2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)作業(yè)10放射性的應(yīng)用危害與防護(hù)含解析教科版選修3-5

PAGEPAGE6課時(shí)作業(yè)10放射性的應(yīng)用、危害與防護(hù)時(shí)間：45分鐘一、選擇題(1～3為單選，4～9為多選)1．如圖所示，x為未知放射源，它向右方發(fā)出射線，放射線首先通過(guò)一張黑紙P，并經(jīng)過(guò)一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器上單位時(shí)間內(nèi)記錄到的射線粒子數(shù)是肯定的，現(xiàn)將黑紙移開(kāi)，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線粒子數(shù)明顯增加，然后放上黑紙?jiān)賹?qiáng)電場(chǎng)移開(kāi)，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線粒子數(shù)與原來(lái)相比沒(méi)有變更，則可以判定x可能為(A)A．α及γ放射源 B．α及β放射源C．β及γ放射源 D．γ放射源解析：此題要考查α射線、β射線、γ射線的穿透本事、電離本事大?。诩圥可以把α射線攔住，假如有β射線，那么在撤去電場(chǎng)后，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線粒子數(shù)應(yīng)當(dāng)明顯增加，而電場(chǎng)對(duì)γ射線沒(méi)有影響，因此含有α射線和γ射線．故正確答案為A.2．下列說(shuō)法正確的是(B)A．給農(nóng)作物施肥時(shí)，在肥料里放一些放射性同位素，是因?yàn)檗r(nóng)作物汲取放射性同位素后生長(zhǎng)更好B．輸油管道漏油時(shí)，可以在輸?shù)挠椭蟹乓恍┓派湫酝凰靥綔y(cè)其射線，確定漏油位置C．自然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用，只是較少，經(jīng)濟(jì)上不劃算D．放射性元素被植物汲取，其放射性將發(fā)生變更解析：放射性元素與它的同位素的化學(xué)性質(zhì)相同，但是利用放射性元素可以確定農(nóng)作物在各生長(zhǎng)階段汲取含有哪種元素的肥料．無(wú)論植物汲取含放射性元素的肥料，還是無(wú)放射性肥料，植物生長(zhǎng)是相同的，A錯(cuò)；放射性同位素，含量易限制，衰變周期短，不會(huì)對(duì)環(huán)境造成永久污染，而自然放射性元素，劑量不易限制、衰變周期長(zhǎng)、會(huì)污染環(huán)境，所以不用自然放射元素，C錯(cuò)；放射性是原子核的本身性質(zhì)，與元素的狀態(tài)、組成等無(wú)關(guān)，D錯(cuò)；放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確．3．傳統(tǒng)電腦的各個(gè)配件都能產(chǎn)生電磁輻射，并對(duì)人體造成損害．廢棄的電腦設(shè)備變成“電腦垃圾”時(shí)，將對(duì)環(huán)境造成新的污染，因此生產(chǎn)廠商推出綠色電腦．這里的“綠色電腦”是指(D)A．綠顏色的電腦B．價(jià)格低的電腦C．木殼的電腦D．低輻射、低噪聲、健康環(huán)保的電腦解析：輻射、噪聲對(duì)人體都能產(chǎn)生損害，所以“綠色電腦”是指低輻射、低噪聲、健康環(huán)保的電腦，選項(xiàng)D正確．4．下列哪些應(yīng)用是利用了放射性的射線(ABD)A．利用射線照耀種子可以使種子變異，培育出新品種B．利用α射線照耀可以消退機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的有害靜電C．用倫琴射線透視人體D．腫瘤病人在醫(yī)院進(jìn)行放療解析：放射性射線照耀種子可以使種子變異培育新品種，選項(xiàng)A正確；α射線電離實(shí)力強(qiáng)，可以消退靜電危害，選項(xiàng)B正確；倫琴射線不是放射性元素產(chǎn)生的，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；用γ射線作為手術(shù)刀可以治療腫瘤癌癥，選項(xiàng)D正確．5．有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說(shuō)法，正確的是(BD)A．eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B．eq\o\al(30,15)P與其同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長(zhǎng)D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，視察磷肥對(duì)植物的影響解析：同位素有相同的質(zhì)子數(shù)，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同位素有相同的化學(xué)性質(zhì)，所以選項(xiàng)B正確；半衰期與元素屬于化合物或單質(zhì)沒(méi)有關(guān)系，所以eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；含有eq\o\al(30,15)P的磷肥由于衰變，可記錄磷的蹤跡，所以選項(xiàng)D正確．6．關(guān)于放射性同位素，以下說(shuō)法正確的是(AB)A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有肯定的半衰期，衰變規(guī)律一樣B．放射性同位素衰變可生成另一種新元素C．放射性同位素只能是自然衰變時(shí)產(chǎn)生的，不能用人工方法制得D．以上說(shuō)法均不對(duì)解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期不受物理和化學(xué)因素的影響，衰變后形成新的原子核，選項(xiàng)A、B正確，大部分放射性同位素都是人工轉(zhuǎn)變后獲得的，C、D錯(cuò)誤．7．近幾年，我國(guó)γ刀成為治療腦腫瘤的最佳儀器，用γ刀治療時(shí)不用麻醉，病人醒悟，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”，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(AC)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)單地繞過(guò)阻礙物解析：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．8．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(AC)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．因?yàn)槊糠昼姷乃プ兇螖?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．9．靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場(chǎng)方向垂直，測(cè)得α粒子和反沖核軌道半徑之比為441，如圖所示，則下列說(shuō)法正確的是(ABC)A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反B．原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C．反沖核的電荷數(shù)為88D．α粒子和反沖粒子的速度之比為188解析：微粒之間相互作用的過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒，由于初始總動(dòng)量為0，則末動(dòng)量也為0，即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反．由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場(chǎng)的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由Bqv＝meq\f(v2,R)得：R＝eq\f(mv,qB).若原來(lái)放射性元素的原子核電荷數(shù)為Q，則對(duì)α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)，對(duì)反沖核：R2＝eq\f(p2,BQ－2e).由于p1＝p2，R1R2＝441，得Q＝90.它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故選項(xiàng)A、B、C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．二、非選擇題10．自然放射性鈾(eq\o\al(238,92)U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(eq\o\al(234,90)Th)和另一個(gè)原子核．(1)請(qǐng)寫(xiě)出衰變方程；(2)若衰變前鈾(eq\o\al(238,92)U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(eq\o\al(234,90)Th)核的速度為eq\f(v,2)，且與鈾核速度方向相同，試估算產(chǎn)生的另一種新核的速度．答案：(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(2)eq\f(121,4)v，方向與鈾核速度方向相同解析：(1)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，有eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)由(1)知新核為氦核，設(shè)一個(gè)核子的質(zhì)量為m，則氦核的質(zhì)量為4m.鈾核的質(zhì)量為238m.釷核的質(zhì)量為234m，氦核的速度為v′，由動(dòng)量守恒定律得238mv＝234m·eq\f(v,2)＋4mv′，解得v′＝eq\f(121,4)v，方向與鈾核速度方向相同．11．某試驗(yàn)室工作人員，用初速度v0＝0.09c(c為真空中的光速)的α粒子，轟擊靜止的氮原子核eq\o\al(14,7)N，產(chǎn)生了質(zhì)子eq\o\al(1,1)H，若某次碰撞可看作對(duì)心正碰，碰后新核與質(zhì)子同方向運(yùn)動(dòng)，垂直磁場(chǎng)方向射入磁場(chǎng)，通過(guò)分析偏轉(zhuǎn)半徑可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為120，已知質(zhì)子質(zhì)量為m.(1)寫(xiě)出核反應(yīng)方程；(2)求出質(zhì)子的速度v.答案：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H(2)0.20c解析：(1)eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)H.(2)設(shè)α粒子、新核質(zhì)量分別為4m、17m，質(zhì)子速度為v，由于對(duì)心碰撞，滿意動(dòng)量守恒，故4mv0＝17meq\f(v,20)＋mv，解得v＝0.20c.12．同位素這個(gè)概念是1913年英國(guó)科學(xué)家索迪提出的．很多元素都存在同位素現(xiàn)象，在目前已發(fā)覺(jué)的114種元素中，穩(wěn)定同位素約300多種，而放射性同位素達(dá)1500種以上，而且大多數(shù)是人工制造的．(1)中國(guó)科學(xué)院近代物理探討所的科學(xué)家利用蘭州重離子加速器在重質(zhì)量半中子區(qū)首次制得鏷元素的一種同位素(234Pa)．已知eq\o\al(234,90)Th(釷)→234Pa(鏷)＋eq\o\al(0,－1)e(電子)，則234Pa原子核里的中子數(shù)應(yīng)為143.(2)1934年，科學(xué)家在用α粒子轟擊鋁箔時(shí)，除探測(cè)到預(yù)料中的中子外，還探測(cè)到了正電子，更意外的是拿走α放射源后，鋁箔雖不再放射中子，但仍接著放射正電子，而且這種放射性隨時(shí)間衰減規(guī)律跟自然放射性一樣，也有肯定的半衰期．①寫(xiě)出α粒子轟擊鋁箔(eq\o\al(27,13)Al)產(chǎn)生中子的核反應(yīng)方程式，并請(qǐng)寫(xiě)出核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)(請(qǐng)答3點(diǎn))；②上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，寫(xiě)出其產(chǎn)生正電子的核反應(yīng)方程式．答案：①eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n不同點(diǎn)見(jiàn)解析②eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e解析：(1)由方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相同，可知237Pa中質(zhì)子數(shù)為91，則中子數(shù)為234－91＝143.(2)①鋁核被α粒子擊中后產(chǎn)生中子的反應(yīng)為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n；核反應(yīng)和一般化學(xué)反應(yīng)的不同點(diǎn)：核反應(yīng)是原子層次上的變更，而化學(xué)反應(yīng)是分子層次