PAGE5-課時分層作業(九)放射性衰變放射性的應用、危害與防護(時間：40分鐘分值：100分)[基礎達標練]一、選擇題(本題共6小題，每小題6分，共36分)1．(多選)一個原子核發生衰變時，下列說法中正確的是()A．總質量數保持不變B．核子數保持不變C．改變前后質子數保持不變D．總動量保持不變ABD[衰變過程中質量數守恒，又質量數等于核子數，故衰變過程中核子數不變，A、B正確；發生β衰變時，質子數增加，中子數削減，C錯誤；由動量守恒的條件知D正確．]2.如圖所示，鉛盒A中裝有自然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面對里的勻強磁場，則下列說法中正確的有()A．打在圖中a、b、c三點的依次是β射線、γ射線和α射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．假如在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下bC[由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧．由于α粒子速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不行能都做直線運動．故C正確，A、B、D錯誤．]3．關于自然放射現象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質的溫度上升，其半衰期將變大B．β衰變所釋放的電子是原子核內的質子轉變為中子時產生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透實力最強，α射線的電離實力最強D．鈾核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰變為鉛核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的過程中，要經過6次α衰變和4次β衰變C[半衰期與元素的物理狀態無關，若使某放射性物質的溫度上升，其半衰期將不變，故A錯誤；β衰變所釋放的電子是原子核內的中子變成質子時釋放出的電子，故B錯誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透實力最強，α射線的電離實力最強，故C正確；鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變為鉛核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，每經一次α衰變質子數少2，質量數少4；而每經一次β衰變質子數增1，質量數不變；由質量數和核電荷數守恒，要經過8次α衰變和6次β衰變，故D錯誤．]4．(多選)下列說法中正確的是()A．β衰變放出的電子來自組成原子核的電子B．β衰變實質是核內的中子轉化成了一個質子和一個電子C．α衰變說明原子核中含有α粒子D．γ射線總是伴隨其他衰變發生，它的本質是電磁波BD[原子核發生β衰變中放出的電子是原子核內的中子轉化為質子而釋放的電子，故A錯誤，B正確．α射線是具有放射性的元素的原子核在發生衰變時兩個中子和兩個質子結合在一起而從原子核中釋放出來．γ射線總是伴隨其他衰變發生，它的本質是電磁波，故D正確．]5．(多選)放射性同位素鈷60能放出較強的γ射線，其強度簡單限制，這使得γ射線得到廣泛應用．下列選項中，屬于γ射線的應用的是()A．醫學上制成γ刀，無需開顱即可治療腦腫瘤B．機器運轉時常產生很多靜電，用γ射線照耀機器可將電荷導入大地C．鋁加工廠將接收到的γ射線信號輸入計算機，可對薄鋁板的厚度進行自動限制D．用γ射線照耀草莓、荔枝等水果，可延長保存期AD[γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導體，B錯誤；γ射線的穿透實力很強，薄鋁板的厚度改變時，接收到的信號強度改變很小，不能限制鋁板厚度，C錯誤；γ射線能量很大，可以殺菌，延長水果的保存期，對腫瘤細胞有很強的殺傷作用，故A、D正確．]6．若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為5天，則相同質量的A和B，經過20天后，剩下的質量之比mA∶mB為()A．1∶2 B．2∶1C．5∶4 D．4∶5A[元素A的半衰期為4天，經過20天后剩余原來的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(5)，元素B的半衰期為5天，經過20天后剩余原來的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(4)，剩下的質量之比mA∶mB＝1∶2，A正確．]二、非選擇題(14分)7．正電子放射計算機斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素15O注入人體，參加人體的代謝過程.15O在人體內衰變放出正電子，與人體內負電子相遇而湮滅轉化為一對光子，被探測器探測到，經計算機處理后產生清楚的圖像．依據PET原理，回答下列問題：(1)寫出15O的衰變和正負電子湮滅的方程式．(2)將放射性同位素15O注入人體，15O的主要用途是()A．利用它的射線 B．作為示蹤原子C．參加人體的代謝過程 D．有氧呼吸(3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應______．(選填“長”“短”或“長短均可”)[解析](1)由題意得eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ.(2)將放射性同位素15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內的負電子產生一對光子，從而被探測器探測到，所以它的用途為作為示蹤原子．B正確．(3)依據同位素的用途，為了減小對人體的損害，半衰期應當很短．[答案](1)eq\o\al(15,8)O→eq\o\al(15,7)N＋eq\o\al(0,＋1)e，eq\o\al(0,＋1)e＋eq\o\al(0,－1)e→2γ(2)B(3)短[實力提升練]一、選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分)1．(多選)目前，在居室裝修中常常用到花崗巖、大理石等裝飾材料，這些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有關放射性元素的說法正確的是()A．β射線與γ射線一樣都是電磁波，但穿透本事遠比γ射線弱B．氡的半衰期為3.8天，4個氡原子核經過7.6天后就肯定只剩下1個氡原子核C.eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經過8次α衰變和6次β衰變D．放射性元素發生β衰變時所釋放的電子是原子核內的中子轉化為質子時產生的CD[β射線的實質是電子流，γ射線的實質是電磁波，γ射線的穿透本事比較強，故A錯誤；半衰期對大量的原子核適用，對少量的原子核不適用，故B錯誤；因為β衰變的質量數不變，所以α衰變的次數n＝eq\f(238－206,4)＝8，在α衰變的過程中電荷數總共少16，則β衰變的次數m＝eq\f(16－10,1)＝6，所以選項C正確；β衰變時，原子核中的一個中子，轉變為一個質子和一個電子，電子以β射線的形式釋放出來，所以選項D正確．]2．在軋制鋼板時須要動態地監測鋼板厚度，其監測裝置由放射源、探測器等構成，如圖所示．該裝置中探測器接收到的是()A．X射線 B．α射線C．β射線 D．γ射線D[放射源按放射線分為α、β、γ和中子源，沒有X射線源，α射線的穿透實力弱，不能穿透鋼板，β射線只能穿透3mm厚的鋁板，而γ射線才能穿透鋼板，故D正確．]3．元素X是Y的同位素，分別進行下列衰變過程：Xeq\o(→,\s\up7(α))Peq\o(→,\s\up10(β))Q，Yeq\o(→,\s\up10(β))Req\o(→,\s\up7(α))S.則下列說法正確的是()A．Q與S是同位素B．X與R原子序數相同C．R比S的中子數多1D．R的質子數少于上述任何元素A[上述改變過程為：eq\o\al(M,A)Xeq\o(→,\s\up7(α))eq\o(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(→,\s\up7(β))eq\o(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(→,\s\up7(β))eq\o(N,A＋1)Req\o(→,\s\up7(α))eq\o(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q與S為同位素，R比S多兩個中子，比X多一個質子，故A正確，B、C、D錯誤．]4．(多選)某校學生在進行社會綜合實踐活動時，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線(見下表)，并總結出它們的幾種用途．同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期釙210α138天鍶90β28年鈷60γ5年镅241β433天锝99γ6小時氡α3.8天依據上表請你分析推斷下面結論正確的是()A．塑料公司生產聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥后變薄，利用α射線來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否勻稱B．鈷60的半衰期為5年，若取4個鈷60原子核，經10年后就肯定剩下一個原子核C．把放射性元素釙210摻雜到其他穩定元素中，放射性元素的半衰期不變D．用锝99可以作示蹤原子，用來診斷人體內的器官是否正常．方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質，當這些物質的一部分到達到檢查的器官時，可依據放射性同位素的射線狀況分析器官正常與否CD[因為α射線不能穿透薄膜，無法測量薄膜的厚度，所以A錯誤；鈷60的半衰期為5年，是指大量鈷60原子核因衰變而削減到它原來數目的一半所須要的時間，因此B錯誤，C正確；檢查時，要在人體外探測到體內輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質長期留在體內，所以應選取锝99作為放射源，D正確．]二、非選擇題(本大題共2小題，共26分)5．(12分)放射性同位素14C被考古學家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年頭，此項探討獲得1960年諾貝爾化學獎．(1)宇宙射線中高能量的中子遇到空氣中的氮原子后，會形成不穩定的eq\o\al(14,6)C，它很簡單發生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5730年，試寫出14C的衰變方程；(2)若測得一古生物遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的25%，則此遺骸距今約有多少年？[解析](1)eq\o\al(14,6)C的β衰變方程為：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N.(2)eq\o\al(14,6)C的半衰期τ＝5730年．生物死亡后，遺骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期改變，設活體中eq\o\al(14,6)C的含量為N0，遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量為N，則N＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(eq\f(t,τ))N0，即0.25N0＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(eq\f(t,5730))N0，故eq\f(t,5730)＝2，t＝11460年．[答案](1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(14,7)N(2)11460年6．(14分)1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用eq\o\al(60,27)Co的衰變來驗證，其核反應方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(A,Z)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\x\to(ν)e.其中eq\x\to(ν)e是反中微子，它的電荷量為零，靜止質量可認為是零．(1)在上述衰變方程中，衰變產物eq\o\al(A,Z)Ni的質量數A是________，核電荷數Z是________．(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co核靜止，依據云室照片可以看出，衰變產物Ni和eq\o\al(0,－1)e的運動徑跡不在一條直線上，假如認為衰變產物只有Ni和eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過程將違反________守恒定律．(3)eq\o\al(60,27)Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種．我國應用該方法培育出了很多農作物新品種，如棉花高產品種“魯棉1號”，年種植面積曾達到3000多萬畝，在我國自己培育的棉花品種中栽培面積最大．γ射線處理作物后主要引起________，從而產生可遺傳的變異．[解析](1)依據質量數和電荷數守恒，核反應方程為：eq\o\al(60,2