2021高中物理-3.3-放射性的應(yīng)用、危害與防護(hù)-每課一練(教科版選修3-5)

[基礎(chǔ)題]1．人工放射性同位素被用作示蹤原子，主要是由于()A．人工放射性同位素不轉(zhuǎn)變其化學(xué)性質(zhì)B．人工放射性同位素的半衰期比自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．放射性同位素簡(jiǎn)潔制造答案ABC解析人工放射性同位素用作示蹤原子，主要是用人工放射性同位素代替沒有放射性的同位素參與正常的物理、化學(xué)、生物過(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)還要考慮放射性廢料簡(jiǎn)潔處理，因此選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．2．近幾年，我國(guó)北京、上海、山東、洛陽(yáng)、廣州等地從國(guó)外引進(jìn)了十多臺(tái)γ刀，治療患者5000余例，效果極好，成為治療腦腫瘤的最佳儀器，用γ刀治療時(shí)不用麻醉，病人糊涂，時(shí)間短，半小時(shí)內(nèi)完成手術(shù)，無(wú)需住院，因而γ刀被譽(yù)為“神刀”．據(jù)報(bào)道，我國(guó)自己研制的旋式γ刀性能更好，即將進(jìn)入各大醫(yī)院為患者服務(wù)．γ刀治療腦腫瘤主要是利用()A．γ射線具有很強(qiáng)的貫穿本事B．γ射線具有很強(qiáng)的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線能很簡(jiǎn)潔地繞過(guò)阻礙物答案AC解析γ射線是一種波長(zhǎng)很短的電磁波，具有較高的能量，它的貫穿本事很強(qiáng)，甚至可以穿透幾厘米厚的鉛板，但它的電離作用很?。玫吨委熌[瘤時(shí)，通常是同時(shí)用多束γ射線，使它們穿透腦顱和健康區(qū)域在病灶處會(huì)聚，利用γ射線的高能殺死腫瘤細(xì)胞．故選項(xiàng)A、C正確．3．下列應(yīng)用中把放射性同位素作為示蹤原子的是()A．射線探傷儀B．利用含有放射性eq\o\al(131,53)I的油，檢測(cè)地下輸油管的漏油狀況C．利用eq\o\al(60,27)Co治療腫瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用以檢測(cè)確定農(nóng)作物吸取養(yǎng)分的規(guī)律答案BD解析射線探傷儀利用了射線的穿透力氣，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤．利用含有放射性eq\o\al(131,53)I的油，可以記錄油的運(yùn)動(dòng)蹤跡，可以檢查管道是否漏油，所以選項(xiàng)B正確．利用eq\o\al(60,27)Co治療腫瘤等疾病，利用了射線的穿透力氣和高能量，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤．把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，可以記錄放射性元素的蹤跡，用以檢測(cè)確定農(nóng)作物吸取養(yǎng)分的規(guī)律，所以選項(xiàng)D正確．4．對(duì)放射性的應(yīng)用和防護(hù)，下列說(shuō)法正確的是()A．放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻擋癌細(xì)胞分裂，對(duì)人體的正常細(xì)胞不會(huì)有損害作用B．核工業(yè)廢料要放在厚厚的金屬箱內(nèi)，沉于海底C．γ射線探傷儀中的放射源必需存放在特制的容器里，而不能任憑放置D．對(duì)可能有放射性污染的場(chǎng)所或物品進(jìn)行檢測(cè)是很有必要的答案BCD解析放射線能殺傷癌細(xì)胞或阻擋癌細(xì)胞分裂，但也會(huì)對(duì)人體的正常細(xì)胞有損害，選項(xiàng)A錯(cuò)．正由于放射性具有損害作用，選項(xiàng)B、C、D均是正確的．5．聯(lián)合國(guó)環(huán)境署對(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，大量使用了貧鈾炸彈．貧鈾是從自然鈾中提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈貫穿力氣是常規(guī)炸彈的9倍，殺傷力極大，而且殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境．下列關(guān)于其殘留物長(zhǎng)期危害環(huán)境的理由正確的是()A．由于爆炸后的彈片存在放射性，會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生長(zhǎng)期危害B．鈾的半衰期很長(zhǎng)C．鈾的半衰期很短D．鈾是易溶于水的有毒物質(zhì)，人飲用溶有鈾的水會(huì)中毒而亡答案AB解析貧鈾炸彈爆炸后，彈片中仍含有半衰期很長(zhǎng)的鈾，故爆炸后的殘留物仍會(huì)長(zhǎng)時(shí)間對(duì)四周環(huán)境產(chǎn)生污染，故選A、B.6．用計(jì)數(shù)器測(cè)定放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計(jì)數(shù)器與放射源之間，計(jì)數(shù)器幾乎測(cè)不到射線.10天后再次測(cè)量，測(cè)得該放射源的放射強(qiáng)度為每分鐘101次，則下列關(guān)于射線性質(zhì)及它的半衰期的說(shuō)法正確的是()A．放射源射出的是α射線B．放射源射出的是β射線C．這種放射性元素的半衰期是5天D．這種放射性元素的半衰期是2.5天答案AC解析一張厚紙板幾乎都能把射線攔住，說(shuō)明射線為α射線．由于每分鐘的衰變次數(shù)與物質(zhì)中所含原子核的數(shù)目成正比，10天后放射性元素的原子核個(gè)數(shù)只有原來(lái)的eq\f(1,4)，說(shuō)明經(jīng)過(guò)了兩個(gè)半衰期，故半衰期為5天．7．1934年，約里奧·居里夫婦在α粒子轟擊鋁箔靶時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到正電子，α粒子停止轟擊后，鋁箔靶仍連續(xù)放射正電子，這是由于反應(yīng)生成了放射性同位素．(1)完成上述反應(yīng)的核反應(yīng)方程式eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→________＋eq\o\al(1,0)n；________→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,1)e(2)放射性同位素的作用有________________、________________.答案(1)eq\o\al(30,15)Peq\o\al(30,15)P(2)作為放射源作為示蹤原子[力氣題]8．將威耳遜云室置于磁場(chǎng)中，一個(gè)靜止在磁場(chǎng)中的放射性同位素原子核eq\o\al(30,15)P，放出一個(gè)正電子后變成原子核eq\o\al(30,14)Si，能近似反映正電子和Si核軌跡的是()答案B解析把放出的正電子和衰變生成物Si核看成一個(gè)系統(tǒng)，依據(jù)動(dòng)量守恒定律正電子和Si核運(yùn)動(dòng)方向確定相反，C、D可排解．由qvB＝meq\f(v2,R)得，R＝eq\f(mv,qB)，由于動(dòng)量mv相等，故R∝eq\f(1,q)，即eq\f(Re,RSi)＝eq\f(qSi,qe)＝eq\f(14,1)，可見Si核的運(yùn)動(dòng)半徑較小，選B.9．現(xiàn)在有很多醫(yī)院都引進(jìn)了一種被稱為“心臟灌注顯像”的檢測(cè)技術(shù)，將若干毫升放射性锝的注射液注入被檢測(cè)者的動(dòng)脈中，經(jīng)過(guò)40分鐘這些锝的注射液通過(guò)血液循環(huán)均勻地分布到血液中，這時(shí)對(duì)被檢測(cè)者的心臟進(jìn)行造影，心臟血管正常的位置由于放射性物質(zhì)隨血液到達(dá)而顯示有射線射出，心臟血管被堵塞的部分由于無(wú)放射性物質(zhì)到達(dá)而無(wú)射線射出，醫(yī)生依據(jù)顯像狀況就可以判定被檢測(cè)者心臟血管有無(wú)病變并推斷病變的位置．你認(rèn)為放射性锝的半衰期應(yīng)當(dāng)最接近()A．6分鐘 B．6小時(shí)C．6天 D．6個(gè)月答案B解析醫(yī)學(xué)檢查時(shí)要讓放射線對(duì)人的危害盡可能小，示蹤原子不能長(zhǎng)時(shí)間留在人體內(nèi)，因而半衰期要小．又由于锝的注射液通過(guò)血液循環(huán)均勻地分布到血液中需要40分鐘，為了達(dá)到檢測(cè)的目的，其半衰期應(yīng)當(dāng)接近6小時(shí)為最好，故選B.10．放射性同位素14C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來(lái)推斷古生物體死亡的年月，此項(xiàng)爭(zhēng)辯成果獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．(1)宇宙射線中高能量的中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)生成14C,14C很不穩(wěn)定簡(jiǎn)潔發(fā)生衰變，其半衰期約為5730年，試寫出14C形成和衰變的方程．(2)14C的形成和衰變通常是平衡的，即空氣中生物活體中14C的含量是不變的，當(dāng)機(jī)體死亡后，機(jī)體內(nèi)的14C的含量將會(huì)不斷減小．某考古小組挖掘到一塊動(dòng)物骨骼，經(jīng)測(cè)定14C還剩余12.5%，試推想該動(dòng)物生存年月距今約多少年？答案(1)見解析(2)17190年解析(1)14C形成的方程為eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(14,6)C＋eq\o\al(1,1)H，14C衰變的方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,-1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)設(shè)活體中14C的含量為ρ0，動(dòng)物骨骼中14C的含量為ρ，則有ρ＝ρ0(eq\f(1,2))，又知14C的半衰期τ＝5730年，解得t＝3τ＝17190年．11．1956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＋eq\x\to(νe).其中eq\x\to(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，依據(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，假如認(rèn)為衰變產(chǎn)物只有Ni和eq\o\al(0,-1)e，那么衰變過(guò)程將違反________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)用該方法培育出了很多農(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．答案(1)6028(2)動(dòng)量(3)基因突變解析(1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程寫成：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,-1)e＋eq\x\to(νe