高中物理第十九章原子核3探测射线的方法自主训练新人教选修.docx

3 探测射线的方法自主广场我夯基 我达标1.研究放射性的本性时，可以让射线垂直射入磁场，根据射线在磁场中偏转情况来研究它所带的电荷、质量等性质.如图1932所示，P是放射线源，B是垂直纸面向里的匀强磁场，a、b、c分别是放射源放出的射在磁场中的三条射线，由它们偏转的情况可知（ ）图19-3-2A.a是射线，b是射线，c是射线 B.a是射线，b是射线，c是射线C.a是射线，b是射线，c是射线 D.a是射线，b是射线，c是射线思路解析：由三种射线在磁场中的偏转情况，根据左手定则可知cd射线是由带正电的粒子组成的，b是由不带电粒子组成的，c是由带负电粒子组成的由三种放射线的本性可知：a是射线，b是射线，c是射线答案：C2.最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展.1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核经过6次衰变后的产物是.由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是（ ）A.124、259 B.124、265 C.112、265 D.112、277思路解析：题中的核 经过6次衰变成，注意到的质子数为100，质量数为253，每发生一次衰变质量数减少4，电荷数减少2，由质量数、电荷数守恒有：A=46+253=277Z=26+100=112所以选项D正确.答案：D3.下面的说法正确的是（ ）射线粒子和电子是两种不同的粒子；红外线的波长比X射线的波长长；粒子不同于氦原子核；射线的贯穿本领比粒子的强A. B. C. D.思路解析：粒子带正电荷，它实质是氦原子核，贯穿本领小;射线粒子是高速运动的电子流，贯穿本领很强;射线呈电中性，贯穿能力比射线、射线都强；红外线的波长比红光长，而X射线的波长比紫外线还要短，在可见光范围内红光波长最长，紫光波长最短答案：C4.光子的能量为h，动量的大小为，如果一个静止的放射性元素的原子核在发生衰变时只发出了一个光子，则衰变后的原子核（ ）A.仍然静止 B.沿着与光子运动方向相同的方向运动C.沿着与光子运动方向相反的方向运动 D.可能向任何方向运动思路解析：相互作用的物体，如果不受外力作用，或它们所受外力之和为零，它们的总动量保持不变，这就是动量守恒定律动量守恒定律不但适用于宏观物体，也适用于微观粒子静止的原子核动量为零，在原子核发出一个光子衰变后，原子核和光子的动量之和仍然为零即衰变后原子核的动量和发出丁光子的动量大小相等方向相反故衰变后的原子核应沿着与光子运动方向相反的方向运动答案：C5.在云室中，为什么粒子显示的径迹直而粗、粒子显示的径迹细而曲？思路解析：因为粒子带电荷量多，它的电离本领强，穿越云室时，在1 cm路程上能使气体分子产生104对离子过饱和酒精蒸汽凝结在这些离子上，形成很粗的径迹且由于粒子质量大，穿越云室时不易改变方向，所以显示的径迹很直粒子带电荷量少，电离本领较小，在1 cm路程上仅产生几百对离子，且粒子质量小，容易改变运动状态，所以显示的径迹细而弯曲我综合 我发展6.静止在匀强磁场中的核发生衰变后，粒子和反冲核在垂直于它们运动方向的匀强磁场中分别做匀速圆周运动，其半径之比为451，周期之比为90117.求粒子和反冲核的动能之比为多少？思路解析：根据衰变时系统的总动量守恒，做匀速圆周运动时由洛伦兹力提供向心力这样两个基本关系，即可得解衰变时，粒子和反冲核的动量大小相等，即mv=mxvx，式中mx、vx为反冲核的质量与速度在磁场中，它们做匀速圆周运动时都由洛伦兹力作为向心力，由qvB=，得r=由此可见，粒子和反冲核的圆运动半径之比为所以反冲核的核电荷数为：qx=90因为由洛伦兹力作向心力时，做圆周运动的周期为T=所以粒子和反冲核的周期之比为：，得所以粒子和反冲核的动能之比为：.答案：117：27.静止在匀强磁场中的锂（）在俘获一个速度为7.7104 m/s的中子后，生成一个粒子和一个氚核.若粒子的速度为 2.0104 m/s，其方向与反应前中子的速度方向相同，且与磁场方向垂直.求:（1）氚核的速度是多少？(2)当粒子在磁场中运动6周时，氚核运动了几周？思路解析：(1)系统动量守恒mnvn=mv+mHvH177104=42104+3vHuH=-10103ms，方向与中子速度方向相反(2)带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动的周期为T=2TH=3T，即4TH=6T粒子运动了6周，氚核运动了4周答案：(1)10103ms，方向与中子速度方向相反 (2)4周8.如图19-3-3在匀强磁场中的A点，有一个静止的原子核，当它发生哪一种衰变时，射出的粒子以及新核的轨道才做如图的圆周运动，并确定它们环绕的方向，若两圆的半径之比是441，这个放射性元素原子核的原子序数是多少？图19-3-3思路解析：因为原子核衰变时，遵守动量守恒定律，由原于核的初态是静止的，可以判定：衰变时射出的粒子与新核的动量大小相等，方向相反设带电粒子质量为m，在磁感应强度为B的磁场中，以速度v做匀速圆周运动，则其运动半径为R=由衰变时动量守恒知射出粒子动量m1v1等于新核动量m2v2，而B相同，所以R与q成反比，可判定出衰变射出粒子运动轨道半径大，新核半径小在A点利用左手定则可判断出新核反冲速度方向，判断出发射粒子的速度方向，即确定粒子的种类和衰变的类型.由可从发射粒子的电荷数确定新核的电荷数，由于衰变过程中电荷数守恒，可求出原来放射性元素原子核的电荷数即它的原子序数由R知大圆是发射出粒子的轨迹，小圆则是新核轨迹根据左手定则判断：在A点发射出的粒子是负电子，它初速度水平向左，沿圆轨道顺时