【步步高】2022-2022学年高中物理4.3让射线造福人类每课一练沪科版选修3-5[基础题]1．人工放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为(　　)A．人工放射性同位素不改变其化学性质B．人工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．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关D．放射性同位素容易制造答案　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容易处理，因此选项A、B、C正确，选项D错误．2．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止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B．核工业废料要放在厚厚的重金属箱内，沉于海底C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置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止癌细胞分裂，但也会对人体的正常细胞有伤害，选项A错．正因为放射性具有伤害作用，选项B、C、D均正确．3．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．贫铀是从天然铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹穿透能力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且其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周围环境产生污染，故选A、B.4．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　一张厚纸板几乎就能把射线挡住，说明射线为α3射线．因为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，说明经过了两个半衰期，故半衰期为5天．5．1934年，约里奥—居里夫妇在用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，铝箔靶仍继续发射正电子，这是因为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Al＋He→________＋n；________→Si＋e(2)放射性同位素的作用有______________________．答案　(1)P　P(2)作为放射源；作为示踪原子[能力题]6．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P，放出一个正电子后变成原子核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，根据动量守恒定律知正电子和Si核运动方向一定相反，C、D可排除．由qvB＝m得，R＝，因为动量mv相等，故R∝，即＝＝，可见Si核的运动半径较小，选B.7．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，即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，医生根据显像情况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并判断病变的位置．你认为放射性锝的半衰期应该最接近(　　)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，其半衰期应该接近6小时为最好，故选B.8．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代，此项研究成果获得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,14C3很不稳定，容易发生衰变，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%，试推测该动物生存年代距今约多少年？答案　(1)见解析　(2)17190年解析　(1)14C形成的方程为n＋7N→6C＋H，14C衰变的方程为6C→　0－1e＋7N(2)设活体中14C的含量为m0，动物骨骼中14C的含量为m，则有m＝m0()，又知14C的半衰期τ＝5730年，解得t＝3τ＝17190年．9．1956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Co的衰变来验证，其核反应方程是Co→Ni＋　0－1e＋.其中是反中微子，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Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________．(2)在衰变前Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和　0－1e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和　0－1e，那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)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许多农作物新品种，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)60　28　(2)动量　(3)基因突变解析　(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程写成：Co→Ni＋　0－1e＋，由此得出质量数A和核电荷数Z分别为60和28.(2)衰变过程遵守动量守恒定律．原来静止的核动量为零，分裂成两个粒子后，这两个粒子的动量和应还为零，则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和　0－1e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有Ni和　0－1e，就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种．3