高中物理粵教版5第四章原子核 第四章第三節(jié)放射性同位素

第四章原子核第三節(jié)放射性同位素A級(jí)抓基礎(chǔ)1．(多選)放射性同位素鈷60能放出較強(qiáng)的γ射線，其強(qiáng)度容易控制，這使得γ射線得到廣泛應(yīng)用．下列選項(xiàng)中，屬于γ射線的應(yīng)用的是()A．醫(yī)學(xué)上制成γ刀，無(wú)需開(kāi)顱即可治療腦腫瘤B．機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照射機(jī)器可將電荷導(dǎo)入大地C．鋁加工廠將接收到的γ射線信號(hào)輸入計(jì)算機(jī)，可對(duì)薄鋁板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制D．用γ射線照射草莓、荔枝等水果，可延長(zhǎng)保存期解析：γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導(dǎo)體，B錯(cuò)誤；γ射線的穿透能力很強(qiáng)，薄鋁板的厚度變化時(shí)，接收到的信號(hào)強(qiáng)度變化很小，不能控制鋁板厚度，C錯(cuò)誤；γ射線能量很大，可以殺菌，延長(zhǎng)水果的保存期，對(duì)腫瘤細(xì)胞有很強(qiáng)的殺傷作用，A、D正確．答案：AD2．放射性同位素能被用作示蹤原子，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．放射性同位素不改變其化學(xué)性質(zhì)B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多C．半衰期與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)D．放射性同位素容易制造解析：放射性同位素用作示蹤原子，主要是用放射性同位素替代沒(méi)有放射性的同位素參與的正常的物理、化學(xué)、生物的過(guò)程，既要利用化學(xué)性質(zhì)相同，也要利用衰變規(guī)律不受物理、化學(xué)變化的影響，同時(shí)還要考慮放射性的危害，因此，選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：D3．(多選)聯(lián)合國(guó)環(huán)境公署對(duì)科索沃地區(qū)的調(diào)查表明，北約對(duì)南聯(lián)盟進(jìn)行的轟炸中使用的貧鈾炸彈的殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境，對(duì)當(dāng)?shù)鼐用竦慕】狄伯a(chǎn)生了嚴(yán)重的影響，下列有關(guān)說(shuō)法正確的是()A．貧鈾炸彈的殘留物存在放射性，且半衰期很長(zhǎng)，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害B．貧鈾炸彈的殘留物不會(huì)對(duì)人體產(chǎn)生危害，但對(duì)環(huán)境產(chǎn)生了長(zhǎng)期危害C．過(guò)量的射線對(duì)人體組織具有破壞性D．受到射線傷害后，人能立即感覺(jué)到射線對(duì)人體的破壞解析：貧鈾炸彈的殘留物對(duì)人體和環(huán)境都會(huì)產(chǎn)生長(zhǎng)期危害，A正確，B錯(cuò)誤．過(guò)量射線對(duì)人體造成的傷害有時(shí)不會(huì)馬上感覺(jué)到，C正確，D錯(cuò)誤．答案：AC4．放射性同位素可作為示蹤原子，例如在醫(yī)學(xué)上可以確定腫瘤的位置，對(duì)此，若今有四種不同的放射同位素R、P、Q、S，它們的半衰期分別為半年、38天、15天和2天，則應(yīng)選用的同位素是()A．S B．QC．P D．R解析：應(yīng)用放射性同位素作為示蹤原子時(shí)，應(yīng)選擇半衰期較短、衰變較快的同位素，這樣可減輕對(duì)人體的損害．答案：A5．在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個(gè)適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在下列核反應(yīng)式的橫線上．(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋____________；(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋________；(3)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋__________；(4)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋____________；(5)eq\o\al(235,92)U＋________→eq\o\al(90,38)Sr＋eq\o\al(136,54)Xe＋10eq\o\al(1,0)n；(6)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋________．解析：在核反應(yīng)過(guò)程中，遵循反應(yīng)前后電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律．對(duì)參與反應(yīng)的所有基本粒子采用左下角(電荷數(shù))配平，左上角(質(zhì)量數(shù))配平．未知粒子可根據(jù)其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)確定．如(1)電荷數(shù)為92－90＝2，質(zhì)量數(shù)為238－234＝4，由此可知為α粒子(eq\o\al(4,2)He)，同理確定其他粒子分別為：中子(eq\o\al(1,0)n)，電子(eq\o\al(0,－1)e)，正電子(eq\o\al(0,＋1)e)，中子(eq\o\al(1,0)n)，質(zhì)子(eq\o\al(1,1)H)．答案：(1)eq\o\al(4,2)He(2)eq\o\al(1,0)n(3)eq\o\al(0,－1)e(4)eq\o\al(0,＋1)e(5)eq\o\al(1,0)n(6)eq\o\al(1,1)HB級(jí)提能力6．用中子轟擊鋁27，產(chǎn)生鈉24和X粒子，鈉24具有放射性，它衰變后生成鎂24，則X粒子和鈉的衰變過(guò)程分別是()A．質(zhì)子，α衰變 B．電子，α衰變C．α粒子，β衰變 D．正電子，β衰變解析：根據(jù)核反應(yīng)方程的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知X粒子的電荷數(shù)為2，質(zhì)量數(shù)為4，所以X為α粒子，鈉24衰變后生成鎂24，質(zhì)量數(shù)不變，只能是β衰變，C正確．答案：C7．(多選)三個(gè)原子核X、Y、Z，X核放出一個(gè)正電子后變?yōu)閅核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反應(yīng)后生成Z核并放出一個(gè)氦核(eq\o\al(4,2)He)．則下面說(shuō)法正確的是()A．X核比Z核多一個(gè)質(zhì)子B．X核比Z核少一個(gè)中子C．X核的質(zhì)量數(shù)比Z核的質(zhì)量數(shù)大3D．X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍解析：設(shè)原子核X的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y，根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可得原子核Y的質(zhì)量數(shù)為x，電荷數(shù)為y－1，原子核Z的質(zhì)量數(shù)為x－3，電荷數(shù)為y－2，由此可得X核的質(zhì)子(y)比Z核的質(zhì)子(y－2)多2個(gè)，故A錯(cuò)誤；由A可得X核的中子(x－y)比Z核的中子(x－y－1)多1個(gè)，故B錯(cuò)誤；X核的質(zhì)量數(shù)(x)比Z核的質(zhì)量數(shù)(x－3)多3個(gè)，故C正確；X核與Z核的總電荷(2y－2)是Y核電荷(y－1)的2倍，故D正確．答案：CD8．以下是物理學(xué)史上3個(gè)著名的核反應(yīng)方程x＋eq\o\al(7,3)Li→2yy＋eq\o\al(14,7)N→x＋eq\o\al(17,8)Oy＋eq\o\al(9,4)Be→z＋eq\o\al(12,6)Cx、y和z是3種不同的粒子，其中z是()A．α粒子 B．質(zhì)子C．中子 D．電子解析：將題給3個(gè)方程相加，整理后得eq\o\al(7,3)Li＋eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(9,4)Be→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(12,6)C＋Z，根據(jù)電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒，Z的質(zhì)量數(shù)為1，電荷數(shù)為0，為中子，C正確．答案：C9．如圖所示是“原子核人工轉(zhuǎn)變”實(shí)驗(yàn)裝置示意圖，其中A是放射性物質(zhì)，F(xiàn)是鋁箔，S為熒光屏，在容器中充入氮?dú)夂?，屏S上出現(xiàn)閃光，該閃光是()A．α粒子射到屏上產(chǎn)生的B．α粒子從F打出的粒子射到屏上產(chǎn)生的C．α粒子擊中氮核后產(chǎn)生的新粒子射到屏上產(chǎn)生的D．放射性物質(zhì)放出的γ射線射到屏上產(chǎn)生的解析：α粒子貫穿本領(lǐng)弱，被鋁箔擋住，所以看到的亮點(diǎn)是α粒子擊中氮核后新產(chǎn)生的粒子產(chǎn)生的，而不是α粒子產(chǎn)生的，另α粒子擊中氮核后產(chǎn)生的是質(zhì)子，而不是γ射線，所以正確選項(xiàng)是C.答案：C10．1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰變來(lái)驗(yàn)證，其核反應(yīng)方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋νe.其中νe是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認(rèn)為是零．(1)在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物eq\o\al(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)A是________，核電荷數(shù)Z是________．(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和eq\o\al(0,－1)e的運(yùn)動(dòng)徑跡不在一條直線上，如果認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過(guò)程將違背________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種．我國(guó)應(yīng)用該方法培育出了許多農(nóng)作物新品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號(hào)”，年種植面積曾達(dá)到3000多萬(wàn)畝，在我國(guó)自己培育的棉花品種中栽培面積最大．γ射線處理作物后主要引起________，從而產(chǎn)生可遺傳的變異．解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋νe，由此得出兩空分別為60和28.(2)衰變過(guò)程遵循動(dòng)量守恒定律．原來(lái)靜止的核動(dòng)量