Question

物理選修3-5
（1）圖示是用來(lái)監(jiān)測(cè)在核電站工作的人員受到輻射情況的胸章，通過(guò)照相底片被射線感光的區(qū)域，可以判斷工作人員受到何種輻射．當(dāng)胸章上1mm鋁片和3mm鋁片下的照相底片被感光，而鉛片下的照相底片未被感光時(shí)，則工作人員可能受到了輻射的射線是

A

 
A．α和β             B．α和γ              C．β和γ                        D．α、β和γ

（2）在可控核反應(yīng)堆中需要給快中子減速，輕水、重水和石墨等常用作減速劑．中子在重水中可與

2 1

H核碰撞減速，在石墨中與

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C核碰撞減速．上述碰撞可簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型．某反應(yīng)堆中快中子與靜止的靶核發(fā)生對(duì)心正碰，通過(guò)計(jì)算說(shuō)明，僅從一次碰撞考慮，用重水和石墨作減速劑，哪種減速效果更好？

Answer 1

分析：（1）本題考查三種射線的貫穿能力：α射線貫穿能力很差，用一張紙就能把它擋�。�β射線貫穿本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾厘米厚的鋁板．γ貫穿本領(lǐng)更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板．
（2）中子與

2 1

H核碰撞，或與

12 6

C核碰撞，簡(jiǎn)化為彈性碰撞模型，遵守動(dòng)量守恒和能量守恒，由兩大守恒列方程，得到碰撞后中子的速度與重水質(zhì)量、

12 6

C核質(zhì)量的關(guān)系，再分析哪種減速效果更好．

解答：解：（1）α射線貫穿能力很差，在空氣中只能前進(jìn)幾厘米，用一張紙就能把它擋�。�β射線貫穿本領(lǐng)較強(qiáng)，很容易穿透黑紙，也能穿透幾厘米厚的鋁板．γ貫穿本領(lǐng)更強(qiáng)，甚至能穿透幾厘米厚的鉛板．由于本題目中射線能穿透1mm和3mm的鋁板，但不能穿透鉛板，故一定不含γ射線，但一定含有β射線，可能含有α射線．故A正確．
故選A．
（2）設(shè)中子質(zhì)量為m_n，靶核質(zhì)量為m，
由動(dòng)量守恒定律，得    M_nv₀=M_nv₁+Mv₂
由能量守恒定律   

1

2

Mn

v

2 0

=

1

2

Mn

v

2 1

+

1

2

M

v

2 2

解得：v₁=

Mn-M

Mn+M

v0．
在重水中靶核質(zhì)量，得：M_H=2M_n
得，V_1H=

Mn-MH

Mn+MH

v0=-

1

3

v0
在石墨中靶核質(zhì)量：M_c=12M_n，
得，V_1c=

Mn-MC

Mn+MC

v0=

11

13

v0
與水靶核碰后中子速度較小，故重水減速效果更好．
答：（1）A；（2）重水減速效果更好．

點(diǎn)評(píng)：對(duì)于選修3-5的原子物理部分，一定要多看課本，加強(qiáng)記憶，這是學(xué)好這一部分的唯一捷徑．