2021高中物理-3.3-放射性的应用、危害与防护-每课一练(教科版选修3-5)

[基础题]1．人工放射性同位素被用作示踪原子，主要是由于()A．人工放射性同位素不转变其化学性质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．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素简洁制造答案ABC解析人工放射性同位素用作示踪原子，主要是用人工放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料简洁处理，因此选项A、B、C正确，选项D错误．2．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台γ刀，治疗患者5000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，用γ刀治疗时不用麻醉，病人糊涂，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研制的旋式γ刀性能更好，即将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用()A．γ射线具有很强的贯穿本事B．γ射线具有很强的电离作用C．γ射线具有很高的能量D．γ射线能很简洁地绕过阻碍物答案AC解析γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本事很强，甚至可以穿透几厘米厚的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤时，通常是同时用多束γ射线，使它们穿透脑颅和健康区域在病灶处会聚，利用γ射线的高能杀死肿瘤细胞．故选项A、C正确．3．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是()A．射线探伤仪B．利用含有放射性eq\o\al(131,53)I的油，检测地下输油管的漏油状况C．利用eq\o\al(60,27)Co治疗肿瘤等疾病D．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用以检测确定农作物吸取养分的规律答案BD解析射线探伤仪利用了射线的穿透力气，所以选项A错误．利用含有放射性eq\o\al(131,53)I的油，可以记录油的运动踪迹，可以检查管道是否漏油，所以选项B正确．利用eq\o\al(60,27)Co治疗肿瘤等疾病，利用了射线的穿透力气和高能量，所以选项C错误．把含有放射性元素的肥料施给农作物，可以记录放射性元素的踪迹，用以检测确定农作物吸取养分的规律，所以选项D正确．4．对放射性的应用和防护，下列说法正确的是()A．放射线能杀伤癌细胞或阻挡癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有损害作用B．核工业废料要放在厚厚的金属箱内，沉于海底C．γ射线探伤仪中的放射源必需存放在特制的容器里，而不能任凭放置D．对可能有放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的答案BCD解析放射线能杀伤癌细胞或阻挡癌细胞分裂，但也会对人体的正常细胞有损害，选项A错．正由于放射性具有损害作用，选项B、C、D均是正确的．5．联合国环境署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹．贫铀是从自然铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力气是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物长期危害环境．下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()A．由于爆炸后的弹片存在放射性，会对环境产生长期危害B．铀的半衰期很长C．铀的半衰期很短D．铀是易溶于水的有毒物质，人饮用溶有铀的水会中毒而亡答案AB解析贫铀炸弹爆炸后，弹片中仍含有半衰期很长的铀，故爆炸后的残留物仍会长时间对四周环境产生污染，故选A、B.6．用计数器测定放射源的放射强度为每分钟405次，若将一张厚纸板放在计数器与放射源之间，计数器几乎测不到射线.10天后再次测量，测得该放射源的放射强度为每分钟101次，则下列关于射线性质及它的半衰期的说法正确的是()A．放射源射出的是α射线B．放射源射出的是β射线C．这种放射性元素的半衰期是5天D．这种放射性元素的半衰期是2.5天答案AC解析一张厚纸板几乎都能把射线拦住，说明射线为α射线．由于每分钟的衰变次数与物质中所含原子核的数目成正比，10天后放射性元素的原子核个数只有原来的eq\f(1,4)，说明经过了两个半衰期，故半衰期为5天．7．1934年，约里奥·居里夫妇在α粒子轰击铝箔靶时，除探测到预料中的中子外，还探测到正电子，α粒子停止轰击后，铝箔靶仍连续放射正电子，这是由于反应生成了放射性同位素．(1)完成上述反应的核反应方程式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)作为放射源作为示踪原子[力气题]8．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核eq\o\al(30,15)P，放出一个正电子后变成原子核eq\o\al(30,14)Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是()答案B解析把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，依据动量守恒定律正电子和Si核运动方向确定相反，C、D可排解．由qvB＝meq\f(v2,R)得，R＝eq\f(mv,qB)，由于动量mv相等，故R∝eq\f(1,q)，即eq\f(Re,RSi)＝eq\f(qSi,qe)＝eq\f(14,1)，可见Si核的运动半径较小，选B.9．现在有很多医院都引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，将若干毫升放射性锝的注射液注入被检测者的动脉中，经过40分钟这些锝的注射液通过血液循环均匀地分布到血液中，这时对被检测者的心脏进行造影，心脏血管正常的位置由于放射性物质随血液到达而显示有射线射出，心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达而无射线射出，医生依据显像状况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并推断病变的位置．你认为放射性锝的半衰期应当最接近()A．6分钟 B．6小时C．6天 D．6个月答案B解析医学检查时要让放射线对人的危害尽可能小，示踪原子不能长时间留在人体内，因而半衰期要小．又由于锝的注射液通过血液循环均匀地分布到血液中需要40分钟，为了达到检测的目的，其半衰期应当接近6小时为最好，故选B.10．放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来推断古生物体死亡的年月，此项争辩成果获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰撞空气中的氮原子后，就会生成14C,14C很不稳定简洁发生衰变，其半衰期约为5730年，试写出14C形成和衰变的方程．(2)14C的形成和衰变通常是平衡的，即空气中生物活体中14C的含量是不变的，当机体死亡后，机体内的14C的含量将会不断减小．某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定14C还剩余12.5%，试推想该动物生存年月距今约多少年？答案(1)见解析(2)17190年解析(1)14C形成的方程为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衰变的方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,-1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)设活体中14C的含量为ρ0，动物骨骼中14C的含量为ρ，则有ρ＝ρ0(eq\f(1,2))，又知14C的半衰期τ＝5730年，解得t＝3τ＝17190年．11．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰变来验证，其核反应方程是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，它的电荷量为零，静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中，衰变产物eq\o\al(A,Z)Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前eq\o\al(60,27)Co核静止，依据云室照片可以看出，衰变产物Ni和eq\o\al(0,-1)e的运动径迹不在一条直线上，假如认为衰变产物只有Ni和eq\o\al(0,-1)e，那么衰变过程将违反________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了很多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________．从而产生可遗传的变异．答案(1)6028(2)动量(3)基因突变解析(1)依据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,-1)e＋eq\x\to(νe