选修3﹣5课后限时练习15 探测射线的方法、放射性的应用与防护
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选修3﹣5课后限时练习15 探测射线的方法、放射性的应用与防护
1．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是( )
A．利用γ射线使空气电离，把静电荷除去
B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加
C．利用α射线治疗肺癌、食道癌等
D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同作为示踪原子
解析：α射线电离作用强，能把静电荷迅速除去，一般利用γ射线治疗肿瘤或使种子发生生理变化，故D对．
答案：D
2．以下是物理学史上3个著名的核反应方程
x＋73Li―→2y y＋14 7 N―→x＋17 8 O
y＋94Be―→z＋12 6 C
x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )
A．α粒子 B．质子
C．中子 D．电子
解析：把前两个方程化简，消去x，即14 7N＋73Li―→y＋17 8 O，可见y是42He，结合第三个方程，根据电荷数守恒、质量数守恒可知z是中子10n.因此选项C正确．
答案：C
3．如图所示是查德威克实验示意图，在这个实验中发现了一种不可见的贯穿能力很强的粒子，这种粒子是( )
A．正电子 B．中子
C．光子 D．电子
解析：查德威克实验用人工转变的方法发现了中子，中子的贯穿能力很强，故B正确．
答案：B
4．关于同位素的下列说法中，正确的是( )
A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同
B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同
C．同位素都具有放射性
D．互称同位素的原子含有相同的质子数
解析：同位素的质子数相同，在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质，但物理性质不一定相同，所以选项A、D正确，B错误；同位素不一定具有放射性，所以选项C错误．
答案：AD
5．下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是
( )
A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，根据探测器的测量，找出合理的施肥规律
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病
解析：利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．选项A、B、D中都是利用了放射性同位素作为示踪原子．
答案：C
6．用中子轰击铝27，产生钠24和X粒子，钠24具有放射性，它衰变后变成镁24，则X粒子和钠的衰变过程分别是( )
A．质子、α衰变 B．电子、α衰变
C．α粒子、β衰变 D．正电子、β衰变 解析：利用一些射线轰击某些原子核，以实现原子核的人工转变，并可以得到一些元素的放射性同位素，它们和天然存在的放射性元素一样不断地衰变，也有半衰期，且核反应前后质量数、电荷数守恒．中子轰击铝27的核反应方程为：2713Al＋10n→2411Na＋42He，
钠24衰变后变成镁24的核反应方程为：2411Na→2412Mg＋ 0－1e，
所以X粒子是α粒子，钠的衰变为β衰变，选项C正确．
答案：C
7．用高能8636Kr(氪)离子轰击208 82 Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核，关于新核的推断正确的是( )
A．其质子数为122 B．其质量数为294
C．其原子序数为118 D．其中子数为90
解析：核反应方程为208 82Pb＋8636Kr―→10n＋293118X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C．
答案：C
8．有关放射性同位素3015P的下列说法，正确的是( )
A．3015P与3014X互为同位素
B．3015P与其同位素有相同的化学性质
C．用3015P制成化合物后它的半衰期变长
D．含有3015P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
解析：同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质，B对；元素的半衰期与其所处的状态无关，C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．
答案：BD
9．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.
元素 射线 半衰期
钋210 α 138天
氡222 β 3.8天
锶90 β 28年
铀238 α、β、γ 4.5×109年
某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀，可利用的元素是
( )
A．钋210 B．氡222
C．锶90 D．铀238
解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．
答案：C
10．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3015P，放出一个正电子后变成原子核3014Si，能近似反映正电子和Si核轨迹的是( )
解析：把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电子的运动方向跟Si核运动方向一定相反．由于它们都带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C、D可排除．因为有洛伦兹力作为向心力，即qvB＝mv2r.所以做匀速圆周运动的半径为r＝mvqB.衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即rerSi＝qSiqe＝141.可见正电子运动的圆半径较大．故选B．
答案：B
11．正电子发射计算机断层(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新手段．PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回转加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出核反应方程．
解析：由题意可知：氧16(16 8 O)在质子(11H)的轰击下产生了氮13(13 7 N)和另一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另外一种粒子是42He，所以核反应方程为：16 8 O＋11H―→13 7N＋42He.
答案：16 8 O＋11H―→13 7N＋42He
12．核能是一种高效的能源．
(1)在核电站中，为了防止放射性物质泄露，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳、压力壳和安全壳．(见9甲)
结合乙可知，安全壳应当选用的材料是______．
(2)核反应堆中的核废料具有很强的放射性，目前常用的处理方法是将其装入特制的容器中，然后( )
A．沉入海底 B．放至沙漠
C．运到月球 D．深埋地下
解析：(1)由于γ射线能穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土．由题图中的甲、乙相结合可知最外层的安全壳应是混凝土．
(2)核废料的处理方法是将其装入特制容器，深埋地下，故D正确．
答案：(1)混凝土 (2)D
