2019-2020年物理选修3-5第四章 原子核第03节 放射性同位素粤教版复习特训第五十九篇
精选2019-2020年高中物理选修3-5第四章 原子核第03节 放射性同位素粤教版复习特训二十六
精选2019-2020年高中物理选修3-5第四章原子核第03节放射性同位素粤教版复习特训二十六第1题【单选题】阴极射线是( )A、光子流B、电子流C、质子流D、中子流【答案】：【解析】：第2题【单选题】如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是( )A、没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线B、若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转C、施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电极的极性D、施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场的方向，但无法判断出磁场的强弱【答案】：【解析】：第3题【单选题】如图所示，阴极射线管接通电源后，电子束由阴极沿x轴正方向射出，在荧光板上会看到一条亮线．要使荧光板上的亮线向z轴负方向偏转，可采用的方法是( )A、加一沿y轴负方向的磁场B、加一沿z轴正方向的磁场C、加一沿y轴正方向的电场D、加一沿z轴负方向的电场【答案】：【解析】：第4题【单选题】下列关于电磁污染的说法，不正确的是( )A、电磁污染主要是指电磁辐射B、电磁辐射会干扰其他仪器的正常工作C、电磁辐射对人体和动物都有危害D、频率越高的电磁波，电磁辐射的危害就越小【答案】：【解析】：第5题【单选题】如图甲是α、β、γ三种射线穿透能力的示意图，图乙是工业上利用射线的穿透性来检查金属内部的伤痕的示意图，则图乙中的检查利用的射线是( )A、α射线B、β射线C、γ射线D、α、γ射线【答案】：【解析】：第6题【单选题】关于阴极射线的本质，下列说法正确的是( )A、阴极射线本质是氢原子B、阴极射线本质是电磁波C、阴极射线本质是电子D、阴极射线本质是X射线【答案】：【解析】：第7题【单选题】用α粒子轰击时，得到，同时放出一种粒子，关于这种粒子，下列说法中正确的是( )A、它来自于原子核B、它能穿透几厘米厚的铅板C、它垂直进入磁场中不发生偏转D、它是一种频率很高的光子【答案】：【解析】：第8题【多选题】下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( )A、γ射线探伤仪B、利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C、利用钴60治疗肿瘤等疾病D、把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律【答案】：【解析】：第9题【填空题】1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现______．图中A为放射源发出的______粒子，B为______气．【答案】：【解析】：第10题【填空题】若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对的原子来说x=______、y=______、z=______．【答案】：【解析】：第11题【填空题】用α粒子（）轰击氮核（），结果生成氧核（）和x粒子，则x粒子为______，生成的氧核中有______个核子．【答案】：【解析】：第12题【计算题】1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现什么？图中A 为放射源发出的什么粒子？B为什么气？完成该实验的下列核反应方程？【答案】：【解析】：第13题【综合题】如图所示为卢瑟福在实验室里第一次成功在实现了原子核人工转变的实验装置示意图，M是显微镜，S是荧光屏，F是铝箔．氮气从阀门T充入，A是放射源．完成该人工核转变的方程式？""在观察由新粒子引起的闪烁之前需进行必要的调整的是？""在容器充入氮气后，屏S上出现闪光，该闪光是什么？""【答案】：【解析】：第14题【综合题】如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．?请你简述自动控制的原理．如果工厂生产的为的铝板，在、和三种射线中，你认为哪一种射线在的厚度控制中起主要作用，为什么？【答案】：【解析】：第15题【综合题】在电脑显示器的真空示波管内，控制电子束扫描的偏转场是匀强磁场，磁场区域是宽度为3.0cm的矩形，右边界距荧光屏20.0cm ，高度足够．某段时间内磁场方向垂直纸面向外，磁感应强度B=4.55×10^﹣^3T不变．电子初速度不计，经U=4550V电压加速后沿中心线射入磁场，偏转后打在屏上产生亮点（若无磁场，亮点在屏中心），已知电子的质量m=0.91×10^﹣^30kg ，电荷量e=1.6×10^﹣^19C ．在图中大致图出电子运动的径迹；""求亮点偏离荧光屏中心的距离．""【答案】：【解析】：。
2020高中物理 第四章 原子核 第三节 放射性同位素分层训练 粤教版选修3-5
第三节放射性同位素A级抓基础1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D正确．答案：AD2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是( )A．放射性同位素不改变其化学性质B．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解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，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的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．答案：D3．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中使用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严重的影响，下列有关说法正确的是( ) A．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C．过量的射线对人体组织具有破坏性D．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏解析：贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A正确，B错误．过量射线对人体造成的伤害有时不会马上感觉到，C正确，D错误．答案：AC4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16 8O＋10n→a7N＋0b X，对式中X、a、b判断正确的是( )A．X代表正电子，a＝17，b＝1B．X代表电子，a＝17，b＝－1C．X代表中子，a＝17，b＝1D．X代表质子，a＝17，b＝1解析：根据电荷数守恒，知b＝1，则X代表正电子. 根据质量数守恒，a＝17，A正确．答案：A5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋____________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋__________；(4)3015P→3014Si＋____________；(5)235 92U＋________→9038Sr＋136 54Xe＋1010n；(6)14 7N＋42He→17 8O＋________．解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42He)，同理确定其他粒子分别为：中子(10n)，电子(0－1e)，正电子(0＋1 e)，中子(10n)，质子(11H)．答案：(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)0＋1e (5)10n (6)11HB级提能力6．(多选)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是( )A.2713Al＋42He→3015P＋XB.14 7N＋42He→17 8O＋XC.21H＋γ→10n＋XD.31H＋X→42He＋10n解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A中X代表中子10n；B中X代表质子11H；C中X代表质子11H；D 中X代表氘核21H，故选BC.答案：BC7．(多选)下列核反应方程不正确的是( )A.14 7N＋42He→17 8O＋10nB.235 92U＋10n→9038Sr＋136 54Xe＋1010nC．U238 92→234 90Th＋42HeD.21H＋31H→42He＋10n解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应前后质量数及电荷数均守恒，但U23892书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.答案：AC8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、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：将题给3个方程相加，整理后得73Li＋14 7N＋94Be→17 8O＋12 6C＋Z，根据电荷数守恒和质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．答案：C9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15 8O注入人体，15 8O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET原理判断下列表述正确的是( )A.15 8O在人体内衰变方程是15 8O→15 7N＋01eB．正、负电子湮灭方程是01e＋0－1e→2γC．在PET中，15 8O的主要用途是作为示踪原子D．在PET中，15 8O的主要用途是参与人体的新陈代谢解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是15 8O→15 7N＋01e，故A正确；正负电子湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，15 8O的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确、D错误．答案：ABC10．一个静止的氮核14 7N俘获一个速度为1.1×107m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106 m/s，B的质量数是C的17倍，B、C两原子核的电荷数之比为8∶1.(1)写出核反应方程；(2)估算C核的速度大小．解析：(1)由题可知B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则B的电荷数为8，C 的电荷数为1；由题可知B、C质量数之和为18，因为B的质量是C的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以B为17 8O，C为11H. 故核反应方程为：14 7N＋42He→17 8O＋11H(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：m He v He＝m B v B＋m C v C代入数据得：v C＝－2.4×107 m/s答案：(1)14 7N＋42He→17 8O＋11H(2) v C＝－2.4×107 m/s。
高中物理第四章原子核第三节放射性同位素同步备课教学案粤教版选修3-5.doc
⾼中物理第四章原⼦核第三节放射性同位素同步备课教学案粤教版选修3-5.doc第三节放射性同位素[学习⽬标] 1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应⽅程.2.知道什么是同位素、放射性同位素和⼈⼯放射性同位素.3.了解放射性同位素在⽣产和科学领域的应⽤，知道射线的危害及防护．⼀、核反应 [导学探究]1．核反应的实质是什么？它符合哪些规律？答案 (1)它的实质就是将⼀种原⼦核在粒⼦的轰击之下转变成⼀种新的原⼦核，并产⽣新的粒⼦．(2)在转变过程中符合质量数和电荷数守恒规律．2．如何实现原⼦核的⼈⼯转变？常见的⼈⼯转变的核反应有哪些？答案 (1)⼈为地⽤α粒⼦、质⼦、中⼦或光⼦去轰击⼀些原⼦核，可以实现原⼦核的转变． (2)常见的⼈⼯转变的核反应有： a ．卢瑟福发现质⼦：147N ＋42He→178O ＋11H b ．查德威克发现中⼦：94Be ＋42He→126C ＋10n c ．居⾥夫妇⼈⼯制造同位素：42He ＋2713Al→10n ＋3015P3015P 具有放射性：3015P→3014Si ＋ 0＋1e.[知识梳理]1．核反应：利⽤天然放射性的⾼速粒⼦或利⽤⼈⼯加速的粒⼦去轰击原⼦核，以产⽣新的原⼦核，这个过程叫做核反应．2．核反应的实质：以基本粒⼦(α粒⼦、质⼦、中⼦等)为“炮弹”去轰击原⼦核(靶核X)，从⽽促使原⼦核发⽣变化，⽣成了新原⼦核(Y)，并放出某⼀粒⼦． 3．原⼦核⼈⼯转变的三⼤发现(1)1919年卢瑟福发现质⼦的核反应⽅程：14 7N ＋42He→178O ＋11H(2)1932年查德威克发现中⼦的核反应⽅程：94Be ＋42He→12 6C ＋10n(3)1934年约⾥奥·居⾥夫妇发现放射性同位素和正电⼦的核反应⽅程：2713Al ＋42He→3015P ＋10n ；3015P→3014Si ＋ 0＋1e.4．⼈⼯转变核反应与衰变的⽐较(1)不同点原⼦核的⼈⼯转变，是⼀种核反应，是其他粒⼦与原⼦核相碰撞的结果，需要⼀定的装置和条件才能发⽣，⽽衰变是原⼦核的⾃发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点⼈⼯转变与衰变过程⼀样，在发⽣的过程中质量数与电荷数都守恒；反应前后粒⼦总动量守恒．[即学即⽤] 判断下列说法的正误．(1)在核反应中，质量数守恒，电荷数守恒．( √)(2)核反应是⽤粒⼦轰击原⼦核，利⽤粒⼦与原⼦核的碰撞将原⼦核打开．( ×)(3)卢瑟福利⽤α粒⼦轰击铍并发现了中⼦．( ×)(4)原⼦核的⼈⼯转变，需要⼀定的装置和⼈为条件，不是原⼦核的⾃发变化．( √)⼆、放射性同位素1．同位素：具有相同质⼦数⽽中⼦数不同的原⼦，互称同位素．2．放射性同位素：具有放射性的同位素，叫做放射性同位素．3．约⾥奥·居⾥夫妇在⽤α粒⼦轰击铝箔时发现正电⼦的核反应⽅程为：2713Al＋42He→3015P＋10 n，3015P→3014Si＋ 0＋1e＋ν，其中3015P是3115P的⼀种放射性同位素．三、放射性同位素的应⽤1．利⽤放射性同位素放出的射线可进⾏γ探伤、消除静电、培育良种、治疗癌症．2．放射性同位素可以作为⽰踪原⼦．3．利⽤元素的半衰期可推断地层或古代⽂物的年代．想⼀想医学上做射线治疗⽤的放射性元素，应⽤半衰期长的还是短的？为什么？答案半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．4．放射线的危害及防护(1)α射线具有很强的电离作⽤，但穿透能⼒很弱；(2)β射线有较强的穿透能⼒，但电离作⽤较弱；(3)γ射线电离作⽤最⼩，穿透能⼒很强．辐射防护的基本⽅法有：时间防护、距离防护和屏蔽防护．[即学即⽤] 判断下列说法的正误．(1)放射性同位素3015P，既可以通过核反应⼈⼯获得，也可以从⾃然界中获得．( ×)(2)⽤γ射线照射⾷品可以杀死使⾷物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期．( √)⼀、核反应及核反应⽅程1．核反应的条件⽤α粒⼦、质⼦、中⼦，甚⾄⽤γ光⼦轰击原⼦核使原⼦核发⽣转变．2．核反应的规律质量数守恒，电荷数守恒．3．⼈⼯转变与衰变的⽐较(1)不同点：⼈⼯转变是其他粒⼦与原⼦核相碰撞的结果，需要⼀定的装置和条件才能发⽣；⽽衰变是原⼦核的⾃发变化，它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点：⼈⼯转变与衰变过程⼀样，在发⽣过程中质量数与电荷数都守恒．例1完成下列核反应⽅程，并指出其中________是发现质⼦的核反应⽅程，________是发现中⼦的核反应⽅程．(1)14 7N＋10n→14 6C＋________(2)14 7N＋42He→17 8O＋________(3)10 5B＋10n→________＋42He(4)94Be＋42He→________＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋________答案见解析解析(1)14 7N＋10n→14 6C＋11H(2)14 7N＋42He→17 8O＋11H(3)10 5B＋10n→73Li＋42He(4)94Be＋42He→12 6C＋10n(5)5626Fe＋21H→5727Co＋10n其中发现质⼦的核反应⽅程是(2)，发现中⼦的核反应⽅程是(4)．书写核反应⽅程时要注意：(1)质量数守恒和电荷数守恒；(2)中间⽤箭头，不能写成等号；(3)核反应⽅程遵守质量数守恒⽽不是质量守恒，核反应过程中，⼀般会发⽣质量的变化．⼆、放射性同位素及其应⽤1．放射性同位素的分类(1)天然放射性同位素．(2)⼈⼯放射性同位素．2．放射性同位素的主要作⽤(1)⼯业部门使⽤射线测厚度——利⽤γ射线的穿透特性．(2)农业应⽤——γ射线使种⼦的遗传基因发⽣变异，杀死使⾷物腐败的细菌、抑制蔬菜发芽、延长保存期等．(3)做⽰踪原⼦——利⽤放射性同位素与⾮放射性同位素有相同的化学性质．(4)医学上——利⽤γ射线的⾼能量治疗癌症．例2(多选)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，把静电荷导⾛B．利⽤γ射线照射植物的种⼦，使产量显著增加C．利⽤α射线来治疗肺癌、⾷道癌等疾病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，作为⽰踪原⼦答案BD1．⽤射线来测量厚度，⼀般不选取α射线是因为其穿透能⼒太差，更多的是选取γ射线，也有部分选取β射线的．2．给病⼈治疗癌症、培育优良品种、延长⾷物保存期⼀般选取γ射线．3．使⽤射线时安全是第⼀位的．1．卢瑟福通过实验⾸次实现了原⼦核的⼈⼯转变，其核反应⽅程为：42He＋147N→178O＋11H，下列说法错误的是( ) A．卢瑟福通过该实验提出了原⼦核式结构模型B．实验中是⽤α粒⼦轰击氮核C．卢瑟福通过该实验发现了质⼦D．原⼦核在⼈⼯转变的过程中，电荷数⼀定守恒答案 A解析卢瑟福⽤α粒⼦轰击⾦箔散射的实验，提出了原⼦的核式结构模型，故A错误；⽤α粒⼦轰击氮核⾸次实现了原⼦核的⼈⼯转变，并发现了质⼦，故B、C正确；核反应⽅程质量数和电荷数是守恒的，故D正确．2．(多选)关于放射性同位素，以下说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素⼀样，都具有⼀定的半衰期，衰变规律⼀样B．放射性同位素衰变可⽣成另⼀种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产⽣的，不能⽤⼈⼯⽅法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后形成新的原⼦核，选项A、B正确；⼤部分放射性同位素都是⼈⼯转变后获得的，C、D错误．3．下⾯列出的是⼀些核反应⽅程：3015P→3014Si＋X，94Be＋21H→10 5B＋Y，42He＋42He→73Li＋Z，其中( ) A．X是质⼦，Y是中⼦，Z是正电⼦B．X是正电⼦，Y是质⼦，Z是中⼦C．X是中⼦，Y是正电⼦，Z是质⼦D．X是正电⼦，Y是中⼦，Z是质⼦答案 D解析依据核反应⽅程的两个基本规律：质量数守恒和电荷数守恒，即可得出选项D正确．4．⽤⼈⼯⽅法得到放射性同位素，这是⼀个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，⽽今天⼈⼯制造的放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在⼯业、农业、医疗卫⽣和科学研究的许多⽅⾯得到了⼴泛的应⽤．(1)带电的验电器在射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )A．射线的贯穿作⽤B．射线的电离作⽤C．射线的物理、化学作⽤D．以上三个选项都不是(2)在我国⾸先⽤⼈⼯⽅法合成⽜胰岛素时，需要证明⼈⼯合成的⽜胰岛素结晶跟天然⽜胰岛素的结晶是同⼀种物质，为此曾采⽤放射性同位素14C做________．答案(1)B (2)⽰踪原⼦解析(1)因射线的电离作⽤，空⽓中的与验电器所带电性相反的离⼦与之中和，从⽽使验电器所带电荷消失．(2)把掺⼊14C的⼈⼯合成的⽜胰岛素与天然⽜胰岛素混合在⼀起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的⽜胰岛素结晶，这就证明了⼈⼯合成的⽜胰岛素与天然⽜胰岛素完全融为⼀体，它们是同⼀种物质．这种把放射性同位素的原⼦掺到其他物质中去，让它们⼀起运动、迁移，再⽤放射性探测仪器进⾏追踪，就可以知道放射性原⼦通过什么路径，运动到了哪⾥，是怎样分布的，从⽽可以了解某些不容易查明的情况或规律．⼈们把具有这种⽤途的放射性同位素叫做⽰踪原⼦．⼀、选择题(1～5题为单选题，6～9题为多选题)1．在下列四个核反应⽅程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒⼦①31H＋X1→42He＋10n ②14 7N＋42He→17 8O＋X2③94Be＋42He→12 6C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4则以下判断中正确的是( )A．X1是质⼦B．X2是中⼦C．X3是电⼦D．X4是质⼦答案 D解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为21H，A错；X2为11H，B错；X3为10n，C错；X4为11H，D对．2．⽤⾼能8636Kr轰击20882Pb，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294C．其原⼦序数为118 D．其中⼦数为90答案 C解析核反应⽅程为20882Pb＋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.3．医学界通过14C标记的C60发现⼀种C60的羧酸衍⽣物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C 的⽤途是( )A．⽰踪原⼦B．电离作⽤C．催化作⽤D．贯穿作⽤答案 A解析⽤14C标记C60来查明元素的⾏踪，发现可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作⽤是做⽰踪原⼦，故选项A正确．4．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．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答案 C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半衰期太短，所以只有锶90较合适．5．将威尔逊云室置于磁场中，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 ，如图所⽰能近似地反映正电⼦和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，衰变过程中系统的动量守恒，放出的正电⼦的⽅向跟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．因为洛伦兹⼒提供向⼼⼒，即qvB ＝m v 2r，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r e r Si ＝q Si q e ＝141. 可见正电⼦运动的圆半径较⼤．6．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13153I 的油，检测地下输油管的漏油情况 C ．利⽤6027Co 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收养分的规律答案 BD解析射线探伤仪利⽤了射线的穿透能⼒，所以选项A 错误．利⽤含有放射性13153I 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6027Co 治疗肿瘤等疾病，利⽤了射线的穿透能⼒和⾼能量，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收养分的规律，所以选项D 正确． 7．下列核反应或衰变⽅程中，符号“X”表⽰中⼦的是( )A.94Be＋42He―→12 6C＋XB.14 7＋42He―→17 8O＋XC.204 80Hg＋10n―→202 78Pt＋211H＋XD.239 92U―→239 93Np＋X答案AC解析根据核反应⽅程质量数和电荷数守恒可得A、C选项正确．8．⼀个质⼦以1.0×107 m/s的速度撞⼀个静⽌的铝原⼦核后被俘获，铝原⼦核变成硅原⼦核．已知铝原⼦核的质量是质⼦的27倍，硅原⼦核的质量是质⼦的28倍，则下列说法正确的是( )A．核反应⽅程为2713Al＋11H―→2814SiB．核反应⽅程为2713Al＋10n―→2814SiC．硅原⼦核速度的数量级为107 m/s，⽅向跟质⼦的初速度⽅向⼀致D．硅原⼦核速度的数量级为105 m/s，⽅向跟质⼦的初速度⽅向⼀致答案AD解析由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确，B选项错误；由动量守恒定律求得硅原⼦核速度的数量级为105 m/s，即D选项正确，C选项错误．9．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答案BD解析同位素有相同的质⼦数，所以选项A错误；同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以3015P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误；含有3015P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确．⼆、⾮选择题10．在中⼦、质⼦、电⼦、正电⼦、α粒⼦中选出⼀个适当的粒⼦，分别填在下列核反应⽅程的横线上．(1)238 92U―→234 90Th＋________.(2)94Be＋42He―→12 6C＋________.(3)234 90Th―→234 91Pa＋________.(4)3015P―→3014Si＋________.(5)235 92U＋________―→9038Sr＋136 54Xe＋1010n.(6)14 7N＋42He―→17 8O＋________.答案 (1)42He (2)10n (3) 0－1e (4) 0＋1e (5)10n (6)11H解析在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒⼦采⽤左下⾓(电荷数)配平，左上⾓(质量数)配平．未知粒⼦可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒⼦(42He)，同理确定其他粒⼦分别为：中⼦(10n)，电⼦( 0－1e)，正电⼦( 0＋1e)，中⼦(10n)，质⼦(11H)． 11．如图1所⽰是⼯⼚利⽤射线⾃动控制铝板厚度的装置⽰意图．图1(1)请简述⾃动控制的原理；(2)如果⼯⼚⽣产的是厚度为2 mm 的铝板，在α、β和γ三种射线中，哪⼀种对铝板的厚度控制起主要作⽤？为什么？答案见解析解析 (1)射线具有穿透本领，如果向前移动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的射线的强度就会随之变化，将这种变化转变为电信号输⼊到相应的装置，使之⾃动地控制图中右侧的两个轮间的距离，达到⾃动控制铝板厚度的⽬的．(2)β射线起主要作⽤，因为α射线的贯穿本领很⼩，穿不过2毫⽶的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过⼏厘⽶的铅板，2毫⽶左右的铝板厚度发⽣变化时，透过铝板的γ射线强度⼏乎不发⽣变化；β射线的贯穿本领较强，能穿过⼏毫⽶厚的铝板，当铝板厚度发⽣变化时，透过铝板的β射线强度变化较⼤，探测器可明显地反映出这种变化，使⾃动化系统做出相应的反应．12．1934年约⾥奥·居⾥夫妇⽤α粒⼦轰击静⽌的2713Al ，发现了放射性磷3015P 和另⼀种粒⼦，并因这⼀伟⼤发现⽽获得诺贝尔物理学奖． (1)写出这个过程的核反应⽅程式；(2)若该种粒⼦以初速度v 0与⼀个静⽌的12C 核发⽣碰撞，但没有发⽣核反应，该粒⼦碰后的速度⼤⼩为v 1，运动⽅向与原运动⽅向相反，求碰撞后12C 核的速度．答案 (1)2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n (2)v 0＋v 112，⽅向与该粒⼦原运动⽅向相同解析 (1)核反应⽅程式为2713Al ＋42He ―→3015P ＋10n.(2)由(1)知，该种粒⼦为中⼦，设该种粒⼦的质量为m ，则12C 核的质量为12m ，设碰撞后12C 核的速度为v 2，由动量守恒定律可得mv 0＝m (－v 1)＋12mv 2，解得v 2＝v 0＋v 112，碰撞后12C 核的运动⽅向与该粒⼦原运动⽅向相同．。
2019最新粤教版高中物理选修(3-5)第四章《放射性同位素》学案
2019最新粤教版高中物理选修（3-5）第四章《放射性同位素》学案[学习目标定位] 1.知道什么是核反应,能够熟练写出核反应方程.2.知道什么是同位素、放射性同位素和人工放射性同位素.3.了解放射性同位素在生产和科学领域的应用.4.知道射线的危害及防护．1．三种射线 (1)α射线是氦核流；(2)β射线是高速运动的电子流； (3)γ射线是频率很高的电磁波．2．半衰期：原子核数目因衰变减少到原来的一半所经过的时间,叫做半衰期．半衰期只与核内部自身的因素有关．3．核反应(1)利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核,以产生新的原子核,这个过程叫做核反应． (2)反应能在核反应过程中,原子核的质量数和电荷数会发生变化,同时伴随着能量的释放或吸收,所放出或吸收的能量叫做反应能．(3)遵循规律：质量数和电荷数总是守恒的． (4)两个常见的核反应方程①卢瑟福用α粒子轰击氮核而发现质子的核反应方程147N ＋42He→17 8O ＋11H②用α粒子轰击铍从而发现中子的核反应方程94Be ＋42He→12 6C ＋10n4．放射性同位素(1)同位素：具有相同质子数而中子数不同的原子,互称同位素．(2)放射性同位素：具有放射性的同位素,叫做放射性同位素．(3)约里奥·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时发现正电子的核反应方程为：2713Al＋42 He→3015P＋10n,3015P→3014Si＋01e＋ν,其中3015P是3115P的一种放射性同位素．5．放射性同位素的应用(1)利用放射性同位素放出的射线可进行γ探伤、消除静电、培育良种、治疗癌症．(2)放射性同位素可以作为示踪原子．(3)利用元素的半衰期可推断地层或古代文物的年代．6．放射线的危害及防护(1)α射线具有很强的电离作用,但穿透能力很弱；(2)β射线有较强的穿透能力,但电离作用较弱；(3)γ射线电离作用最小,穿透能力很强．辐射防护的基本方法有：时间防护、距离防护和屏蔽防护．一、核反应与核反应方程[问题设计]1．阅读课本“核反应”,说明什么是核反应？核反应的条件和实质是什么？答案见[要点提炼]2．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核打出了质子；查德威克用α粒子轰击铍原子核打出了中子；约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝原子核打出了中子,得到了放射性元素磷,磷发生β衰变放出正电子．试写出上述三个典型的核反应方程．答案见[要点提炼][要点提炼]1．核反应的条件：用α粒子、质子、中子甚至用光子去轰击原子核．2．核反应的实质：以基本粒子(α粒子、质子、中子等)为“炮弹”去轰击原子核(靶核X),从而促使原子核发生变化,生成了新原子核(Y),并放出某一粒子．3．原子核人工转变的三大发现(1)1919年卢瑟福发现质子的核反应：147N ＋42He→17 8O ＋11H(2)1932年查德威克发现中子的核反应：94Be ＋42He→12 6C ＋10n(3)1934年约里奥—居里夫妇发现放射性同位素和正电子的核反应：2713Al ＋42He→3015P ＋10n ；3015P→3014Si ＋01e ＋ν.4．原子核的人工转变与衰变的比较(1)不同点：原子核的人工转变,是一种核反应,是其他粒子与原子核相碰撞的结果,需要一定的装置和条件才能发生,而衰变是原子核的自发变化,它不受物理、化学条件的影响．(2)相同点：人工转变与衰变过程一样,在发生的过程中质量数与电荷数都守恒；反应前后粒子总动量守恒． 二、放射性同位素 1．放射性同位素的分类 (1)天然放射性同位素； (2)人工放射性同位素． 2．人工放射性同位素的优势(1)种类多．天然放射性同位素只有60多种,而人工放射性同位素有1 000多种． (2)放射强度容易控制． (3)可制成各种所需的形状． (4)半衰期短,废料易处理． 3．对放射性同位素应用的理解(1)射线的应用：例如利用γ射线的穿透能力进行无损γ射线探伤；利用α射线的电离作用消除静电等．(2)示踪原子的应用：利用放射性元素能放出某种射线,可用探测器对它们进行追踪,因而可利用它们进行踪迹显示．(3)半衰期的应用：在地质和考古工作中,利用放射性衰变的半衰期,来推断地层或古代文物的年代．一、核反应和核反应方程例1 完成下列各核反应方程,并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的． (1)105B ＋42He→137N ＋( )(2)94Be＋( )→12 6C＋10n(3)2713Al＋( )→2712Mg＋11H(4)14 7N＋42He→17 8O＋( )(5)2311Na＋( )→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He→10n＋( )；3015P→3014Si＋( )解析(1)10 5B＋42H e→13 7N＋10n(2)94Be＋42He→12 6C＋10n此核反应使查德威克首次发现了中子．(3)2713Al＋10n→2712Mg＋11H(4)14 7N＋42He→17 8O＋11H此核反应使卢瑟福首次发现了质子．(5)2311Na＋21H→2411Na＋11H(6)2713Al＋42He→10n＋3015P；3015P→3014Si＋01e(正电子)此核反应使约里奥—居里夫妇首次发现了正电子．答案见解析针对训练 1 1993年,科学院原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素202 78Pt,制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be产生快中子；(2)用快中子轰击汞204 80Hg,反应过程可能有两种：①生成202 78Pt,放出氦原子核；②生成202 78Pt,同时放出质子、中子．(3)生成的铂202 78Pt发生两次衰变,变成稳定的原子核汞202 80Hg.写出上述核反应方程．答案(1)94Be＋11H→95B＋10n(2)①204 80Hg＋10n→202 78Pt＋32He②204 80Hg＋10n→202 78Pt＋211H＋10n(3)202 78Pt→202 79Au＋0－1e；202 79Au→202 80Hg＋0－1e二、放射性同位素的应用例2 (单选)关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的有( )A．放射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电,从而达到消除有害静电的目的B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤,也能进行人体的透视C．用放射线照射作物种子使其DNA发生变异,其结果一定是更优秀的品种D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量,以免对人体正常组织造成太大的伤害解析利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用,使空气分子电离成为导体,将静电消除．γ射线对人体细胞伤害太大,不能用来进行人体透视．作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的,还要经过筛选才能培育出优良品种．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用,因此要科学地控制剂量．本题正确选项为D. 答案 D针对训练2 正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O 注入人体,参与人体的代谢过程.15O 在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET 原理,回答下列问题：(1)写出15O 的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)(单选)将放射性同位素15O 注入人体,15O 的主要用途是( ) A ．利用它的射线 B ．作为示踪原子 C ．参与人体的代谢过程 D ．有氧呼吸(3)PET 中所选的放射性同位素的半衰期应________．(填“长”或“短”或“长短均可”)答案 (1)158O→157N ＋01e,01e ＋ 0－1e→2γ (2)B (3)短 解析 (1)由题意得：15 8O→15 7N ＋01e,01e ＋ 0－1e→2γ(2)将放射性同位素15O 注入人体后,由于它能放出正电子,从而被探测器探测到,所以它的用途是作为示踪原子,B 对．(3)根据同位素的用途,为了减小对人体的伤害,半衰期应该很短．1．(双选)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长得多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AC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、C正确,选项B、D错误．2．(双选)下列核反应或核衰变方程中,符号“X”表示中子的是( )A.94Be＋42He→12 6C＋XB.14 7N＋42He→17 8O＋XC.204 80Hg＋10n→202 78Pt＋211H＋XD.239 92U→239 93Np＋X答案AC解析根据核反应方程质量数和电荷数守恒可得．3．(双选)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He→X＋10n.下列判断正确的是( )A.10n是质子B.10n是中子C．X是2814Si的同位素 D．X是3115P的同位素答案BD解析由核反应过程中质量数守恒、电荷数守恒知,X是3015P,故选项C错误,选项D正确；10n为中子,故选项A错误,选项B正确．4．用人工方法得到放射性同位素,这是一个很重要的发现,天然的放射性同位素只不过60多种,而人工制造的放射性同位素已达1 000多种,每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．(1)(单选)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )A．射线的贯穿作用B．射线的电离作用C．射线的物理、化学作用D．以上三个选项都不是(2)图1是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度1毫米的铝板,在α、β、γ三种射线中,你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．图1(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时,需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质,为此曾采用放射性同位素14C作为____________．答案(1)B (2)β(3)示踪原子解析(1)因放射线的电离作用,空气中的与验电器所带电荷电性相反的离子与之中和,从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱,不能穿透厚度1毫米的铝板,因而探测器不能探测,γ射线穿透物质的本领极强,穿透1毫米厚铝板和几毫米厚铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板,但厚度不同,穿透后β射线中的电子运动状态不同,探测器容易分辨．(3)把掺入14C的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起,经过多次重新结晶后,得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶,这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体,它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去,让它们一起运动、迁移,再用放射性探测仪器进行追踪,就可以知道放射性原子通过什么路径,运动到哪里了,是怎样分布的,从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作为这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．[概念规律题组]1．(双选)关于放射性同位素,以下说法正确的是( )A．放射性同位素与放射性元素一样,都具有一定的半衰期,衰变规律一样B．放射性同位素衰变可生成另一种新元素C．放射性同位素只能是天然衰变时产生的,不能用人工方法制得D．以上说法均不对答案AB解析放射性同位素也具有放射性,半衰期也不受物理和化学因素的影响,衰变后形成新的原子核,选项A、B正确；大部分放射性同位素都是人工转变后获得的,C、D错误．2．(双选)卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,核反应方程为42He＋147N→178O ＋11H.下列说法中正确的是( )A．通过此实验发现了质子B．实验中利用了放射源放出的γ射线C．实验中利用了放射源放出的α射线D．原子核在人工转变过程中,电荷数可能不守恒答案AC解析这个核反应方程是首次实现原子核的人工转变的方程,也是发现质子的核反应方程．3．(双选)关于放射性同位素的应用,下列说法中正确的是( )A．作为示踪原子是利用了放射性同位素贯穿能力很强的性质B．作为示踪原子是利用了放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点C．γ射线探伤利用了γ射线贯穿能力很强的性质D．γ射线探伤利用了γ射线电离能力很强的性质答案BC解析作为示踪原子是利用放射性同位素放出的射线可被仪器探测到的特点,利用γ射线探伤是利用了γ射线的贯穿能力很强的性质,正确选项为B、C.4．(双选)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答案BD解析同位素有相同的质子数,所以选项A错误．同位素有相同的化学性质,所以选项B正确．半衰期与元素属于化合物或单质没有关系,所以3015P制成化合物后它的半衰期不变,即选项C错误．含有3015P的磷肥由于衰变,可记录磷的踪迹,所以选项D正确．5．(双选)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131 53I的油,检测地下输油管的漏油情况C．利用6027Co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收养分的规律答案BD解析射线探伤仪利用了射线的贯穿能力,所以选项A错误．利用含有放射性131 53I 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6027Co治疗肿瘤等疾病,利用了射线的贯穿能力和高能量,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收养分的规律,所以选项D正确．6．(单选)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．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222C．锶90 D．铀238答案 C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半衰期太短,铀238半衰期太长,所以只有锶90较合适．7．(双选)近几年,我国、、山东、洛阳、广州等地从国外引进了十多台γ刀,治疗患者5 000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,病人清醒,时间短,半小时内完成手术,无需住院,因而γ刀被誉为“神刀”．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A．γ射线具有很强的贯穿本领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射线能很容易地绕过阻碍物答案AC解析γ射线是一种波长很短的电磁波,具有较高的能量,它的贯穿本领很强,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射线的高能量杀死肿瘤细胞．故选项A、C正确．[方法技巧题组]8．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子,分别填在下列核反应方程的横线上．(1)238 92U→234 90Th＋________；(2)94Be＋42He→12 6C＋________；(3)234 90Th→234 91Pa＋________；(4)3015P→3014Si＋________；(5)14 7N＋42He→17 8O＋________.答案(1)42He (2)10n (3)0－1e (4)01e (5)11H解析在核反应过程中,遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平,左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2,质量数为238－234＝4,由此可知为α粒子(42He),同理确定其他粒子分别为：中子(10n)、电子(0－1e)、正电子(01e)、质子(11H)．9．(单选)在下列四个核反应方程中,X1、X2、X3和X4各代表某种粒子①31H＋X1→42He＋10n ②14 7N＋42He→17 8O＋X2③94Be＋42He→12 6C＋X3④2412Mg＋42He→2713Al＋X4以下判断中正确的是( )A．X1是质子 B．X2是中子C．X3是电子 D．X4是质子答案 D解析根据核反应的质量数和电荷数守恒知,X1为21H,A错；X2为11H,B错；X3为10n,C错；X4为11H,D对．10．(单选)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( )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,根据动量守恒定律正电子和Si 核运动方向一定相反,C 、D 可排除．由qvB ＝m v 2R 得,R ＝mv qB,因为动量mv 相等,故R ∝1q ,即R e R Si ＝q Si q e ＝141,可见Si 核的运动半径较小,选B. 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6027Co 的衰变进行了验证,其核反应方程是6027Co→A Z Ni ＋ 0－1e ＋νe .其中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A Z Ni 的质量数A 是________,核电荷数Z 是________．(2)在衰变前6027Co 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)6027Co 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3 000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：6027Co→6028Ni ＋ 0－1e ＋νe ,由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．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是零,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．[创新应用题组]12．1934年,约里奥居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时,除了测到预料中的中子外,还探测到了正电子．正电子的质量跟电子的质量相同,带一个单位的正电荷,跟电子的电性正好相反,是电子的反粒子．更意外的是,拿走α放射源以后,铝箔虽不再发射中子,但仍然继续发射正电子,而且这种放射性也有一定的半衰期．原来,铝箔被α粒子击中后发生了如下反应：2713Al＋42He→3015P＋10n,这里的3015P就是一种人工放射性同位素,正电子就是它衰变过程中放射出来的．(1)写出放射性同位素3015P放出正电子的核反应方程．(2)放射性同位素3015P放出正电子的衰变称为正β衰变,我们知道原子核内只有中子和质子,那么正β衰变中的正电子从何而来？答案见解析解析(1)核反应方程为3015P→3014Si＋01e.(2)原子核内只有质子和中子,没有电子,也没有正电子,正β衰变是原子核内的一个质子转换成一个中子,同时放出正电子,核反应方程为11H→10n＋01e.。
物理粤教版选修3-5学案第4章第三节放射性同位素
1（1）定义：原子核在其他的________或人工加速的____的轰击下产生________的过程．（2）原子核的人工转变①1919年______用α粒子轰击氮原子核，产生了氧的一种同位素，同时产生了一个质子．②卢瑟福发现质子的核反应方程：14 7N ＋42He→17 8O ＋11H ．③用α粒子轰击铍从而发现了中子的核反应方程：94Be ＋42He→126C ＋________．（3）遵循规律：______守恒，______守恒．2．放射性同位素（1）同位素：具有相同的______而______不同的原子．（2）同位素的特点：核外电子数____，具有相同的____性质．（3）放射性同位素：具有______的同位素．（4）发现过程1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击____时意外发现的．（5）发现放射性同位素的核反应方程：2713Al ＋42He→________＋________．（6）放射性同位素3015P 的衰变方程3015P→__________＋__________＋ν．预习交流1存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志．你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？三、放射性同位素的应用预习交流2答案：1．（1）高速粒子 粒子 新原子核 （2）卢瑟福 10n （3）质量数 电荷数2．（1）质子数 中子数 （2）相同 化学 （3）放射性 （4）铝箔 （5）3015P 10n（6）3014Si 01e预习交流1：答案：在医院的放射室看到这个标志．一般情况要远离这些地方，特殊情况下要在医生指导下进出这些场所．3．射线示踪原子半衰期预习交流2：答案：半衰期短的．因为半衰期短的放射性废料容易处理．一、核反应及核反应方程1．核反应的条件和实质分别是什么？2．人工转变核反应与衰变的异同点是什么？3．书写原子核的核反应方程时应注意哪些问题？（2010·全国Ⅱ理综）原子核A Z X与氘核21H反应生成一个α粒子和一个质子．由此可知（）．A．A＝2，Z＝1 B．A＝2，Z＝2C．A＝3，Z＝3 D．A＝3，Z＝2核反应方程遵守质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中，一般会发生质量的变化．质量数守恒和电荷数守恒常是我们解题的关键．二、放射性同位素及其应用1．生产和生活中所用的射线为什么都是人造放射性同位素产生的？2．若静止在磁场中的放射性元素发生的是β衰变，得到的轨迹有什么特点？3．利用放射性同位素作为示踪原子时，选择半衰期较长的还是较短的？为什么？4．根据射线的特点试说出一些射线的应用．5．防止放射性危害的主要途径是什么？关于放射性同位素的一些应用，下列说法中不正确的是（）．A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用C．利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异D．在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子1A．21H＋31H→42He＋10nB．2713Al＋42He→3015P＋10nC．94Be＋42He→12 6C＋10nD．14 7N＋42He→17 9F＋10n2．对放射性的应用和防护，下列说法不正确的是（）．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，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3．放射性射线实际上都是微观粒子流，是肉眼看不见的射线，但是射线中的粒子与其他物质作用时产生的现象，会显示射线的存在，下列说法不正确的是（）．A．粒子不能使气体电离，所以不能用这种方法来显示粒子的存在B．粒子使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气会产生雾滴，过热液体会产生气泡C．粒子使照相乳胶底片感光D．粒子使荧光物质产生荧光4．下列应用中没有把放射性同位素作为示踪原子的是（）．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5．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漏，核反应堆有三道防护屏障：燃料包壳，压力壳和安全壳．由图甲可知，安全壳应当选用的材料是________．（2）图乙是用来监测工作人员受到辐射情况的胸章，通过照相底片被射线感光的区域，可以判断工作人员受到何种辐射．当胸章上1 mm铝片和3 mm铝片下的照相底片被感光，而铅片下的照相底片未被感光时，结合图分析可知工作人员受到了________射线的辐射；当所答案：活动与探究1：1．答案：（1）放射性元素的自发衰变；利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核．（2）核反应的过程实质是新元素的生成过程．2．答案：（1）不同点：原子核的人工转变，是一种核反应，是其他粒子与原子核相碰撞的结果，需要一定的装置和条件才能发生，而衰变是原子核的自发变化，它不受物理化学条件的影响．（2）相同点：人工转变与衰变过程一样，在发生过程中质量数与电荷数都守恒，反应前后粒子总动量守恒．3．答案：（1）核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．（2）核反应的生成一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出生成物与核反应方程．（3）核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化（质量亏损）且释放出核能．迁移与应用1：D 解析：核反应方程为A Z X＋21H→42He＋11H，根据质量数、电荷数守恒有A ＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1．解得A＝3，Z＝2，本题只有选项D正确．活动与探究2：1．答案：这是因为人造放射性同位素的放射强度容易控制，放射源形状可随意制成，更为重要的是，其半衰期比天然放射性物质短得多，放射性核废料容易处理．2．答案：得到两个半径不等的内切圆．半径小的圆是新核的轨迹，半径大的圆是β粒子的轨迹．3．答案：较短的．因为放射性同位素和非放射性同位素具有相同的化学性质，所以我们利用放射性同位素作为示踪原子．但由于放射线对人体有害，一旦研究完毕，就希望放射性同位素放出的射线大大减少，因此，我们选择半衰期较短的，这样便于观察，同时也不至于使放射性元素残留时间过长，对人体造成不必要的危害．4．答案：（1）工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透性．（2）烟雾报警器的使用——利用射线的电离作用，增加烟雾导电离子的浓度．（3）农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死腐败细菌、抑制发芽等．（4）作示踪原子——利用放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质的特性．5．答案：为了防止有害的放射性对人类和自然的破坏，人们采取了有效的防范措施，如在核电站的核反应堆外用厚厚的水泥来防止射线外泄；用过的核废料要放在很厚的重金属箱内，并埋在深海里．在生活中对那些可能具有放射性的物质要有防范意识，尽可能远离放射源．即防止放射性危害的主要途径有：对放射源进行处理以减少对人的危害；远离放射源．迁移与应用2：A 解析：消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，A错．探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异，B、C 正确．研究农作物对肥料的吸收是利用其作示踪原子，D正确．当堂检测1．C2．A 解析：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．正因为射线具有伤害作用，选项B、C、D均是正确的．3．A 解析：粒子能使气体或液体电离，以这些离子为核心，过饱和气会产生雾滴，过热液体会产生气泡；粒子能使照相乳胶底片感光，能使荧光物质发出荧光．故选项B、C、D 正确．4．C 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．5．答案：（1）混凝土（2）βγ解析：（1）反应堆最外层是厚厚的水泥防护层．防止射线外泄，所以安全壳应选用的材料是混凝土．（2）β射线可穿透几毫米厚的铝片，而γ射线可穿透几厘米厚的铅板，所以两个空分别是：β和γ．。
2019_2020学年高中物理第4章第3节放射性同位素教案粤教版选修3_5
第三节 放射性同位素[学习目标] 1.知道什么是核反应，能够熟练写出核反应方程．(重点)2.知道放射性同位素和人工放射性同位素及其核反应方程．(难点)3.了解放射性在生产和科学领域的应用.4.知道射线的危害及防护．一、核反应1．定义：利用天然放射性的高速粒子或利用人工加速的粒子去轰击原子核，以产生新的原子核，这个过程叫做核反应．2．反应能：核反应中所放出或吸收的能量叫做反应能． 3．两个典型的核反应方程 (1)质子的发现：147N ＋42He→148O ＋11H. (2)中子的发现：94Be ＋42He→126C ＋10n. 二、放射性同位素及其应用 1．放射性同位素(1)具有相同质子数而中子数不同的原子，在元素周期表中处于同一位置，因而互称同位素．(2)具有放射性的同位素，叫做放射性同位素． (3)发现正电子的核反应方程2713Al ＋42He→3015P ＋10n 3015P→3014Si ＋01e ＋ν.ν代表中微子，它是一种中性粒子，质量近似为零． 2．放射性同位素的应用放射性同位素的应用主要分为三类： (1)射线的应用； (2)示踪原子的应用； (3)半衰期的应用． 3．放射线的危害及防护 (1)危害人体受到长时间大剂量的射线照射，就会使细胞、组织、器官受到损伤，破坏人体DNA 分子结构，有时甚至会引发癌症，或者造成下一代遗传上的缺陷，过度照射时，人常常会出现头痛、四肢无力、贫血等多种症状，重者甚至死亡．(2)防护辐射防护的基本方法有时间防护、距离防护和屏蔽防护．要防止放射性物质对水源、空气、用具、工作场所的污染，要防止射线过多地长时间地照射人体．1．正误判断(正确的打“√”，错误的打“×”)(1)无论是核衰变还是其他核反应，方程两边总的质量数和电荷数是守恒的．(2)核反应方程遵守质量数守恒，即核反应过程中，质量不变化．(×)(3)利用示踪原子来推断地层或古代文物的年代．(×)(4)可以利用放射性同位素的射线进行无损探伤，生物育种等．(√)(5)医学上做射线治疗用的放射性元素，应选半衰期长的．(×)2．(多选)以下是物理学史上3个著名的核反应方程x＋73Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6Cx、y和z是3种不同的粒子，下列说法正确的是( )A．x为α粒子B．y为α粒子C．y为电子D．z为中子BD [根据质量数守恒和电荷数守恒可以确定x为质子11H，y为42He即α粒子，z为中子10n.] 3．(多选)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BD [同位素有相同的质子数，不同的中子数，所以选项A错误；半衰期与元素所处的化学状态没有关系，3015P制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误．](1)条件：用α粒子、质子、中子，甚至用γ光子轰击原子核，使原子核发生转变．(2)实质：用粒子轰击原子核，并不是粒子与核碰撞，将原子核打开，而是粒子打入原子核内部使核发生了转变．(3)遵循规律：反应前、后电荷数和质量数守恒． 2．常见的人工转变核反应(1)卢瑟福发现质子147N ＋42He→178O ＋11H. (2)查德威克发现中子94Be ＋42He→126C ＋10n. (3)居里夫妇人工制造同位素42He ＋2713Al→3015P ＋10n.3015P 具有放射性，自发地放出正电子(01e)，与天然放射现象遵循相同的规律，衰变方程：3015P→3014Si ＋01e ＋ν.3．书写核反应方程时的注意事项(1)核反应指的是在原子核内部核子数发生相应的变化，而化学反应指的是在原子核外最外层电子数发生变化，二者存在本质的不同．(2)核反应过程一般都不是可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．(3)核反应的生成一定要以实验事实为基础，不能依据两个守恒规律杜撰出生成物与核反应方程．(4)核反应遵循质量数守恒，而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)且释放出核能．【例1】 1993年，中国科学院上海原子核研究所制得了一种新的铂元素的同位素20278Pt.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶94Be 产生快中子；(2)用快中子轰击汞204 80Hg ，反应过程可能有两种： ①生成20278Pt ，放出氦原子核； ②生成202 78Pt ，同时放出质子、中子．(3)生成的20278Pt 发生两次衰变，变成稳定的原子核汞20280Hg. 写出上述核反应方程．[解析] 根据质量数守恒、电荷数守恒，确定新生核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程：(1)94Be ＋11H→95B ＋10n. (2)①20480Hg ＋10n→20278Pt ＋32He. ②20480Hg ＋10n→20278Pt ＋211H ＋10n. (3)20278Pt→20279Au ＋0－1e ，202 79Au→202 80Hg ＋0－1e.[答案] 见解析书写核反应方程的四条重要原则1．质量数守恒和电荷数守恒；2．中间用箭头，不能写成等号；3．能量守恒(中学阶段不作要求)；4．核反应必须是实验中能够发生的．1．(1)完成下列核反应方程：A.42He＋115B→147N＋________B.42He＋2311Na→________＋11HC.42He＋94Be→126C＋________D.42He＋2713Al→3015P＋________(2)在(1)的四个方程中，发现中子的核反应方程是________，发现放射性同位素的方程是________．[解析] (1)由核反应的规律：质量数、电荷数守恒可以判断A、C、D选项中的三个核反应生成物中都有中子．而B项中的核反应的生成物应为2912Mg.(2)查德威克发现中子的核反应方程为C，约里奥—居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程为D.[答案] (1)10n 2612Mg 10n 10n (2)C D可分为天然放射性同位素和人工放射性同位素两种，天然放射性同位素不过40多种，而人工放射性同位素已达1 000多种，每种元素都有自己的放射性同位素．2．人工放射性同位素的优点(1)放射强度容易控制；(2)可以制成各种所需的形状；(3)半衰期比天然放射性物质短得多，放射性废料容易处理．因此，凡是用到射线时，用的都是人工放射性同位素．3．放射性同位素的主要应用(1)利用它的射线．①工业部门使用射线测厚度——利用γ射线的穿透特性；②农业应用——γ射线使种子的遗传基因发生变异，杀死使食物腐败的细菌，抑制蔬菜发芽，延长保存期等；③医疗上——利用γ射线的高能量治疗癌症．(2)作为示踪原子：放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质，通过探测放射性同位素的射线确定其位置．【例2】正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是( )A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应________．(选填“长”“短”或“长短均可”)[解析] (1)由题意得15 8O→15 7N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后，由于它能放出正电子，并能与人体内的负电子产生一对光子，从而被探测器探测到，所以它的用途为作为示踪原子．B正确．(3)根据同位素的用途，为了减小对人体的伤害，半衰期应该很短．[答案] (1)15 8O→15 7N＋0＋1e，0＋1e＋0－1e→2γ(2)B (3)短放射性同位素应用的两点提醒1．利用它的射线：α射线的电离作用，γ射线的贯穿本领和生物作用，β射线的贯穿本领．2．作为示踪原子：多数情况下用β射线，因为γ射线难以探测到．2．(多选)放射性同位素被广泛应用，下列说法正确的是( )A．放射性同位素的半衰期都比较短，对环境的危害较小B．放射性同位素能够消除静电是因为其发出的γ射线C．用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用D．放射性同位素可以作为核燃料进行发电AC [放射性同位素的半衰期都比较短，衰变的快，对环境的危害较小，A选项正确；α射线能使空气分子电离成导体，能够消除静电，γ射线的电离本领较小，穿透本领强，B选项错误；根据放射性同位素的应用可知，用放射性同位素参与化学反应可以起到示踪的作用，C选项正确；放射性的同位素大多是人工合成的同位素，成本高，存在量较少，不能作为核燃料进行发电，D选项错误．]1．美国医生用123I 对老布什总统诊断，使其很快恢复健康，123I 的特性是( )A ．半衰期长，并迅速从体内清除B ．半衰期长，并缓慢从体内清除C ．半衰期短，并迅速从体内清除D ．半衰期短，并缓慢从体内清除C [在人体内作为示踪原子应该是半衰期短，并能迅速从体内消除的元素，以减小危害和遗留．]2．(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子 ( ) A ．γ射线探伤仪B ．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况C ．利用钴60治疗肿瘤等疾病D ．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律BD [A 是利用了γ射线的穿透性；C 利用了γ射线的生物作用；B 、D 是利用示踪原子．] 3．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然放射性同位素只不过40几种，而今天人工制造的同位素已达1 000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在农业、医疗卫生、科研等许多方面得到广泛应用．(1)如图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图，如工厂生产的是厚度为1 mm 的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度起主要作用的是________射线．(2)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素结晶是同一物质，为此曾采用放射性同位素碳14作________．[解析] (1)β射线起主要作用，因为α射线的贯穿本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1 mm的铝板；γ射线的贯穿本领很强，能穿过几厘米的铅板，1 mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的γ射线强度变化不大；β射线的贯穿本领较强，能穿过几毫米的铝板，当铝板厚度发生变化时，透过铝板的β射线强度变化较大，探测器可明显地反映出这种变化，使自动化系统做出相应的反应．(2)把掺入碳14的人工合成牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经多次重新结晶后，得到了放射性碳14分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素合为一体，它们是同一物质．把这种放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可了解某些不容易查明的情况或规律，人们把这种用途的放射性同位素叫作示踪原子．[答案] (1)β(2)示踪原子。
高中物理 第4章 原子核 第3节 放射性同位素课后提能训练 粤教版选修3-5
第3节 放射性同位素基础达标1．“放疗”是指用γ射线“照射”患病部位，是癌症患者的治疗手段之一．其原理是利用了γ射线的( )A ．穿透能力，使癌细胞基因突变B ．电离作用，使癌细胞转化为正常细胞C ．热作用，减轻病人痛苦D ．高能量，杀死癌细胞 【答案】D【解析】γ射线具有高能量，能杀死癌细胞，故选D ．2．本题中用大写字母代表原子核，E 经α衰变变成F ，再经β衰变变成G ，再经α衰变变成H ，上述系列衰变可记为下式：E ――→αF ――→βG ――→αH ，另一系列衰变如下：P ――→βQ ――→βR ――→αS.已知P 与F 是同位素，则( ) A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素 B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素 C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素 D ．Q 是E 的同位素，R 是F 的同位素 【答案】B【解析】因为P 与F 是同位素，故其电荷数相同设为Z ，则两个衰变过程可记为z ＋2E ――→αZF ――→βZ ＋1G ――→αZ －1HzP ――→βz ＋1Q ――→βz ＋2R ――→αz S ，B 正确．3．某单位丢失一人工制造的同位素放射源，现场指挥部用“人海战术”寻找放射源．每位工作人员穿防护服寻找2－3分钟，再换下一人接手，以避免受到长时间辐射，关于人工制造的放射性同位素，下列说法错误的是( )A ．人工制造的放射性同位素同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多B ．人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制C ．人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤D ．使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作规程，防止对人体、空气、水源、用具的污染【答案】A【解析】人造放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短，故A错误；人工制造的放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；人工制造的放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，故C正确；使用人工制造的放射性同位素也要遵守操作规程，防止对人体、空气、水源、用具的污染，故D正确．故选A．4．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同的目的，下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.然后利用适当的放射线来测定经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222C．锶90 D．铀238【答案】C【解析】相比较β射线穿过薄膜的强度会因薄膜厚度不同而发生明显变化，且放射源要求在相对较长时间内保持稳定，所以选C．5．(多选)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：2713Al＋42He→X＋10n.下列判断正确的是( )A．10n是质子B．10n是中子C．X是2814Si的同位素D．X是3115P的同位素【答案】BD【解析】核反应方程为2713Al＋42He→3015X＋10n，10n表示中子，A错，B对；由核反应中电荷数守恒、质量数守恒知，X为3015X，即为3115P的同位素，C错，D对，故选B、D．6．(多选)现已建成的核电站的能量来自于( )A．天然放射性元素衰变放出的能量B．人工放射性同位素放出的能量C．重核裂变放出的能量D．化学反应放出的能量【答案】C【解析】重核裂变过程中有质量亏损，伴随着巨大能量放出，目前核电站均是采用了重核裂变放出的能量进行的，故A、B、D错误，C正确．故选C．7．(多选)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．P与其同位素有相同的化学性质C．用P制成化合物后它的半衰期变长D．3015P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响【答案】BD【解析】同位素有相同的质子数，不同的质量数，故A错；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；3015P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D对．故正确答案为B、D．8．(多选)近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等各地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半小时内完成手术，无需住院，因此γ刀被誉为“神刀”．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用( )A．γ射线具有很强的贯穿本领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射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地【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，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米的铅板，但它的电离作用很小．γ刀治疗肿瘤是应用了其贯穿本领和很高的能量，故A、C正确．能力提升9．(多选)建筑材料中的放射性物质钋(Po)发生衰变后，生成也具有放射性的氡气(Rn)，而氡气会有致癌作用，为降低房间内放射性污染，下列说法可行的是( ) A．加热使放射性物质分解B．开窗通风C．中和放射性物质D．不使用放射性超标材料【答案】BD【解析】在生活中要尽可能地远离放射源，故最好的办法是不使用具有放射性物质的建材，或使氡气尽快离开房间，开窗通风不失为一个好办法，故选B、D．10．自然界中的铀和钴都有同位素．(1)铀主要以三种同位素的形式存在，三者的原子百分含量分别为334 92U 0.005%，235 92U 0.72%，238 92U99.275%.请写出计算铀元素近似原子量的计算式(不必算出具体数值)：________________________________________________________________________.(2)放射性同位素钴60能够产生γ射线．高速运动的γ射线作用于DNA，能够产生氢键断裂、碱基替换等效应，从而有可能诱发生物产生__________，使生物体出现可遗传的变异，从而选择和培育出优良品种．此外用γ射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为γ射线能________、________.在进行照射生物或食品的操作时，需要注意人体保护．操作完毕后，人体________(填“可以”或“不可以”)直接接触射线处理过的材料．【答案】(1)(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2(2)基因突变杀虫杀菌可以【解析】铀元素的原子量等于每种同位素与其百分含量乘积之和即(234×0.005＋235×0.72＋238×99.275)×10－2；γ射线的照射强度增大到一定程度往往会使品种基因突变．由于经过放射线同位素照射处理过的材料无放射性，所以人体完全可以直接接触它．。
高中物理第四章原子核4.3放射性同位素教案粤教版选修3_5
4.3 放射性同位素课堂互动三点剖析一、同位素及放射性同位素具有相同的质子数但中子数不同的原子互为同位素.1934年，约里奥·居里和伊丽芙·居里夫妇在用α粒子轰击铝箔时意外发现了放射性同位素P 3015.其衰变方程为γ++−→−e Si P 0130143015. 二、放射性同位素的主要应用（1）利用它的射线①利用γ射线的贯穿本领，可用γ射线探伤等.②利用α射线的电离作用很强,可消除有害静电.③利用γ射线对生物组织的物理和化学作用，可用来使种子发生变异、培育良种、灭菌灭害.④利用放射线的能量，还可轰击原子核，诱发核反应.⑤在医疗上，常用以控制病变组织的扩大.（2）作示踪原子由于放射性同位素跟同种元素的其他同位素相比，具有相同的质子数，核外电子数也相同，因此一种元素的各种同位素都有相同的化学性质，如果在某种元素里掺入一些放射性同位素，那么该元素无论经历什么变化，它的放射性同位素也经过同样的变化过程，而放射线同位素不断地放出射线，再用仪器探测这些射线，即可知道元素的行踪，这种用途的放射性元素叫示踪原子，放射性元素作示踪原子的应用也很多.①在农业生产中，探测农作物在不同季节对元素的需求.②在工业上，检查输油管道上的漏油位置.③在生物医疗上，可以检查人体对某元素的吸收情况，也可以帮助确定肿瘤的部位和范围. 各个击破【例1】 关于放射性同位素，以下说法正确的是（ ）A.放射性同位素与放射性元素一样，都有一定的半衰期，衰变规律一样B.放射性同位素衰变可生成另一种新元素C.放射性同位素只能是天然衰变时产生，不能用人工方法制得D.以上说法均不对解析：放射性同位素也具有放射性，半衰期也不受物理和化学因素的影响，衰变后生成新的原子核，选项A 、B 正确.答案：AB【例2】 放射性同位素被用作示踪原子,主要是因为（ ）A.放射性同位素不改变其化学性质B.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解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用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 不正确. 答案：ABC类题演练近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州各地引进了十多台γ刀，治疗患者5 000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器，令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，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.问：γ刀治疗脑肿瘤主要是利用（）A.γ射线具有很强的贯穿本领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射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地解析：γ射线是一种波长很短的电磁波，具有较高的能量，它的贯穿本领很强，甚至可以穿透几厘米的铅板，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，如图所示.综上所述，本题正确选项为AC.答案：AC。
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2019-2020年物理选修3-5第四章原子核第03节放射性同位素粤教版复习特
训第五十九篇
第1题【单选题】
如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑．如果只逐渐增大
M1M2之间的电势差，则( )
A、在荧屏上的亮斑向上移动
B、在荧屏上的亮斑向下移动
C、偏转电场对电子做的功不变
D、偏转电场的电场强度减小
【答案】：
【解析】：
第2题【单选题】
首先发现原子核内部有复杂结构的实验是( )
A、原子光谱
B、光电效应
C、α粒子散射现象
D、天然放射现象
【答案】：
【解析】：
第3题【单选题】
某原子Z^AX吸收一个中子后，放出一个电子，分裂为两个α粒子．由此可知( )
A、A=7，Z=3
B、A=7，Z=4
C、A=8，Z=3
D、A=8，Z=4
【答案】：
【解析】：
第4题【单选题】
用α粒子轰击时，得到，同时放出一种粒子，关于这种粒子，下列说法中正确的是( )
A、它来自于原子核
B、它能穿透几厘米厚的铅板
C、它垂直进入磁场中不发生偏转
D、它是一种频率很高的光子
【答案】：
【解析】：
第5题【单选题】
如图所示的阴极射线管的玻璃管内已经抽成真空，当左右两个电极连接到高压电源时，阴极会发射电子，电子在电场的加速下飞向阳极，挡板上有一个扁平的狭缝，电子飞过挡板后形成一个扁平的电子束，长条形的荧光板在阳极端稍稍倾向轴线，电子束掠射到荧光板上，显示出电子束的径迹，现在用该装置研究磁场对运动电荷的作用的实验，下列对该实验的说法正确的是( )
A、没有施加磁场时，电子束的径迹是一条抛物线
B、若图中左侧是阴极射线管的阴极，加上图示的磁场，电子束会向上偏转
C、施加磁场后，根据电子束在磁场中运动径迹和磁场方向，可由相关知识判断出阴极射线管两个电
极的极性
D、施加磁场后，结合阴极射线管的两个电极的极性和电子束在磁场中运动的径迹，可以判断出磁场
的方向，但无法判断出磁场的强弱
【答案】：
【解析】：
第6题【单选题】
如图所示的阴极射线管，无偏转电场时，电子束加速后打到荧屏中央形成亮斑．如果只逐渐增大M1M2之间的电势差，则( )
A、在荧屏上的亮斑向下移动
B、在荧屏上的亮斑向下移动
C、偏转电场对电子做的功增大
D、偏转电场的电场强度减小
【答案】：
【解析】：
第7题【单选题】
下列说法正确的是( )
A、α、β、γ三种射线中γ射线贯穿本领最弱
B、两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能减小
C、根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径连续地减小
D、放射性元素组成的化合物进行高温分解时，放射性元素的半衰期不变
【答案】：
【解析】：
第8题【单选题】
在阴极射线管中电子流方向由左向右，其上方有一根通有如图所示电流的直导线，导线与阴极射线管平行，则阴极射线将( )
A、向上偏转
B、向下偏转
C、向纸里偏转
D、向纸外偏转
【答案】：
【解析】：
第9题【单选题】
关于天然放射性，下列说法正确的是( )
A、德国物理学家伦琴首次发现了天然放射现象
B、发射性元素的半衰期与外界的温度有关
C、α、β和γ三种射线中，α射线的穿透能力最强
D、一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线
【答案】：
【解析】：
第10题【多选题】
下列说法错误的是( )
A、α射线与γ射线都是电磁波
B、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D、原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量
【答案】：
【解析】：
第11题【多选题】
关于放射性元素发出的三种射线，下列说法正确的是( )
A、α粒子就是氢原子核，它的穿透本领很强
B、β射线是电子流，其速度接近光速
C、γ射线是一种频率很高的电磁波，它可以穿过几厘米厚的铅板
D、三种射线中，α射线的电离本领最弱，γ射线的电离本领最强
【答案】：
【解析】：
第12题【多选题】
下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的( )
A、γ射线探伤仪
B、利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
C、利用钴60治疗肿瘤等疾病
D、把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分
布情况，找出合理施肥的规律
【答案】：
【解析】：
第13题【填空题】
如图所示，把一电子射线管放在蹄形磁铁的两极之间，当电子由“﹣”，极射向“+”极时，将向______方偏转（填“上”或“下”）．
【答案】：
【解析】：
第14题【填空题】
如图是阴极射线管的示意图．接通电源后，会有电子从阴极K射向阳极A，并在荧光屏上形成一条亮线．要使荧光屏上的亮线向下偏转，则可以加一个方向平行纸面______（填“向上”或“向下”）的电场，或者加一个方向垂直纸面______（填“向里”或“向外”）的磁场．
【答案】：
【解析】：
第15题【填空题】
若用X代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表原子的原子核内的中子数，则对的原子来说X=______、y=______、z=______．
【答案】：
【解析】：
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