沪科版选修35 核能的利用与社会发展 第1课时 作业.docx

核能的利用与社会发展1.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.射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质d.射线探伤利用了射线电离能力很强的性质思路解析：根据放射性的性质分析放射性的应用.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，利用射线探伤是利用了射线的贯穿能力强的性质,正确选项为b、c.答案：bc 2.下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的()a.利用钴60治疗肿瘤等疾病b.射线探伤c.利用含有放射性碘131的油检测地下输油管的漏油情况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思路解析：利用钴60治疗肿瘤是利用它的射线能量高的特点，射线探伤也是利用它的射线贯穿能力强的特点.答案：cd 3.下列关于放射性同位素的一些应用的说法中正确的是()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的思路解析：消除静电是利用射线的电离作用使空气导电，a错误.探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种是利用它的射线；研究农作物对肥料的吸收是利用其作示踪原子.答案：bcd 4.对放射性的应用，下列说法中正确的是()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b.对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理c.射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置d.对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的思路解析：放疗时射线对人体的正常细胞也是有害的，a选项错误.b、c、d关于放射线的防护的表述都是正确的.答案：bcd 6.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，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属铀中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238.贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大而且残留物可长期危害环境.下列关于其残留物长期危害环境的理由正确的是()a.爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害b.爆炸后的弹片不会对人体产生危害，对环境产生长期危害c.铀238的衰变速度很快d.铀的半衰期很长思路解析：铀238的半衰期很长，所以会长时期产生环境危害.答案：ad 7.（1）1992年1月初，美国前总统老布什应邀访日，在欢迎宴会上，突然发病昏厥.日本政府将他急送回国，回国后医生用123i进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因.这是利用了123i所放出的()a.热量b.射线c.射线d.射线（2）美国医生使用123i对布什总统诊断，使他很快恢复健康.可知123i的特性是（）a.半衰期长，并可迅速从体内消除b.半衰期长，并可缓慢从体内消除c.半衰期短，并可迅速从体内消除d.半衰期短，并可缓慢从体内消除思路解析：在射线、射线及射线中，射线穿透本领最大.123i的半衰期较短，可以迅速从体内消除，不至于因为长时间辐射而对身体造成损害.答案：（1）d（2）c 9.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0.005%, 0.72%, 99.275%.请写出计算铀元素近似相对原子质量的计算式（不必算出具体数值）：_.（2）放射性同位素钴60能够产生射线.高速运动的射线作用于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.此外用射线照射过的食品有利于贮藏，这是因为射线能_、_.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.思路解析：铀元素的相对原子质量等于每种同位素与其百分含量乘积之和即（2340.005+2350.72+23899.275）10-2;射线的照射强度增大到一定程度往往会使生物发生基因突变.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.答案：（1）（2340.005+2350.72+23899.275）10-2（2）基因突变杀虫杀菌可以10.如图19-3-4所示是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图.图19-3-4（1）请简述自动控制原理.（2）如果工厂生产的是厚度为1 mm的铝板，在、和三种射线中，哪一种对铝板的厚度起主要控制作用，为什么？思路解析：从三种射线的穿透能力不同的角度来分析探测器接收的粒子的个数变化.三种射线的贯穿能力不同，射线最强，射线最弱，对于铝板，射线不起作用，射线被全部挡住，所以起作用的是射线.答案：(1)当铝板变薄时，探测器探测到的射线变多，把信号传递给自动控制装置，自动调整厚度使铝板变厚；当铝板变厚时，探测器探测到的射线变少，也把信号传递给自动控制装置，自动调整厚度使铝板变薄一些，这样就起到了自动控制的作用.（2）由于射线的贯穿能力很弱，一张白纸或铝箔就可以挡住，铝板变厚、变薄都可以挡住射线，探测器接收不到信号；射线的贯穿能力很强，可以穿透几厘米厚的铅板，铝板更不在话下，铝板厚度的变化几乎不会影响探测器接收的粒子的个数；射线能穿透几毫米的铝板，如果铝板厚，探测器就接收不到信号，太薄则信号增强，所以起作用的是射线.11.粒子轰击硼10后，生成氮13，放出x粒子，而氮13是不稳定的，它放出y粒子而变成碳13，那么x粒子和y粒子分别是()a.质子和中子b.质子和正电子c.中子和电子d.中子和正电子思路解析：可根据质量数守恒和电荷数守恒判断出x、y:得知，x为.得知，y为.x为中子，y为正电子,故答案为d.答案：d 12(多选)关于放射性的应用，下列说法正确的是()a利用射线使空气电离，把静电荷导走b利用射线照射植物的种子，使产量显著增加c利用射线来治疗肺癌、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【解析】射线的电离作用很强，应利用射线的电离作用，a对；射线对生物具有物理化学作用，照射种子可使基因变异，可用于放射性治疗，射线不具有生物作用，b错，c对；同位素的核外电子数相同，化学性质相同，放射性同位素带有“放射性标记”，可用探测器探测，d对【答案】acd13(多选)用高能kr(氪)离子轰击82pb(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118 b其质量数为293c其原子序数为118 d其中子数为90【解析】核反应方程为82pbkrnx，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293118175.故正确选项为abc.【答案】abc14(多选)用粒子照射充氮的云室，摄得如图1932所示的照片，下列说法中正确的是()图1932aa是粒子的径迹bb是粒子的径迹cc是粒子的径迹dc是质子的径迹【解析】粒子轰击氮的核反应方程为henoh，入射的是粒子所以b是粒子产生的径迹，质量大、电离作用强的新核o，径迹粗而短，故a是新核径迹质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是质子的径迹所以正确选项为b、d.【答案】bd15有关放射性同位素p的下列说法，正确的是()a.p与x互为同位素b.p与x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含有p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，p和x不是同位素，不具有相同的化学性质，a、b均错误；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】d16(多选)关于威耳逊云室探测射线，下列说法正确的是() 【导学号：54472081】a威耳逊云室内充满过饱和蒸气，射线经过时可显示出射线运动的径迹b威耳逊云室中径迹直而粗的是射线c威耳逊云室中径迹细而弯曲的是射线d威耳逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由威耳逊云室判断射线所带电荷的正负【解析】云室内充满过饱和蒸气，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，雾滴沿射线的路径排列，显示出射线的径迹，故a正确；由于粒子的电离本领大，贯穿本领小，故粒子在云室中的径迹直而粗，即b正确；射线的电离本领很弱，所以在云室中一般看不到它的径迹，径迹细而弯曲的是射线，所以c错误；把云室放到磁场中，由射线径迹的弯曲方向就可以判断射线所带电荷的正负，故d错误【答案】ab17(多选)在粒子物理的研究中，可以让粒子通过叫“云室”“气泡室”的装置，以显示它们的径迹，如图1933所示的是在液氢气泡室中拍摄到的带电粒子的径迹，气泡室中加有匀强磁场关于粒子的径迹是一对紧绕的螺旋线的说法正确的是() 【导学号：54472082】图1933a进入气泡室的是一对带相反电荷的粒子，在同一个磁场中它们所受的洛伦兹力方向相反b进入气泡室的粒子的比荷一定不同c粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子在运动过程中能量减少d粒子的径迹是螺旋线，是因为粒子的带电荷量越来越少【解析】根据粒子进入气泡室后沿相反的方向运动，说明粒子所受的洛伦兹力方向相反，粒子带相反电性的电荷，a正确由r知，r不同，因为速度v的大小关系不确定，的大小关系也不确定，即可能相同，b错因为粒子在运动过程中电荷量不变，但要受到阻力作用，能量减少，速度减小，故半径减小，所以粒子的径迹是螺旋线，c对，d错【答案】ac18回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展当今医学影像诊断设备pet/ct堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11的半衰期为20 min, 经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字) 【导学号：54472083】【解析】核反应方程为7nh6che设碳11原有质量为m0，经过t12.0 h剩余的质量为m，根据半衰期定义有：1.6%【答案】7nhche1.6%19同位素这个概念是1913年英国科学家索迪(18771956)提出的许多元素都存在同位素现象，在目前已发现的114种元素中，稳定同位素约300多种，而放射性同位素达1500种以上，而且大多数是人工制造的(1)中国科学院近代物理研究所的科学家利用兰州重离子加速器在重质量半中子区首次制得镤元素的一种同位素(234pa)已知th(钍)234pa(镤)e(电子)，则234pa原子核里的中子数应为_(2)1934年，科学家在用粒子轰击铝箔时，除探测到预料中的中子外，还探测到了正电子，更意外的是拿走放射源后，铝箔虽不再发射中子，但仍继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期写出粒子轰击铝箔(a1)产生中子的核反应方程式，并请写出核反应和一般化学反应的不同点(请答3点)上述产生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式 【导学号：54472084】【解析】(1)由方程两边的质量数和电荷数相同，可知234pa中质子数为91，则中子数为23491143.(2)铝核被粒子击中后产生中子的反应为a1he pn.核反应和一般化学反应的不同点：a.核反应是原子层次上的变化，而化学反应是分子层次上的变化(或核反应前后元素发生变化，化学反应前后元素的种类不变)；b.化学反应释放的能量与核反应相比是微不足道的；c.核反应涉及的力是强相互作用，而化学反应涉及的力是弱相互作用p是磷的一种同位素，也有放射性，像天然放射性元素一样发生衰变，衰变时放出正电子，该反应为psie.【答案】(1)143(2)a1hepn不同点见解析psie9(多选)一个质子以1.0107 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alhsib核反应方程为alnsic质子撞铝原子核的过程动量守恒d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【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速度的数量级为105 m/s，即d选项错误，c选项正确【答案】ac10(多选)某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期钋210138天锶9028年钴605年镅241433天锝996小时氡3.8天根据上表分析判断下面结论正确的是()a塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀b钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就一定剩下一个原子核c把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期不变d用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达到检查的器官时，可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否【解析】因为射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以a不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间，因此b错误，c正确；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，d正确【答案】cd11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pt.制取过程如下：(1)用质子轰击铍靶be产生快中子；(2)用快中子轰击汞hg，反应过程可能有两种： 生成pt，放出氦原子核； 生成pt，放出质子、中子；(3)生成的pt发生两次衰变，变成稳定的原子核汞hg.写出上述核反应方程式. 【导学号：54472250】【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒，算出新核的电荷数和质量数，然后写出核反应方程(1)behbn.(2)hgnpthe；hgnpt2hn.(3)ptaue；auhge.【答案】见解析121956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co的衰变来验证，其核反应方程是coniee.其中e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ni的质量数a是_，核电荷数z是_(2)在衰变前co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物ni和e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有ni和e，那么衰变过程将违背_守恒定律(3)co是典型的放射源，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射线处理作物后主要引起_，从而产生可遗传的变异. 【导学号：54472251】【解析】(1)根据质量数和电荷数守恒，核反应方程为：coniee，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e的运动径迹不在同一直线上，如果认为衰变产物只有ni和e，就一定会违背动量守恒定律(3)用射线照射种子，会使种子的遗传基因发生突变，从而培育出优良品种【答案】(1)6028(2)动量(3)基因突变5.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几种，而今天人工制成的放射性同位素已达1 000多种，几乎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都得到了广泛的应用.（1）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）1965年，我国科学家首次用人工方法合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素是同一种物质，所使用的鉴别技术是（）a.光谱分析b.同位素示踪原子c.微机技术d.测定介电常数答案：（1）b（2）b8.如图19-3-3所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现其运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察分析带电粒子的径迹，可以研究原