《高中物理 第4章 從原子核到夸克 4_3 讓射線造福人類學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-5》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《高中物理 第4章 從原子核到夸克 4_3 讓射線造福人類學(xué)業(yè)分層測評 滬科版選修3-5（6頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

4.3 讓射線造福人類 (建議用時：45分鐘) [學(xué)業(yè)達標] 1.關(guān)于放射性的應(yīng)用，下列說法正確的是(　　) A.利用α射線使空氣電離，把靜電荷導(dǎo)走 B.利用β射線照射植物的種子，使產(chǎn)量顯著增加 C.利用γ射線來治療肺癌、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學(xué)性質(zhì)相同，作為示蹤原子 E.利用β射線進行金屬探傷 【解析】　α射線的電離作用很強，可利用α射線的電離作用，把靜電荷導(dǎo)走A對；γ射線對生物具有物理化學(xué)作用，照射種子可使基因變異，可用于放射性治療，β射線不具有生物作用，B錯，C對；同位素的核外電子數(shù)相同，化學(xué)性質(zhì)相同，放射性同位素帶有“放射性標記”，可用探測器探測，D對；利用γ射線進行金屬探傷，E錯. 【答案】　ACD 2.關(guān)于放射性的應(yīng)用與防護，下列說法正確的是(　　) A.通過原子核的人工轉(zhuǎn)變可以發(fā)現(xiàn)和制造新元素 B.在人工核反應(yīng)過程中，質(zhì)量守恒 C.利用示蹤原子可以研究生物大分子的結(jié)構(gòu) D.人類一直生活在放射性的環(huán)境中 E.射線對人體沒有破壞作用 【解析】　通過原子核的人工轉(zhuǎn)變可以發(fā)現(xiàn)和制造新元素，A項正確；在人工核反應(yīng)過程中，質(zhì)量數(shù)守恒，B項錯；利用示蹤原子可以研究生物大分子的結(jié)構(gòu)，C項正確；人類一直生活在放射性的環(huán)境中，地球上的每個角落都有射線，D項正確；只有在安全劑量之內(nèi)的射線才對人體沒有破壞作用，E項錯. 【答案】　ACD 3.放射性同位素鈷60能放出較強的γ射線，其強度容易控制，這使得γ射線得到廣泛應(yīng)用.下列選項中，屬于γ射線的應(yīng)用的是(　　) A.醫(yī)學(xué)上制成γ刀，無需開顱即可治療腦腫瘤 B.機器運轉(zhuǎn)時常產(chǎn)生很多靜電，用γ射線照射機器可將電荷導(dǎo)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控制 D.用γ射線照射草莓、荔枝等水果，可延長保存期 E.γ射線的穿透能力很強，可用于鋼板探傷 【解析】　γ射線的電離作用很弱，不能使空氣電離成為導(dǎo)體，B錯誤；γ射線的穿透能力很強，薄鋁板的厚度變化時，接收到的信號強度變化很小，不能控制鋁板厚度，但可用于金屬鋼板探傷，C錯誤，E正確；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. 【答案】　ADE 4.用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖432所示的照片，下列說法中正確的是(　　) 圖432 A.A是α粒子的徑跡 B.B是α粒子的徑跡 C.C是α粒子的徑跡 D.A是新核的徑跡 E.C是質(zhì)子的徑跡 【解析】　α粒子轟擊氮的核反應(yīng)方程為He＋N→O＋H，入射的是α粒子.所以B是α粒子產(chǎn)生的徑跡，質(zhì)量大、電離作用強的新核O，徑跡粗而短，故A是新核徑跡.質(zhì)子電離作用弱一些，貫穿作用強，所以細而長的徑跡是質(zhì)子的徑跡.所以正確選項為B、D、E. 【答案】　BDE 5.防止放射性污染的防護措施有(　　) A.將廢棄的放射性物質(zhì)進行深埋 B.將廢棄的放射性物質(zhì)倒在下水道里 C.接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護服 D.嚴格和準確控制放射性物質(zhì)的放射劑量 E.將廢棄的放射性物質(zhì)投放到大海里 【解析】　因為放射性物質(zhì)殘存的時間太長，具有輻射性，故應(yīng)將其深埋，A對，B、E均錯；鉛具有一定的防止放射性的能力，接觸放射性物質(zhì)的人員穿上鉛防護服，并要控制一定的放射劑量，故C、D對. 【答案】　ACD 6.醫(yī)學(xué)界通過14C標記的C60發(fā)現(xiàn)一種C60的羧酸衍生物，在特定條件下可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，則14C的用途是________. 【解析】　用14C標記C60來查明元素的行蹤，發(fā)現(xiàn)可以通過斷裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，因此14C的作用是做示蹤原子. 【答案】　示蹤原子 7.放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)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線. 元素 射線 半衰期 釙210 α 138天 氡222 β 3.8天 鍶90 β 28年 鈾238 α、β、γ 4.5109年 某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻.可利用的元素是________. 【解析】　要測定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜，因此α射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影響，γ射線穿透作用最強，薄膜厚度不會影響γ射線穿透，所以只能選用β射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長，所以只有鍶90較合適. 【答案】　鍶90 8.用人工方法得到放射性同位素，這是一個很重要的發(fā)現(xiàn)，天然放射性同位素只不過40幾種，而今天人工制造的同位素已達1 000多種，每種元素都有放射性同位素，放射性同位素在農(nóng)業(yè)、醫(yī)療衛(wèi)生、科研等許多方面得到廣泛應(yīng)用. 【導(dǎo)學(xué)號：67080039】 (1)帶電的驗電器在放射線照射下電荷會很快消失，其原因是________. A.射線的貫穿作用 B.射線的電離作用 C.射線的物理、化學(xué)作用 D.以上三個選項都不是 (2)如圖433是工廠利用放射線自動控制鋁板厚度的裝置示意圖，如工廠生產(chǎn)的是厚度1 mm鋁板，在α、β、γ三種射線中，你認為對鋁板的厚度起主要作用的是________射線. 圖433 (3)在我國首先用人工方法合成牛胰島素時需要證明人工合成的牛胰島素結(jié)晶跟天然牛胰島素結(jié)晶是同一物質(zhì)，為此曾采用放射性同位素14C做________. 【解析】　(1)因放射性的電離作用，空氣中與驗電器所帶電荷電性相反的離子與之中和，所以使驗電器所帶電荷消失. (2)α射線穿透物質(zhì)的本領(lǐng)弱，不能穿透厚度1 mm的鋁板，因而探測器不能探到，γ射線穿透本領(lǐng)最強，穿透1 mm的鋁板和幾毫米厚鋁板打在探測器上很難分辨，β射線也能穿透幾毫米厚的鋁板，但厚度不同，穿透后β射線中的電子運動狀態(tài)不同，探測器容易分辨. (3)把摻入14C的人工合成牛胰島素與天然牛胰島素混合在一起，經(jīng)多次重新結(jié)晶后，得到了放射性14C分布均勻的牛胰島素結(jié)晶，這就證明了人工合成的牛胰島素與天然牛胰島素合為一體，它們是同一物質(zhì)，把這種放射性同位素的原子摻到其他物質(zhì)中去，讓它們一起運動遷移，再用放射性探測儀器進行追蹤，就可以知道放射性原子通過什么路徑，運動到哪里了，是怎樣分布的，從而可了解某些不容易查明的情況或規(guī)律，人們把這種用途的放射性同位素叫做示蹤原子. 【答案】　(1)B　(2)β　(3)示蹤原子 [能力提升] 9.貧鈾炸彈是一種殺傷力很強的武器，貧鈾是提煉鈾235以后的副產(chǎn)品，其主要成分為鈾238，貧鈾炸彈不僅有很強的穿甲能力，而且鈾238具有放射性，殘留物可長期對環(huán)境起破壞作用而造成污染.人長期生活在該環(huán)境中會受到核輻射而患上皮膚癌和白血病.下列結(jié)論正確的是(　　) A.鈾238的衰變方程式為：U→Th＋He B.U和U互為同位素 C.人患皮膚癌和白血病是因為核輻射導(dǎo)致了基因突變 D.貧鈾彈的穿甲能力很強，也是因為它的放射性 E.癌癥病人可以生活在遭受貧鈾炸彈破壞的環(huán)境里，以達到放射性治療的效果 【解析】　鈾238具有放射性，放出一個α粒子，變成釷234，A正確.鈾238和鈾235質(zhì)子數(shù)相同，故互為同位素，B正確.核輻射能導(dǎo)致基因突變，是皮膚癌和白血病的誘因之一，C正確.貧鈾彈的穿甲能力很強，是因為它的彈芯是由高密度、高強度、高韌性的鈾合金組成，襲擊目標時產(chǎn)生高溫化學(xué)反應(yīng)，所以其爆炸力、穿透力遠遠超過一般炸彈，D錯.醫(yī)學(xué)上利用放射線治療癌癥是有放射位置和放射劑量限制的，不能直接生活在被貧鈾炸彈破壞的環(huán)境里，E錯. 【答案】　ABC 10.某校學(xué)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(jié)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210 α 138天 鍶90 β 28年 鈷60 γ 5年 镅241 β 433天 锝99 γ 6小時 氡 α 3.8天 根據(jù)上表請你分析判斷下面結(jié)論正確的是(　　) A.塑料公司生產(chǎn)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均勻 B.鈷60的半衰期為5年，若取4個鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個原子核 C.把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)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(nèi)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(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達到檢查的器官時，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否 E.半衰期是一個統(tǒng)計概念，對大量的原子核的衰變才有意義 【解析】　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原子核因衰變而減少到它原來數(shù)目的一半所需要的時間，因此B錯誤，C、E正確；檢查時，要在人體外探測到體內(nèi)輻射出來的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為放射源，D正確. 【答案】　CDE 11.為了臨床測定病人血液的體積，可根據(jù)磷酸鹽在血液中被紅血球吸收這一事實，向病人體內(nèi)輸入適量含有P作示蹤原子的血液，先將含有P的血液4 cm3分為兩等份，其中一份留作標準樣品，20 min后測量出其放射性強度為10 800 s－1；另一份則通過靜脈注射進入病人體內(nèi)，經(jīng)20 min后，放射性血液分布于全身，再從病人體內(nèi)抽出血液樣品2 cm3，測出其放射性強度為5 s－1，則病人的血液體積大約為多少？ 【解析】　由于標準樣品與輸入體內(nèi)的P的總量是相等的，因此兩者的放射性強度與P原子核的總數(shù)均是相等的.設(shè)病人血液總體積為V，應(yīng)有V＝10 800， 解得：V＝4 320 cm3. 【答案】　4 320 cm3 12.1956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Co的衰變來驗證，其核反應(yīng)方程是Co→Ni＋e＋e.其中e是反中微子，它的電荷量為零，靜止質(zhì)量可認為是零. (1)在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物Ni的質(zhì)量數(shù)A是________，核電荷數(shù)Z是________. (2)在衰變前Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和e的運動徑跡不在一條直線上，如果認為衰變產(chǎn)物只有Ni和e，那么衰變過程將違背________守恒定律. (3)Co是典型的γ放射源，可用于作物誘變育種.我國應(yīng)用該方法培育出了許多農(nóng)作物新品種，如棉花高產(chǎn)品種“魯棉1號”，年種植面積曾達到3 000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(chǎn)生可遺傳的變異. 【解析】　(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應(yīng)方程為：Co→Ni＋e＋e，由此得出兩空分別為60和28. (2)衰變過程遵循動量守恒定律.原來靜止的核動量為零，分裂成兩個粒子后，這兩個粒子的動量和應(yīng)還是零，則兩粒子徑跡必在同一直線上.現(xiàn)在發(fā)現(xiàn)Ni和e的運動徑跡不在同一直線上，如果認為衰變產(chǎn)物只有Ni和e，就一定會違背動量守恒定律. (3)用γ射線照射種子，會使種子的遺傳基因發(fā)生突變，從而培育出優(yōu)良品種. 【答案】　(1)60　28　(2)動量　(3)基因突變 13.正電子發(fā)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，參與人體的代謝過程.15O在人體內(nèi)衰變放出正電子，與人體內(nèi)負電子相遇而湮滅轉(zhuǎn)化為一對光子，被探測器探測到，經(jīng)計算機處理后產(chǎn)生清晰的圖像.根據(jù)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.參與人體的代謝過程　　　　 D.有氧呼吸 (3)PET中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)________.(填“長”、“短”或“長短均可”) 【解析】　(1)由題意得O→N＋e，e＋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(nèi)的負電子產(chǎn)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)根據(jù)同位素的用途，為了減小對人體的傷害，半衰期應(yīng)該很短. 【答案】　(1)O→N＋e，e＋e→2γ (2)B　(3)短