2020-2021物理教科版3-5：課時作業(yè)10 放射性的應用、危害與防護含解析

學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精學必求其心得，業(yè)必貴于專精2020-2021學年物理教科版選修3-5：課時作業(yè)10放射性的應用、危害與防護含解析課時作業(yè)10放射性的應用、危害與防護時間：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，放射線首先通過一張黑紙P,并經過一個強電場區(qū)域后到達計數器,計數器上單位時間內記錄到的射線粒子數是一定的，現將黑紙移開,計數器單位時間內記錄的射線粒子數明顯增加，然后放上黑紙再將強電場移開，計數器單位時間內記錄的射線粒子數與原來相比沒有變化，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射線的穿透本領、電離本領大小．黑紙P可以把α射線擋住，如果有β射線,那么在撤去電場后,計數器單位時間內記錄的射線粒子數應該明顯增加,而電場對γ射線沒有影響，因此含有α射線和γ射線．故正確答案為A.2．下列說法正確的是（B）A．給農作物施肥時，在肥料里放一些放射性同位素,是因為農作物吸收放射性同位素后生長更好B．輸油管道漏油時,可以在輸的油中放一些放射性同位素探測其射線，確定漏油位置C．天然放射元素也可以作為示蹤原子加以利用,只是較少,經濟上不劃算D．放射性元素被植物吸收，其放射性將發(fā)生改變解析：放射性元素與它的同位素的化學性質相同，但是利用放射性元素可以確定農作物在各生長階段吸收含有哪種元素的肥料．無論植物吸收含放射性元素的肥料,還是無放射性肥料,植物生長是相同的,A錯；放射性同位素，含量易控制,衰變周期短,不會對環(huán)境造成永久污染,而天然放射性元素，劑量不易控制、衰變周期長、會污染環(huán)境,所以不用天然放射元素,C錯;放射性是原子核的本身性質，與元素的狀態(tài)、組成等無關,D錯；放射性同位素可作為示蹤原子，故B正確．3．傳統(tǒng)電腦的各個配件都能產生電磁輻射,并對人體造成傷害．廢棄的電腦設備變成“電腦垃圾”時,將對環(huán)境造成新的污染，因此生產廠商推出綠色電腦．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、噪聲對人體都能產生傷害，所以“綠色電腦”是指低輻射、低噪聲、健康環(huán)保的電腦,選項D正確．4．下列哪些應用是利用了放射性的射線（ABD)A．利用射線照射種子可以使種子變異，培育出新品種B．利用α射線照射可以消除機器運轉時產生的有害靜電C．用倫琴射線透視人體D．腫瘤病人在醫(yī)院進行放療解析：放射性射線照射種子可以使種子變異培育新品種,選項A正確；α射線電離能力強，可以消除靜電危害，選項B正確;倫琴射線不是放射性元素產生的,選項C錯誤；用γ射線作為手術刀可以治療腫瘤癌癥，選項D正確．5．有關放射性同位素eq\o\al（30，15）P的下列說法，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性質C．用eq\o\al（30,15）P制成化合物后它的半衰期變長D．含有eq\o\al(30，15）P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響解析：同位素有相同的質子數，所以選項A錯誤；同位素有相同的化學性質，所以選項B正確；半衰期與元素屬于化合物或單質沒有關系，所以eq\o\al(30,15）P制成化合物后它的半衰期不變,選項C錯誤；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D正確．6．關于放射性同位素,以下說法正確的是(AB)A．放射性同位素與放射性元素一樣，都具有一定的半衰期，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天然衰變時產生的，不能用人工方法制得D．以上說法均不對解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期不受物理和化學因素的影響，衰變后形成新的原子核，選項A、B正確,大部分放射性同位素都是人工轉變后獲得的，C、D錯誤．7．近幾年，我國γ刀成為治療腦腫瘤的最佳儀器,用γ刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短,半小時內完成手術，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”,進入各大醫(yī)院為患者服務．γ刀治療腦腫瘤主要是利用(AC）A．γ射線具有很強的貫穿本領B．γ射線具有很強的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線能很容易地繞過阻礙物解析：γ射線是一種波長很短的電磁波,具有較高的能量，它的貫穿本領很強，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，通常是同時用多束γ射線，使它們穿透腦顱和健康區(qū)域在病灶處會聚，利用γ射線的高能殺死腫瘤細胞．故選項A、C正確．8．用計數器測定放射源的放射強度為每分鐘405次，若將一張厚紙板放在計數器與放射源之間，計數器幾乎測不到射線。10天后再次測量，測得該放射源的放射強度為每分鐘101次，則下列關于射線性質及它的半衰期的說法正確的是（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擋住，說明射線為α射線．因為每分鐘的衰變次數與物質中所含原子核的數目成正比，10天后放射性元素的原子核個數只有原來的eq\f(1，4),說明經過了兩個半衰期，故半衰期為5天．9．靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個α粒子后,其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為441,如圖所示,則下列說法正確的是(ABC）A．α粒子與反沖核的動量大小相等，方向相反B．原來放射性元素的原子核電荷數為90C．反沖核的電荷數為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程中遵循動量守恒,由于初始總動量為0，則末動量也為0，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反．由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做勻速圓周運動，由Bqv＝meq\f（v2,R)得：R＝eq\f(mv,qB).若原來放射性元素的原子核電荷數為Q，則對α粒子:R1＝eq\f（p1,B·2e），對反沖核：R2＝eq\f（p2,BQ－2e）。由于p1＝p2，R1R2＝441,得Q＝90.它們的速度大小與質量成反比，故選項A、B、C正確，選項D錯誤．二、非選擇題10．天然放射性鈾(eq\o\al（238,92）U)發(fā)生衰變后產生釷（eq\o\al(234,90）Th)和另一個原子核．（1）請寫出衰變方程；（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)原子核衰變時電荷數和質量數都守恒，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,設一個核子的質量為m,則氦核的質量為4m。鈾核的質量為238m.釷核的質量為234m，氦核的速度為v′，由動量守恒定律得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．某實驗室工作人員,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,產生了質子eq\o\al(1,1)H，若某次碰撞可看作對心正碰，碰后新核與質子同方向運動,垂直磁場方向射入磁場，通過分析偏轉半徑可得出新核與質子的速度大小之比為120，已知質子質量為m.（1）寫出核反應方程；(2）求出質子的速度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α粒子、新核質量分別為4m、17m，質子速度為v,由于對心碰撞，滿足動量守恒，故4mv0＝17meq\f（v，20)＋mv,解得v＝0.20c.12．同位素這個概念是1913年英國科學家索迪提出的．許多元素都存在同位素現象，在目前已發(fā)現的114種元素中，穩(wěn)定同位素約300多種，而放射性同位素達1500種以上,而且大多數是人工制造的．（1)中國科學院近代物理研究所的科學家利用蘭州重離子加速器在重質量半中子區(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原子核里的中子數應為143。(2）1934年,科學家在用α粒子轟擊鋁箔時，除探測到預料中的中子外，還探測到了正電子，更意外的是拿走α放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性隨時間衰減規(guī)律跟天然放射性一樣，也有一定的半衰期．①寫出α粒子轟擊鋁箔（eq\o\al(27,13）Al）產生中子的核反應方程式,并請寫出核反應和一般化學反應的不同點（請答3點）；②上述產生的具有放射性的同位素叫放射性同位素,寫出其產生正電子的核反應方程式．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不同點見解析②eq\o\al(30,15）P→eq\o\al（30,14）Si＋eq\o\al(0,＋1)e解析：(1)由方程兩邊的質量數和電荷數相同，可知237Pa中質子數為91，則中子數為234－91＝143.（2）①鋁核被α粒子擊中后產生中子的反應為eq\o\al（27，13)Al＋eq\o\al（4,2)He→eq\o\al(30，15)P＋eq\o\al(1,0)n；核反應和一般化學反應的不同點：核反應是原子層次上的變化，而化學反應是分子層次上的變化（或核反應前后元素發(fā)生變化，化學反應前后則元素種類不變）；一種同位素不論處于何種狀態(tài),它們的核反應性質是相同的,而它們的化學性質是不同的；同一元素的