
【解题指导】在深刻理解射线特性的基础上分析此题. 【标准解答】选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，将静电导出，A错误；γ 射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误； 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，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定 有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确.
在利用放射性的同时，要注意保护生态环境，从而实现可持 续发展.
【典例3】关于放射性同位素应用的下列说法中正确的是( ) A.放射线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，也能进行人体透视 C.用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优 良的品种 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
三、放射性同位素及其应用
1.放射性同位素 (1)放射性同位素的分类： ①天然放射性同位素. ②人工放射性同位素. (2)人工放射性同位素的优势 ①放射强度容易控制.②可制成各种所需的形状.③半衰期短， 废料易处理.
2.放射性的应用 (1)放射出的射线的利用 ①利用γ射线的贯穿本领:利用60Co放出的很强的γ射线来检 查金属内部有没有砂眼和裂纹，这叫γ射线探伤.利用γ射线 可以检查30 cm厚的钢铁部件，利用放射线的贯穿本领，可用 来检查各种产品的厚度、密封容器中的液面高度等，从而自 动控制生产过程. ②利用射线的电离作用：放射线能使空气电离，从而可以消 除静电积累，防止静电产生的危害.
二、核反应及核反应方程
1.核反应的条件:用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击 原子核使原子核发生转变. 2.核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核碰撞将 原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变.
_第十九章_原子核_学案
第十九章原子核19．1 原子核的组成【学习目标】1.知道什么是天然放射现象．2．知道三种射线的本质和区分方法．3．知道原子核的组成，知道什么是同位素．【重点难点】1.三种射线的本质特征和区分方法．2．原子核的组成．【易错问题】根据发生β衰变时放出电子，误认为电子是原子核的组成部分．【自主学习】一、天然放射现象1．1896年，法国物理学家________发现，铀和含铀矿物都能发出看不见的射线，这种射线可以穿透黑纸使照相底版感光．物质发射射线的性质称为_______，具有放射性的元素称___________．2．玛丽·居里和她的丈夫皮埃尔·居里发现了两种放射性更强的新元素，命名为___、___．3．放射性元素自发地发出射线的现象叫____________，原子序数大于或等于___的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能放出射线．二、射线到底是什么1．α射线实际上就是_________，速度可达到光速的1/10，其_____能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米，用_________就能把它挡住．2．β射线是高速_______，它速度很大，可达光速的99%，它的穿透能力较强，_____能力较弱，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的_____．3．γ射线呈电中性，是能量很高的______，波长很短，在10－10 m以下，它的_____作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的_____和几十厘米厚的混凝土．三、原子核的组成1．质子的发现：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了_____，质子的实质是氢原子核．2．中子的发现：卢瑟福的学生查德威克通过实验证实了____的存在．3．原子核的组成：原子核是由____组成，质子和中子统称为____．4．原子核的符号：A Z X，其中X表示元素的符号，A表示核的______，Z表示_______．5．同位素：具有相同______而______不同的原子核，在元素周期表中处于_________．它们互称为同位素．例如，氢有三种同位素11H、21H、31H.【基础达标】1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福 B．贝可勒尔C．爱因斯坦 D．查德威克2．放射性元素发射出α、β、γ三种射线，以下说法中正确的是( ) A．α射线是由不带电的粒子组成B．β射线是由带正电的粒子组成C．γ射线的贯穿本领最强D．γ射线的电离本领最强3．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的4．氢有三种同位素，分别是氕11H、氘21H、氚31H，则( )A．它们的质子数相等B．它们的核外电子数相等C．它们的核子数相等D．它们的中子数相等5．一个原子核为21083Bi，关于这个原子核，下列说法中正确的是( ) A．核外有83个电子，核内有127个质子B．核外有83个电子，核内有83个质子C．核内有83个质子，127个中子D．核内有210个核子19．2 放射性元素的衰变【学习目标】1.知道衰变的概念，知道原子核衰变时遵守的规律．2．知道α、β衰变的实质，知道γ射线是怎样产生的．3．知道什么是半衰期，知道半衰期的统计意义，会利用半衰期解决相关问题． 【重点难点】：1.α、β衰变的实质及衰变规律．2．对半衰期概念的理解和利用半衰期解决相关问题． 【易错问题】：因认识不到半衰期是一个统计规律概念而出错．【自主学习】一、原子核的衰变1．衰变：原子核由于放出______或_______而转变为新核的变化．2．衰变形式：常见的衰变有两种，放出α粒子的衰变为______，放出β粒子的衰变叫β衰变，而γ射线是伴随α射线或β射线产生的．3．衰变方程：(1)α衰变：23892U →23490Th ＋42He(2)β衰变：23490Th →23491Pa ＋0－1e 4．衰变规律原子核衰变时，遵循两个守恒定律，其一是_______守恒，其二是_______守恒． 二、半衰期1．概念：放射性元素的原子核有____发生衰变需要的时间叫半衰期，放射性元素的半衰期描述的是大量原子核的统计规律．2．特点：半衰期与放射性元素的物理、化学状态_______，只由核的内部因素决定，不同的元素有____的半衰期．课堂练习1．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( ) A ．原子核全部衰变所需时间的一半 B ．原子核有半数发生衰变所需的时间 C ．相对原子质量减少一半所需的时间 D ．元素质量减少一半所需的时间2．如果某种元素发生β衰变，则下列说法中正确的是( ) A ．质量数发生变化B ．质子数增加，中子数不变C ．质子数不变，中子数增加D ．质子数增加，中子数减少3．关于放射性元素的半衰期，以下说法中正确的是( ) A ．同种放射性原子核在化合物中的半衰期比在单质中长 B ．升高温度可使放射性元素的半衰期缩短C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩1个了D ．氡的半衰期为3.8天，若有4 g 氡，经过7.6天就只剩1 g 了4．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．925．一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6000次．若将它注射到一位病人的血管中，15 h后从该病人身上抽取10 mL血液，测得此血样每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期为5 h，求此病人全身血液总量．19.3 探测射线的方法19.4 放射性的应用与防护【学习目标】1.知道探测射线的方法．2．掌握核反应的概念和原子核的人工转变．3．知道放射性同位素，了解放射性的应用和防护．【重点难点】1.原子核的人工转变．2．放射性同位素的特点和应用．【易错问题】：误认为只要遵守质量数和电荷数守恒写出的核反应方程都是正确的．【自主学习】一、探测射线的方法探测器材的设计思路：粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气体会产生_____，过热液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中的粒子会使_________产生荧光．1．威耳逊云室其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部是一个可在小范围活动的____．实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度降低，酒精蒸气达到_______状态．粒子穿过该空间时，沿途使气体分子______产生离子，过饱和蒸气就会以这些离子为核心__________，于是显示出射线的径迹．2．气泡室与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内的_____突然降低时，液体的_____变低，因此液体过热，粒子通过液体时在它周围有气泡形成，显示出粒子的径迹来．3．盖革－米勒计数器它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一个接在电源负极上的________，筒内中间有一根接电源正极的_______，里面充入惰性气体以及少量_________蒸气．当射线通过管内时，会使气体______，产生的_____在电场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离，产生电子……一个粒子进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就形成一次瞬间导电，电路中形成一次_________，电子仪器把这次脉冲记录下来．二、核反应1．定义：原子核在_________的轰击下产生________的过程．2．原子核的人工转变(1)1919年_______用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生一个质子．(2)卢瑟福发现质子的核反应过程：__________________.3．遵循规律：_______守恒，_______守恒．三、人工放射性同位素1．放射性同位素的定义：有些同位素具有________，叫做放射性同位素．2．人工放射性同位素的发现(1)1934年约里奥居里夫妇发现经过α粒子轰击的铝片中含有放射性同位素____.(2)发现磷同位素的过程：_________________.四、放射性同位素的应用共有两个方面：一方面是应用它的______．另一方面是作___________． 五、辐射与安全人类从来就生活在有放射性的环境之中，_____的射线对人体组织有破坏作用．要防止_____________对水源、空气、用具等的污染． 【基础达标】1．医学界通过14C 标记的C 60发现一种C 60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA 抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C 的用途是( )A ．示踪原子B ．电离作用C ．催化作用D ．贯穿作用2．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A ．γ射线具有很强的贯穿本领B ．γ射线具有很强的电离作用C ．γ射线具有很高的能量D ．γ射线能很容易地绕过阻碍物达到目的地3．贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物可长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是( )A ．由于爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害B ．爆炸后的弹片不会对人体产生危害C ．铀238的衰变速率很快D ．铀的半衰期很长4．用高能8636Kr(氪)离子轰击20882Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )A ．其质子数为122B ．其质量数为294C ．其原子序数为118D ．其中子数为90解析：选C.核反应方程为208 82Pb ＋8636Kr ―→10n ＋293118X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C. 5．写出下列原子核人工转变的核反应方程． (1)2311Na(钠核)俘获1个α粒子后放出1个质子； (2)2713Al(铝核)俘获1个α粒子后放出1个中子； (3)16 8O(氧核)俘获1个中子后放出1个质子； (4)3014Si(硅核)俘获1个质子后放出1个中子．6．关于放射性同位素的作用，下面说法正确的是( )A ．利用射线的穿透性检查金属制品，测量物体的密度和厚度B ．利用射线的电离本领消除有害的静电积累C ．利用射线的生理效应来消毒、杀菌和治疗肿瘤D ．利用放射性同位素作示踪原子7．下列有关放射性同位素3015P 的说法中正确的是( )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8．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )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危害 9．以下几个核反应方程中，粒子X 代表中子的方程是( ) A.14 7N ＋42He ―→17 8O ＋X B.94Be ＋42He ―→12 6C ＋X C.3015P ―→3014Si ＋X D.14 6C ―→14 7N ＋X10．三个原子核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生成Z 核并放出一个氦核(42He)．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11．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12．用中子轰击氧原子核的核反应方程式16 8O ＋10n →a 7N ＋0b X ，对式中X 、a 、b 的判断正确的是( ) A ．X 代表中子，a ＝17，b ＝1 B ．X 代表电子，a ＝17，b ＝－1 C ．X 代表正电子，a ＝17，b ＝1 D ．X 代表质子，a ＝17，b ＝113．用中子轰击铝27，产生钠24和X 粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则X 粒子和钠的衰变过程分别是( )A ．质子、α衰变B ．电子、α衰变C ．α粒子、β衰变D ．正电子、β衰变14.图19－3－2如图19－3－2所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将一静止的放射性14C 放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E 垂直，a 、b 均表示长度)．则(1)14C 发生衰变时所放射出的粒子是________．(2)14C 发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是________(填“①”或“②”)． (3)14C 的衰变方程是________________________________________________________________________． (4)简要推导发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比．15．1930年科学家发现钋放出的射线贯穿能力极强，它甚至能穿透几厘米厚的铅板，1932年，英国年轻物理学家查德威克用这种未知射线分别轰击氢原子和氮原子，结果打出一些氢核和氮核．若未知射线均与静止的氢核和氮核正碰，测出被打出的氢核最大速度为v H＝3.5×107 m/s，被打出的氮核的最大速度v N＝4.7×106m/s，假定正碰时无机械能损失，设未知射线中粒子质量为m，初速度为v，质子的质量为m′.(1)推导被打出的氢核和氮核的速度表达式；(2)根据上述数据，推算出未知射线中粒子的质量m与质子的质量m′之比(已知氮核质量为氢核质量的14倍)．【学习目标】1.知道核力是只存在于相邻核子间的短程强相互作用力．2．会根据质量数守恒和电荷数守恒写出核反应方程．3．认识原子核的结合能，并能根据质量亏损利用质能方程计算结合能．【重点难点】：1.对爱因斯坦质能方程的理解．2．原子核的结合能的计算．【易错问题】：误认为在核反应中质量与能量发生了相互转化．【自主学习】一、核力与四种基本相互作用1．核力：原子核里的____间存在着相互作用的核力，_____把核子紧紧地束缚在核内，形成稳定的原子核．2．核力特点：(1)核力是___相互作用的一种表现，在它的作用范围内，核力比库仑力大得多．(2)核力是______，作用范围在___________之内．(3)每个核子只跟_____的核子发生核力作用，这也称为核力的________．3．基本相互作用：(1)长程力：一种是________，另一种是________．(2)短程力：一种是____，另一种是_____．弱力是引起β衰变的原因．二、原子核中质子与中子的比例自然界中较轻的原子核，质子数与中子数________，但对于较重的原子核，中子数_____质子数，越重的元素，两者相差____．三、结合能原子核是核子结合在一起构成的，要把它们分开，也需要能量，这就是原子核的结合能．结合能并不是由于核子结合成原子核而具有的能量，而是为把核子分开而需要的能量．四、质量亏损1．爱因斯坦质能方程_______.(1)物体具有的能量与它的质量成正比，物体的能量增大了，质量也_____；能量减小，质量也_____．(2)任何质量为m的物体都具有大小相当于 ___的能量．(3)在国际单位制中E、m、c的单位分别取___、____、______．(4)由E＝mc2得ΔE＝_____，ΔE对应着Δm质量的能量．2．质量亏损：原子核的质量_____组成它的核子的质量之和的现象．【基础达标】1．(2009年高考浙江卷)氦原子核由两个质子与两个中子组成，这两个质子之间存在着万有引力、库仑力和核力，则3种力从大到小的排列顺序是( )A．核力、万有引力、库仑力B．万有引力、库仑力、核力C．库仑力、核力、万有引力D．核力、库仑力、万有引力2．核子结合成原子核或原子核分解为核子时，都伴随着巨大的能量变化，这是因为( )A．原子核带正电，电子带负电，电荷间存在很大的库仑力B．核子具有质量且相距很近，存在很大的万有引力C．核子间存在着强大的核力D．核子间存在着复杂的电磁力3．对公式ΔE＝Δmc2，下列说法中正确的是( )A．能量可以转化为质量B．质量可以转化为能量C．能量的转化与质量的转化是成比例的D．在核反应中，能量与质量都不守恒的初动能是0.6 MeV，质子、α粒子和锂核的质量分别是1.0073 u、4.0015 u和7.0160 u．已知1 u相当于931.5 MeV，则下列叙述中正确的是( )A．此反应过程质量减少0.0103 uB．生成的两个α粒子的动能之和是18.3 MeV，与实验相符C．核反应中释放的能量是18.9 MeV，与实验相符D．若生成的两个α粒子的动能之和是19.5 MeV，与实验相符5．一个锂核(73Li)受到一个质子的轰击，变成两个α粒子．已知一个氢原子核的质量是1.6736×10－27 kg，一个锂核的质量是11.6505×10－27 kg，一个氦核的质量是6.6466×10－27 kg.(1)试写出这一过程的核反应方程；(2)计算这一过程中的质量亏损；(3)计算这一过程中所释放的核能．【能力提升】1．关于结合能，下列说法中正确的有( )A．核子结合成原子核时，需吸收的能量B．核子结合成原子核时，能放出的能量C．不同的核子结合成原子核时，所需吸收的能量相同D．使一个氘核分解成一个中子和一个质子时，吸收的能量是一个恒定值2．关于爱因斯坦质能方程的下列看法中正确的是( )A．E＝mc2中的E是物体以光速运动的动能B．E＝mc2是物体的核能C．E＝mc2反映了一定的质量与一定的能量有相当的关系D．ΔE＝Δmc2表示发生的质量亏损Δm变为能量放出去3．某核反应方程为21H＋31H→42He＋X.已知21H的质量为2.0136 u，31H的质量为3.0180 u，42He的质量为4.0026 u，X的质量为1.0087 u．则下列说法中正确的是( )A．X是质子，该反应释放能量B．X是中子，该反应释放能量C．X是质子，该反应吸收能量D．X是中子，该反应吸收能量4．质子的质量为m p，中子的质量为m n，它们结合成质量为m的氘核，放出的能量应为( )A．(m p＋m n－m)c2B．(m p＋m n)c2C．mc2D．(m－m p)c25．下列说法中正确的是( )A．爱因斯坦质能方程反映了物体质量就是能量，它们之间可以互相转化B．由E＝mc2可知，能量与质量之间存在着正比关系，可以用物体的质量作为它所蕴含能量的量度C．核反应中发现的“质量亏损”是消失的质量转化成的D．因在核反应中产生能量，有质量的转化，所以系统只有质量数守恒，系统的总能量和总质量并不守恒中子轰击硫原子，分别测出原子捕获中子前后质量的变化以及核反应过程中放出的能量，然后进行比较，精确验证了质能方程的正确性．设捕获中子前的原子质量为m 1，捕获中子后的原子质量为m 2，被捕获的中子质量为m 3，核反应过程放出的能量为ΔE ，则这一实验需验证的关系式是( )A ．ΔE ＝(m 1－m 2－m 3)c 2B ．ΔE ＝(m 1＋m 3－m 2)c 2C ．ΔE ＝(m 2－m 1－m 3)c 2D ．ΔE ＝(m 2－m 1＋m 3)c 27．中子n 、质子p 、氘核D 的质量分别为m n 、m p 、m D .现用光子能量为E 的γ射线照射静止氘核使之分解，反应方程为γ＋D →p ＋n.若分解后的中子、质子的动能可视为相等，则中子的动能是( ) A.12[(m D －m p －m n )c 2－E ] B.12[(m p ＋m n －m D )c 2＋E ] C.12[(m D －m p －m n )c 2＋E ] D.12[(m p ＋m n －m D )c 2－E ] 8．中子和质子结合成氘核时，质量亏损为Δm ，相应的能量ΔE ＝Δmc 2＝2.2 MeV 是氘核的结合能．下列说法正确的是( )A ．用能量小于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核不能分解为一个质子和一个中子B ．用能量等于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零C ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和为零D ．用能量大于2.2 MeV 的光子照射静止氘核时，氘核可能分解为一个质子和一个中子，它们的动能之和不为零9．氘核和氚核聚变时的核反应方程为21H ＋31H →42He ＋10n.已知31H 的平均结合能是2.78 MeV ，21H 的平均结合能是1.09 MeV ，42He 的平均结合能是7.03 MeV ，试计算核反应时释放的能量．10．已知210 84Po 原子核质量为209.98287u ，206 82Pb 原子核的质量为205.97446 u ，42He 原子核的质量为4.00260u ，静止的210 84Po 核在α衰变中放出α粒子后变成20682Pb ，求：(1)在衰变过程中释放的能量；(2)α粒子从Po 核中射出时的动能；(3)反冲核的动能(已知1 u ＝931.5 MeV ，且核反应释放的能量只转化为动能)．19．6 重核的裂变【学习目标】1.知道什么是裂变、什么是聚变，了解裂变和聚变的特点．2．知道链式反应，并能计算裂变释放的核能．3．会写出聚变反应方程并能计算聚变释放的核能．4．了解基本粒子、夸克模型及宇宙的演化．【重点难点】：裂变、聚变释放的核能的计算．【易错问题】：对聚变比裂变反应释放的能量的大的说法认识不清．【自主学习】一、核裂变1．定义：重核分裂成质量较小的核，释放出核能的反应．2．链式反应：当一个_____引起一个铀核裂变后，裂变中放出的中子再引起其他铀核裂变，且能不断继续下去，这种反应叫核裂变的链式反应．典型反应方程：23592U＋1n→14456Ba＋8936Kr＋31n.3．链式反应的条件：发生裂变物质的体积大于等于_________或裂变物质的质量大于等于临界质量．二、核电站1．工作原理现以压水式反应堆核电站为例，讨论电站的工作原理，压水式反应堆核电站包括：压水堆本体，由蒸汽发生器、称压器、主泵构成的一回路系统，二回路系统，汽轮发电机组以及为支持系统正常运行并保证反应堆安全而设置的辅助系统，回路系统是蒸汽供应系统，将反应堆释放的内能，由冷却剂带到蒸汽发生器中，产生蒸汽；二回路系统是蒸汽驱动汽轮发电机组进行发电的系统，与常规火电厂汽轮发电系统基本相同．2．核燃料：目前核电站反应堆以_____为燃料．3．___________是核电站的心脏，它是一种用人工控制链式反应的装置，可以使核能较平缓地释放出来，裂变反应堆的结构和工作原理。
2019年整理人教版新课标高中物理全部目录资料
人教版高中物理目录高中物理新课标教材•必修1物理学与人类文明第一章运动的描述1质点参考系和坐标系2时间和位移3运动快慢的描述——速度4实验：用打点计时器测速度5速度变化快慢的描述——加速度第二章匀变速直线运动的研究1实验：探究小车速度随时间变化的规律2匀变速直线运动的速度与时间的关系3匀变速直线运动的位移与时间的关系4匀变速直线运动的速度与位移的关系5自由落体运动6伽利略对自由落体运动的研究第三章相互作用1重力基本相互作用2弹力3摩擦力4力的合成5力的分解第四章牛顿运动定律1牛顿第一定律2实验：探究加速度与力、质量的关系3牛顿第二定律4力学单位制5牛顿第三定律6用牛顿运动定律解决问题（一）7用牛顿运动定律解决问题（二）学生实验课题研究课外读物高中物理新课标教材•必修2第五章曲线运动1.曲线运动2.平抛运动3.实验：研究平抛运动4.圆周运动5.向心加速度6.向心力7.生活中的圆周运动第六章万有引力与航天1.行星的运动2.太阳与行星间的引力3.万有引力定律4.万有引力理论的成就5.宇宙航行6.经典力学的局限性第七章机械能守恒定律1.追寻守恒量一一能量2.功3.功率4.重力势能5.探究弹性势能的表达式6.实验：探究功与速度变化的关系7.动能和动能定理8.机械能守恒定律9.实验：验证机械能守恒定律10.能量守恒定律与能源高中物理新课标教材•选修1-1第一章电场电流一、电荷库仑定律二、电场三、生活中的静电现象四、电容器五、电流和电源六、电流和热效应第二章磁场一、指南针与远洋航海二、电流的磁场三、磁场对通电导线的作用四、磁场对运动电荷的作用五、磁性材料第三章电磁感应一、电磁感应现象二、法拉第电磁感应定律三、交变电流四、变压器五、高压输电六、自感现象涡流七、课题研究：电在我家中第四章电磁波及其应用一、电磁波的发现二、电磁波谱三、电磁波的发射和接收四、信息化社会五、课题研究：社会生活中的电磁波附录课外读物推荐高中物理新课标教材•选修1-2致同学们第一章分子动理论内能一、分子及其热运动二、物体的内能三、固体和液体四、气体第二章能量的守恒与耗散一、能量守恒定律二、热力学第一定律三、热机的工作原理四、热力学第二定律五、有序、无序和熵六、课题研究：家庭中的热机第三章核能一、放射性的发现二、原子与原子核的结构三、放射性衰变四、裂变和聚变五、核能的利用第四章能源的开发与利用一、热机的发展与应用二、电力和电信的发展与应用三、新能源的开发四、能源与可持续发展五、课题研究：太阳能综合利用的研究高中物理新课标教材•选修2-1第一章电场直流电路第1节电场第2节电源第3节多用电表第4节闭合电路的欧姆定律第2章磁场第1节磁场磁性材料第2节安培力与磁电式仪表第3节洛伦兹力和显像管第3章电磁感应第1节电磁感应现象第2节感应电动势第3节电磁感应现象在技术中的应用第4章交变电流电机第1节交变电流的产生和描述第2节变压器第3节三相交变电流第5章电磁波通信技术第1节电磁场电磁波第2节无线电波的发射、接收和传播第3节电视移动电话第4节电磁波谱第6章集成电路传感器第1节晶体管第2节集成电路第3节电子计算机第4节传感器高中物理新课标教材•选修2-2第1章物体的平衡第1节共点力平衡条件的应用第2节平动和转动第3节力矩和力偶第4节力矩的平衡条件第5节刚体平衡的条件第6节物体平衡的稳定性第2章材料与结构第1节物体的形变第2节弹性形变与范性形变第3节常见承重结构第3章机械与传动装置第1节常见的传动装置第2节能自锁的传动装置第3节液压传动第4节常用机构第4章热机第1节热机原理热机效率第2节活塞式内燃机第3节蒸汽轮机燃气轮机第4节喷气发动机第5章制冷机第1节制冷机的原理第2节电冰箱第3节空调器高中物理新课标教材•选修2-3第一章光的折射第1节光的折射折射率第2节全反射光导纤维第3节棱镜和透镜第4节透镜成像规律第5节透镜成像公式第2章常用光学仪器第1节眼睛第2节显微镜和望远镜第3节照相机第3章光的干涉、衍射和偏振第1节机械波的衍射和干涉第2节光的干涉第3节光的衍射第4节光的偏振第4章光源与激光第1节光源第2节常用照明光源第3节激光第4节激光的应用第5章放射性与原子核第1节天然放射现象原子结构第2节原子核衰变第3节放射性同位素的应用第4节射线的探测和防护第6章核能与反应堆技术第1节核反应和核能第2节核裂变和裂变反应堆第3节核聚变和受控热核反应高中物理新课标教材•选修3-1第一章静电场1电荷及其守恒定律2库仑定律3电场强度11电势能和电势12电势差6电势差与电场强度的关系7静电现象的应用8 电容器的电容9带电粒子在电场中的运动第二章恒定电流1电源和电流2电动势3欧姆定律4串联电路和并联电路5焦耳定律6导体的电阻7闭合电路的欧姆定律8多用电表的原理9实验：练习使用多用电表10实验：测定电池的电动势和内阻11简单的逻辑电路第三章磁场1磁现象和磁场2磁感应强度3几种常见的磁场4通电导线和磁场中受到的力5运动电荷在磁场中受到的力6带电粒子在匀强磁场中的运动高中物理新课标教材•选修3-2第四章电磁感应1划时代的发现2探究感应电流的产生条件3楞次定律4法拉第电磁感应定律5电磁感应现象的两类情况6互感和自感7涡轮流、电磁阻尼和电磁驱动第五章交变电流1交变电流2描述交变电流的物理量3电感和电容对交变电流的影响4变压器5电能的输送第六章传感器1传感器及其工作原理2传感器的应用3实验：传感器的应用附录一些元器件的原理和使用要点课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-3第七章分子动理论1物体是由大量分子组成的2分子的热运动3分子间的作用力4温度和温标5内能第八章气体1气体的等温变化2气体的等容变化和等压变化3理想气体的状态方程4气体热现象的微观意义第九章固体、液体和物态变化1固体2液体3饱和汽与饱和汽压4物态变化中的能量交换第十章热力学定律1功和内能2 热和内能3热力学第一定律能量守恒定律4热力学第二定律5热力学第二定律的微观解释6能源和可持续发展课题研究普通高中课程标准实验教科书物理选修3-4第十一章机械振动1简谐运动2简谐运动的描述3简谐运动的回复力和能量4单摆5外力作用下的振动第十二章机械波1波的形成和传播2波的图象3波长、频率和波速4波的衍射和干涉5多普勒效应6惠更斯原理第十三章光1光的反射和折射2全反射3光的干涉4实验：用双缝干涉测量光的波长5光的衍射6光的偏振7光的颜色色散8激光第十四章电磁波1电磁波的发现2电磁振荡3电磁波的发射和接收4电磁波与信息化社会5电磁波谱第十五章相对论简介1相对论的诞生2时间和空间的相对性3狭义相对论的其他结论4广义相对论简介课题研究高中物理新课标教材•选修3-5第十六章动量守恒定律1实验：探究碰撞中的不变量2动量和动量定理3动量守恒定律4碰撞5反冲运动火箭第十七章波粒二象性1能量量子化2光的粒子性3粒子的波动性4概率波5不确定性关系第十八章原子结构1 电子的发现2原子的核式结构模型3氢原子光谱4玻尔的原子模型第十九章原子核1原子核的组成2放射性元素的衰变3探测射线的方法4放射性的应用与防护5核力与结合能6重核的裂变7核聚变8粒子和宇宙。
19.3原子核探测射线的方法放射性的应用与防护
类第一次打开了原子核的大门。
为了认定新粒子，把新粒子引进电场和磁 场，测出了它的质量和电量，确认与氢核 相同：带有一个单位的正电量，质量是电 子质量的1800 多倍。卢瑟福把它叫做质 子．质子的符号是 H 或 P
在云室里做卢瑟福实验，还可以根据径迹 了解整个人工转变的过程．英国物理学家 布拉凯特在所拍摄的两万多张照片的40多 万条α粒子径迹中，发现了８条产生分叉的 记录．
被不同剂量γ射线照射后的马铃薯8个月后的 情况，左上方的马铃薯没经过γ射线照射，右下
方的被γ射线照射的剂量最大，左下方保存最好的
马铃薯被γ射线照射的剂量适中。
“鲁棉一号”就是山东省棉花研究所的科技人 员应用放射性同位素钴-60放出的伽玛射线处 理棉花杂交的后代育成的．
（2）作为示踪原子：用于工业、农业及生物
27 13
Al He P n
4 2 30 15 1 0
反应生成物P是磷的一种同位素，也有放 射性，像天然放射性元素一样发生衰变， 衰变时放出正电子，核衰变方程如下：
30 15
P Si e
30 14 0 1
用人工方法得到放射性同位素，这是一个 很重要的发现．后来人们用质子、氘核、 中子和光子轰击原子核，也得到了放射性 同位素．
2）、衰变过程不可逆，所以用箭头，不用等号
3）、由实验决定，不凭空编造
核反应
卢瑟福在实验中发现，往容器Ｃ中通入氮气后，在荧 光屏Ｓ上出现了闪光，这表明，有一种新的能量比α粒 子大的粒子穿过铝箔，撞击在Ｓ屏上，这种粒子肯定 是在α粒子击中某个氮核而使该核发生变化时放出的。 这样，卢瑟福通过人工方法实现了原子核的转变，人
人工放射性同位素
1934年，约里奥· 居里和伊丽芙· 居里在用粒子 轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还 探测到了正电子，正电子的质量跟电子相同， 所带电荷与电子相反，为一个单位的正电荷， 更意外的是，拿走放射源后，铝箔虽不再发 射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放 射性也有一定的半衰期．原来，铝核被粒子 击中后发生了下性同 位素： 1、放射强度容易控制 2、可以制成各种需要的形状 3、半衰期更短 4、放射性废料容易处理
第3章 第3节 放射性的应用与防护
第3节放射性的应用与防护学习目标知识脉络1.知道什么是放射性同位素和人工放射性同位素．(重点)2．理解放射性在消费和科学领域的应用．(重点)2．知道放射性污染及其对人类和自然产生的严重危害，理解防护放射性的措施，建立防范意识．(重点)[先填空]1．放射性同位素的应用主要分为两类：一是利用射线的电离作用、穿透才能等性质；二是作为示踪原子．2．射线特性的利用(1)辐射育种、食品辐射保存、放射性治疗等．(2)放射性同位素电池：把放射性同位素衰变时释放的能量转换成电能的装置．(3)γ射线探伤：利用了γ射线穿透才能强的特点．3．作为示踪原子：用仪器探测放射性同位素放出的射线，可以查明放射性元素的行踪，好似带有“标记〞一样．人们把具有这种用处的放射性同位素叫作示踪原子．[再判断]1．利用放射性同位素放出的γ射线可以给金属探伤．(√)2．利用放射性同位素放出的射线消除有害的静电积累．(√)3．利用放射性同位素放出的射线保存食物．(√)[后考虑]放射性元素为什么能做示踪原子？【提示】由于放射性同位素不断发出辐射，无论它运动到哪里，都很容易用探测器探知它的下落，因此可以用作示踪物来区分其他物质的运动情况和变化规律．这种放射性示踪物称为示踪原子或标记原子．[核心点击]1．分类：可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．2．人工放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制；(2)可以制成各种所需的形状；(3)半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理．因此，但凡用到射线时，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线．①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；②农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期等；③医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有一样的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．1．(多项选择)以下关于放射性同位素的一些应用的说法中正确的选项是()A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C．利用射线改进品种是因为射线可使DNA发生变异D．放射性同位素的半衰期是一样的【解析】消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，A错误；探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改进品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C正确；不同的放射性同位素的半衰期是不同的，D错误．【答案】BC2．(多项选择)以下说法正确的选项是()A．给农作物施肥时，在肥料里放一些放射性同位素，是因为农作物吸收放射性同位素后生长更好B．输油管道漏油时，可以在输的油中放一些放射性同位素探测其射线，确定漏油位置C．天然放射元素也可以作为示踪原子加以利用，只是含量较少，经济上不划算D．放射性元素被植物吸收，其放射性不会发生改变【解析】放射性元素与它的同位素的化学性质一样，但是利用放射性元素可以确定农作物在各季节吸收含有哪种元素的肥料．无论植物吸收含放射性元素的肥料，还是无放射性肥料，植物生长是一样的，A错误；人工放射性同位素，含量易控制，衰变周期短，不会对环境造成永久污染，而天然放射性元素，剂量不易控制、衰变周期长、会污染环境，所以不用天然放射元素，C错误；放射性是原子核的本身性质，与元素的状态、组成等无关，D正确；放射性同位素可作为示踪原子，是因为它不改变元素的化学性质，故B正确．【答案】BD3．γ刀已成为治疗脑肿瘤的最正确仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时完成手术，无需住院，因此γ刀被誉为“神刀〞．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者效劳．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的________才能和很________的能量．【解析】γ刀治疗脑肿瘤主要是利用γ射线很强的穿透才能和很高的能量．【答案】穿透高放射性同位素的应用技巧(1)用射线来测量厚度，一般不选取α射线是因为其穿透才能太差，更多的是选取γ射线，也有局部选取β射线的．(2)给病人治疗癌症、培育优良品种、延长食物保质期一般选取γ射线．(3)使用放射线时平安是第一位的．放射性污染和防护[先填空]1．放射性污染的主要来源(1)核爆炸；(2)核泄漏；(3)医疗照射．2．为了防止放射线的破坏，人们主要采取以下措施(1)密封防护；(2)间隔防护；(3)时间防护；(4)屏蔽防护．[再判断]1．核泄漏会造成严重的环境污染．(√)2．医疗照射是利用放射性，对人和环境没有影响．(×)3．密封保存放射性物质是常用的防护方法．(√)[后考虑]放射性污染危害很大，放射性穿透力很强，是否无法防护？【提示】放射线危害很难防护，但是通过屏蔽、隔离等措施可以进展有效防护，但防护的有效手段是进步防范意识．[核心点击]) A．国际通用的辐射警示标志是毒性标志的骷髅B．国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形C．有此项标志的地方是有辐射警示危险的地方D．没有特别的极其特殊的需要远离有国际通用的辐射警示标志的地方【解析】国际通用的辐射警示标志是以黄色为背景的黑色的圆形中心和三个黑色叶瓣的图形，A错，B正确；因为放射性的危险性和放射性的强穿透性，所以要远离有放射性的地方，C、D正确．【答案】BCD5．核能是一种高效的能源．(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄漏，核反响堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和平安壳．图3-3-1结合图3-3-1甲可知，平安壳应中选用的材料是________．(2)图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图甲分析可知工作人员一定受到了________射线的辐射；当所有照相底片被感光时，工作人员一定受到了________射线的辐射．【解析】(1)核反响堆最外层是厚厚的水泥防护层，以防止射线外泄，所以平安壳应选用的材料是混凝土．(2)β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板．【答案】(1)混凝土(2)βγ射线具有一定的能量，对物体具有不同的穿透才能和电离才能，从而使物体或机体发生一些物理和化学变化.假如人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞器官组织受到损伤，破坏人体DNA分子构造，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷.学业分层测评(十)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多项选择)关于放射性同位素，以下说法正确的选项是()A．放射性同位素与放射性元素一样，都具有一定的半衰期，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的，不能用人工方法制得D．放射性同位素可用于培育良种【解析】放射性同位素也具有放射性，半衰期也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；大局部放射性同位素都是人工转变后获得的，选项C错误；放射性同位素放出的射线照射种子，可使种子内的遗传物质发生变异，从而培育出良种，D正确．【答案】ABD2．(多项选择)关于放射性的应用与防护，以下说法正确的选项是()A．通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素B．在人工核反响过程中，质量守恒C．利用示踪原子可以研究生物大分子的构造D．人类一直生活在放射性的环境中【解析】通过原子核的人工转变可以发现和制造新元素，A项正确；在人工核反响过程中，质量数守恒，B项错；利用示踪原子可以研究生物大分子的构造，C项正确；人类一直生活在放射性的环境中，地球上的每个角落都有射线，D项正确．【答案】ACD3．(多项选择)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．以下选项中，属于γ射线应用的是() 【导学号：64772045】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展自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期【解析】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射线的穿透才能很强，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．【答案】AD4．以下哪些应用是把放射性同位素不是作为示踪原子的()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．给疑心患有甲状腺病的病人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾病【解析】利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透才能强的特点，医学上利用“放疗〞治疗恶性肿瘤，利用的是射线照射，而不是作为示踪原子．【答案】 C5．(多项选择)防止放射性污染的防护措施有()A．将废弃的放射性物质进展深埋B．将废弃的放射性物质倒在下水道里C．接触放射性物质的人员穿上铅防护服D．严格和准确控制放射性物质的放射剂量【解析】因为放射性物质残存的时间太长，具有辐射性，故应将其深埋，A对、B错；铅具有一定的防止放射性的才能，接触放射性物质的人员穿上铅防护服，并要控制一定的放射剂量．故C、D对．【答案】ACD6．(多项选择)关于放射性同位素的应用，以下说法中正确的选项是() A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而到达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，也能进展人体透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异，其结果也不一定是更优良的品种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【解析】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，将静电导出，A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进展人体透视，用于人体透视的是X射线，故B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过挑选才能培育出优秀品种，C正确；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确．【答案】CD7．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.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________．【解析】要测定聚乙烯薄膜的厚度，那么要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不适宜；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较适宜．【答案】锶908．如图3-3-2所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．图3-3-2(1)请简述自动控制的原理；(2)假如工厂消费的是厚度为2 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？【解析】(1)放射线具有穿透本领，假如向前挪动的铝板的厚度有变化，那么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间隔，到达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，穿不过2毫米的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，2毫米左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度几乎不发生变化；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米厚的铝板，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响．【答案】见解析[才能提升]9．我国科学家首次用人工方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是() 【导学号：64772104】A．光谱分析B．同位素示踪原子C．微电子技术D．纳米技术【解析】人工合成的牛胰岛素中掺入14 6C作为示踪原子，跟天然牛胰岛素混合，屡次重新结晶，结果14 6C均匀分布，证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一物质，应选B.【答案】 B10．(多项选择)贫铀炸弹是一种杀伤力很强的武器，贫铀是提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹不仅有很强的穿甲才能，而且铀238具有放射性，残留物可长期对环境起破坏作用而造成污染．人长期生活在该环境中会受到核辐射而患上皮肤癌和白血病．以下结论正确的选项是() A．铀238的衰变方程式为：238 92U→234 90Th＋42HeB.235 92U和238 92U互为同位素C．人患皮肤癌和白血病是因为核辐射导致了基因突变D．癌症病人可以生活在遭受贫铀炸弹破坏的环境里，以到达放射性治疗的效果【解析】铀238具有放射性，放出一个α粒子，变成钍234，A正确．铀238和铀235质子数一样，故互为同位素，B正确．核辐射能导致基因突变，是皮肤癌和白血病的诱因之一，C正确．医学上利用放射线治疗癌症是有放射位置和放射剂量限制的，不能直接生活在被贫铀炸弹破坏的环境里，D错．【答案】ABC11．如图3-3-3甲是α、β、γ三种射线穿透才能的示意图，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________射线．图3-3-3【解析】由题图甲可知，γ射线的穿透性最强，且能穿透钢板，其他两种射线不能穿透钢板．【答案】γ12．一个静止在匀强磁场中的放射性同位素原子核3015P，放出一个正电子后变成一个新原子核．(1)写出核反响方程；(2)求正电子和新核做圆周运动的半径之比．【解析】(1)3015P→3014Si＋ 0＋1e.(2)由洛伦兹力提供向心力，即q v B＝m v2r，所以做匀速圆周运动的半径为r＝m vqB.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荷量成反比，即r er Si ＝q Siq e＝141.【答案】(1)略(2)141第 11 页。
新人教版选修3-5《放射性的应用与防护》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《19.3 19.4 探测射线的方法放射性的应用与防护》课时训练物理试卷一、课前预练习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粒子径迹形状α粒子的径迹________高速β粒子的径迹________，低速β粒子的径迹________，而且是________γ粒子的电离本领更小，在云室中一般________它的径迹（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。
714N +24He →817O +________。
②中子的发现：________用α粒子轰击铍原子核发现了中子，49Be +24He →612C ________。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
1931 年， 约里奥夫妇重复了玻特和贝克的实验， 并用这 种未知射线去轰击石蜡． 结果竟从中打出能量约 5.7 MeV 的 质子．这是异常惊人的新发现，因为其行为完全不同于 γ 射 线，γ 射线只能打出电子而打不出质子，γ 光子的质量近乎 为 0，电子也很轻，光子撞击电子，使它动起来是合乎常理
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．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
【解析】
【答案】
见解析
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
在涉及核反应写核反应方程的问题 中，应根据电荷数、质量数守恒，依据已知原子核、粒子写 出未知原子核(或粒子)的电荷数和质量数，然后确定是何原 子核(或粒子)．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
解析： 根据质量数守恒和电荷数守恒， 可以判断 A 中 X 是中子，B 中 X 是质子，C 中 X 是中子，D 中 X 是电子．故 正确答案为 A、C.
答案：AC
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
点拨： 本题考查能根据质量数守恒和电荷数守恒判断出 核反应或核衰变方程中的未知粒子中的电荷数和质量数， 并 据此分析是何种粒子． 要记住的基本微粒有： 质子(1 中子(1 α 粒子(4 1H)、 0n)、 2He)、 电子 (－01e)、和正电子(0 1e)，除此之外还要知道氢的同位素：
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
3．盖革—米勒计数器 它的主要部分是一个计数器，外面是玻璃管，里面有一 个接在电源负极上的 导电圆筒 ，筒内中间有一根接电源正 极的 金属丝 ，里面充入 惰性 气体以及少量 酒精或溴 蒸 气．当射线通过管内时，会使气体 电离 ，产生的 电子 在电 场中加速，再与气体分子碰撞，又使气体电离……一个粒子 进入玻璃管内就会产生大量的电子，这些电子到达阳极，就 形成一次瞬间导电，电路中形成一次 脉冲放电 ，电子仪器 把这次脉冲记录下来．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
【例 2】 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，还观察到了正电子．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 粒子放射源以后，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： 就
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
3．放射性同位素的应用 应用共有两个方面，一方面是应用它的 射线 ，另一方 面是作示踪 原子． 4．辐射与安全 为了防止有害的放射性对人类和自然的破坏， 人们采用 了有效的防范措施． 在生活中对那些有可能有放射性的物质 要有 防范 意识，尽可能 远离 放射源．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
知识点一
探测射线的方法
1．云室中不同粒子径迹产生的原因
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
2.不同探测方法的对比 威耳逊云室和气泡室都是依据径迹探测射线的性质和 种类，种类．
系列丛书
二、放射性的应用与防止 1．核反应 (1)什么是核反应： 原子核在其他粒子的轰击下产生新原 子核的过程，称为 核反应．
电荷数 守 质量数 守恒、 (2)核反应的规律： 在核反应中，
恒，还遵循动量守恒． (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．
系列丛书
第十九章
原子核
第十九章
原子核
进入导航
系列丛书
3 探测射线的方法 4 放射性的应用与防护 课前自主学习 课堂讲练互动
课堂效果检测
课时作业
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
课 前 自 主 学 习
梳 理 知 识· · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · · 突 破 难 点
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
的，但质子质量约是电子的 1 800 倍，一颗子弹怎么能撞动 一辆汽车呢？如果认为轰击石蜡的射线是 γ 射线，那么光子 的能量应达 55 MeV，这与实际测得的射线能量 10 MeV 相 去甚远．这射线在向约里奥夫妇招手呼喊：我不是 γ 射 线……！可惜的是，他们擦肩而过，无缘相识．面对 55 MeV 与 10 MeV 的矛盾， 他们还是十分牵强地解释为其他的原因， 并于 1932 年 1 月 11 日向巴黎科学院提交了实验情况和对未 知射线判定为 γ 射线的结论．你认为这是哪种粒子？你对约 里奥夫妇的做法有什么看法？
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
变式训练 2 下列核反应或核衰变方程中，符号 “X” 表示中子的是 ( )
4 12 A.9 Be ＋ He → 4 2 6C＋X 4 17 B.14 7N＋2He→ 8O＋X 1 202 1 C.204 Hg ＋ n → Pt ＋ 2 80 0 78 1 H＋ X 239 D.239 U → 92 93Np＋X
【答案】
人教版· 物理· 选修3-5
AB
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
明确云室的工作原理及三种射线在云 室中径迹的特点是解题关键．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
变式训练 1 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( )
人教版· 物理· 选修3-5
根据三种射线在云室中的径迹特点分析．
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
【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 A 选项正确．由于 α 粒了 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，则 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，而细长径迹是 β 射线的，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 可判断射线所带电荷的正负，所以 D 选项错误．故选 AB.
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
1．威耳逊云室 其结构为一个圆筒状容器，上盖透明，底部可以移动， 相当于 活塞．实验时先往容器内加入少量的酒精，使容器 内形成饱和蒸汽，然后迅速下拉活塞，气体迅速膨胀，温度 降低，酒精蒸气达到 过饱和 状态．粒子穿过该空间时，沿 途使气体分子 电离 ，过饱和蒸气就会以这些离子为核心
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
【例 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．威耳逊云室中径迹粗而短的是 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原因是电离，所以无法 由径迹判断射线所带电荷的正负 【导思】
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
2．人工放射性同位素 天然放射性同位素种类很少，通过人工转变，现在每种 元素都有了自己的放射性同位素．与天然的相比，它们有以 下优点：放射强度 容易控制 ，还可以制造出各种所需要 的 形状，半衰期比天然的 短得多 ，因此放射性废料容易 处理．
系列丛书
解析：此题考查利用云室探测射线的径迹，研究射线的 性质问题．因为氮原子核很小，所以 α 粒子接近氮原子核的 机会很少，使发生反应后径迹分叉的机会很少，故正确答案 为 C.
答案：C
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
知识点二
核反应与核反应方程
1．核反应的条件：用 α 粒子、质子、中子，甚至用 γ 光子轰击原子核使原子核发生转变． 2．核反应的实质：用粒子轰击原子核并不是粒子与核 碰撞将原子核打开， 而是粒子打入原子核内部使核发生了转 变．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
一、探测射线的方法 探测器材的设计思路： 放射线中的粒子会使气体或液体 电离，以这些离子为核心，过饱和蒸气会产生 雾滴 ，过热 液体会产生气泡．射线中的粒子会使照相乳胶感光．射线中 的粒子会使 荧光物质 产生荧光．
人教版· 物理· 选修3-5
凝结成雾滴
，于是显示出射线的径迹．
人教版· 物理· 选修3-5
进入导航
第十九章·3、4
系列丛书
2．气泡室 与云室原理类似，只是容器里装的是液体，并控制里面 液体的温度和压强，使温度略低于液体的沸点．当气泡室内 的 压强 突然降低时，液体的 沸点 变低，因此液体过热，粒 子通过液体时在它周围就有 气泡 形成，显示出粒子的径迹 来．