學業(yè)分層測評(十五)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．(多選)關(guān)于放射性的應用，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性質(zhì)相同，作為示蹤原子【解析】α射線的電離作用很強，應利用α射線的電離作用，A對；γ射線對生物具有物理化學作用，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．【答案】ACD2．(多選)用高能eq\o\al(86,36)Kr(氪)離子轟擊eq\o\al(208,)82Pb(鉛)，釋放出一個中子后，生成了一個新核，關(guān)于新核的推斷正確的是()A．其質(zhì)子數(shù)為118B．其質(zhì)量數(shù)為293C．其原子序數(shù)為118 D．其中子數(shù)為90【解析】核反應方程為eq\o\al(208,)82Pb＋eq\o\al(86,36)Kr→eq\o\al(1,0)n＋eq\o\al(293,118)X，新核質(zhì)量數(shù)為293，質(zhì)子數(shù)為118，中子數(shù)為293－118＝175.故正確選項為ABC.【答案】ABC3．(多選)用α粒子照射充氮的云室，攝得如圖19-3-2所示的照片，下列說法中正確的是()圖19-3-2A．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．C是質(zhì)子的徑跡【解析】α粒子轟擊氮的核反應方程為eq\o\al(4,2)He＋eq\o\al(14,7)N→eq\o\al(17,8)O＋eq\o\al(1,1)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eq\o\al(17,8)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.【答案】BD4．有關(guān)放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列說法，正確的是()A.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X互為同位素B.eq\o\al(30,15)P與eq\o\al(30,14)X有相同的化學性質(zhì)C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期變長D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥釋放正電子，可用作示蹤原子，觀察磷肥對植物的影響【解析】同位素應具有相同的質(zhì)子數(shù)，eq\o\al(30,15)P和eq\o\al(30,14)X不是同位素，不具有相同的化學性質(zhì)，A、B均錯誤；元素的半衰期與其所處的狀態(tài)無關(guān)，C錯；放射性同位素可作為示蹤原子，故D對．【答案】D5．(多選)關(guān)于威耳遜云室探測射線，下列說法正確的是()【導學號：】A．威耳遜云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時可顯示出射線運動的徑跡B．威耳遜云室中徑跡直而粗的是α射線C．威耳遜云室中徑跡細而彎曲的是γ射線D．威耳遜云室中顯示粒子徑跡的原因是電離，所以無法由威耳遜云室判斷射線所帶電荷的正負【解析】云室內(nèi)充滿過飽和蒸氣，射線經(jīng)過時把氣體電離，過飽和蒸氣以離子為核心凝結(jié)成霧滴，霧滴沿射線的路徑排列，顯示出射線的徑跡，故A正確；由于α粒子的電離本領大，貫穿本領小，故α粒子在云室中的徑跡直而粗，即B正確；γ射線的電離本領很弱，所以在云室中一般看不到它的徑跡，徑跡細而彎曲的是β射線，所以C錯誤；把云室放到磁場中，由射線徑跡的彎曲方向就可以判斷射線所帶電荷的正負，故D錯誤．【答案】AB6．(多選)在粒子物理的研究中，可以讓粒子通過叫“云室”“氣泡室”的裝置，以顯示它們的徑跡，如圖19-3-3所示的是在液氫氣泡室中拍攝到的帶電粒子的徑跡，氣泡室中加有勻強磁場．關(guān)于粒子的徑跡是一對緊繞的螺旋線的說法正確的是()【導學號：】圖19-3-3A．進入氣泡室的是一對帶相反電荷的粒子，在同一個磁場中它們所受的洛倫茲力方向相反B．進入氣泡室的粒子的比荷一定不同C．粒子的徑跡是螺旋線，是因為粒子在運動過程中能量減少D．粒子的徑跡是螺旋線，是因為粒子的帶電荷量越來越少【解析】根據(jù)粒子進入氣泡室后沿相反的方向運動，說明粒子所受的洛倫茲力方向相反，粒子帶相反電性的電荷，A正確．由R＝eq\f(mv,qB)知，R不同，因為速度v的大小關(guān)系不確定，eq\f(m,q)的大小關(guān)系也不確定，即eq\f(m,q)可能相同，B錯．因為粒子在運動過程中電荷量不變，但要受到阻力作用，能量減少，速度減小，故半徑減小，所以粒子的徑跡是螺旋線，C對，D錯．【答案】AC7．回旋加速器在核科學、核技術(shù)、核醫(yī)學等高新技術(shù)領域得到了廣泛應用，有力地推動了現(xiàn)代科學技術(shù)的發(fā)展．當今醫(yī)學影像診斷設備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子．碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應方程．若碳11的半衰期τ為20min,經(jīng)2.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)【導學號：】【解析】核反應方程為eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,)6C＋eq\o\al(4,2)He設碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t1＝2.0h剩余的質(zhì)量為mτ，根據(jù)半衰期定義有：eq\f(mτ,m0)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(\f(t1,τ))≈1.6%【答案】eq\o\al(14,)7N＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(11,6)C＋eq\o\al(4,2)He1.6%8．同位素這個概念是1913年英國科學家索迪(1877～1956)提出的．許多元素都存在同位素現(xiàn)象，在目前已發(fā)現(xiàn)的114種元素中，穩(wěn)定同位素約300多種，而放射性同位素達1500種以上，而且大多數(shù)是人工制造的．(1)中國科學院近代物理研究所的科學家利用蘭州重離子加速器在重質(zhì)量半中子區(qū)首次制得鏷元素的一種同位素(234Pa)．已知eq\o\al(234,90)Th(釷)→234Pa(鏷)＋eq\o\al(0,－1)e(電子)，則234Pa原子核里的中子數(shù)應為________．(2)1934年，科學家在用α粒子轟擊鋁箔時，除探測到預料中的中子外，還探測到了正電子，更意外的是拿走α放射源后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性隨時間衰減規(guī)律跟天然放射性一樣，也有一定的半衰期．①寫出α粒子轟擊鋁箔(eq\o\al(27,13)A1)產(chǎn)生中子的核反應方程式，并請寫出核反應和一般化學反應的不同點(請答3點)．②上述產(chǎn)生的具有放射性的同位素叫放射性同位素，寫出其產(chǎn)生正電子的核反應方程式．【導學號：】【解析】(1)由方程兩邊的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)相同，可知234Pa中質(zhì)子數(shù)為91，則中子數(shù)為234－91＝143.(2)①鋁核被α粒子擊中后產(chǎn)生中子的反應為eq\o\al(27,13)A1＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n.核反應和一般化學反應的不同點：a.核反應是原子層次上的變化，而化學反應是分子層次上的變化(或核反應前后元素發(fā)生變化，化學反應前后元素的種類不變)；b.化學反應釋放的能量與核反應相比是微不足道的；c.核反應涉及的力是強相互作用，而化學反應涉及的力是弱相互作用．②eq\o\al(30,15)P是磷的一種同位素，也有放射性，像天然放射性元素一樣發(fā)生衰變，衰變時放出正電子，該反應為eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e.【答案】(1)143(2)①eq\o\al(27,13)A1＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(30,15)P＋eq\o\al(1,0)n不同點見解析②eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋eq\o\al(0,＋1)e[能力提升]9．(多選)一個質(zhì)子以1.0×107m/s的速度撞一個靜止的鋁原子核后被俘獲，鋁原子核變成硅原子核．已知鋁原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的27倍，硅原子核的質(zhì)量是質(zhì)子的28倍，則下列說法正確的是()A．核反應方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(28,14)SiB．核反應方程為eq\o\al(27,13)Al＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(28,14)SiC．質(zhì)子撞鋁原子核的過程動量守恒D．硅原子核速度的數(shù)量級為107m/s，方向跟質(zhì)子的初速度方向一致【解析】由核反應中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒可知A選項正確，B選項錯誤；由動量守恒定律求得硅原子速度的數(shù)量級為105m/s，即D選項錯誤，C選項正確．【答案】AC10．(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(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210α138天鍶90β28年鈷60γ5年镅241β433天锝99γ6小時氡α3.8天根據(jù)上表分析判斷下面結(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【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不正確；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)，所以應選取锝99作為放射源，D正確．【答案】CD11．中國科學院上海原子核研究所制得了一種新的鉑元素的同位素eq\o\al(202,78)Pt.制取過程如下：(1)用質(zhì)子轟擊鈹靶eq\o\al(9,4)Be產(chǎn)生快中子；(2)用快中子轟擊汞eq\o\al(204,80)Hg，反應過程可能有兩種： ①生成eq\o\al(202,78)Pt，放出氦原子核； ②生成eq\o\al(202,78)Pt，放出質(zhì)子、中子；(3)生成的eq\o\al(202,78)Pt發(fā)生兩次β衰變，變成穩(wěn)定的原子核汞eq\o\al(202,80)Hg.寫出上述核反應方程式.【導學號：】【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，算出新核的電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)，然后寫出核反應方程．(1)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(1,1)H→eq\o\al(9,5)B＋eq\o\al(1,0)n.(2)①eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋eq\o\al(3,2)He；②eq\o\al(204,80)Hg＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(202,78)Pt＋2eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(1,0)n.(3)eq\o\al(202,78)Pt→eq\o\al(202,79)Au＋eq\o\al(0,－1)e；eq\o\al(202,79)Au→eq\o\al(202,80)Hg＋eq\o\al(0,－1)e.【答案】見解析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(zhì)量可認為是零．(1)在上述衰變方程中，衰變產(chǎn)物eq\o\al(A,Z)Ni的質(zhì)量數(shù)A是________，核電荷數(shù)Z是________．(2)在衰變前eq\o\al(60,27)Co核靜止，根據(jù)云室照片可以看出，衰變產(chǎn)物Ni和eq\o\al(0,－1)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eq\o\al(0,－1)e，那么衰變過程將違背________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(chǎn)生可遺傳的變異.【導學號：】【解析】(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒，核反應方程