5.4放射性同位素 达标练习（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
5.4放射性同位素 达标练习（解析版）
1．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
2．下列说法正确的是
A．组成原子核的核子越多，原子核越稳定
B．衰变为经过2次α衰变、4次β衰变
C．诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子
D．结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
3．下列说法正确的是
A．查德威克发现了中子，并第一次实现了人工合成放射性同位素
B．比结合能越小，原子核越稳定
C．由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，其电势能减小，核外电子的动能增大
D．天然放射现象中出现的α射线是高能量的电磁波，电离本领强
4．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )
A．利用γ射线使空气电离，消除静电
B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加
C．利用β射线来治肺癌、食道癌
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，可以作为示踪原子
5．2020年新标准高度重视对进口物品放射性污染控制，放射性元素钋发生衰变时，会产生He和一种未知粒子X，并放出γ射线，其核反应方程为，则（　　）
A．为防止放射线泄漏，可将放射性元素钋冰冻处理
B．是核裂变反应
C．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电
D．原子核X的核子数为206
6．下列说法正确的是（ ）
A．射线是电子流，是原子的外层电子受激发而辐射产生的
B．放射性元素的半衰期与外界的温度、压强、体积、是否化合态都无关
C．一个处于量子数为4能级的原子向各较低能级跃时可释放6种不同频率的光子
D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强
7．下列有关放射性同位素的说法，正确的是（　　）
A．与互为同位素
B．与有相同的化学性质
C．用制成化合物后它的半衰期变长
D．含有的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
8．如图所示，为未知的放射源，为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上后，计数器的计数率大幅度减小，在和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则可能是（　　）
A．射线和射线的混合放射源 B．纯射线放射源
C．纯射线放射源 D．射线和射线的混合放射源
9．下列说法正确的是（　　）
A．是衰变方程
B．是核裂变反应方程
C．射线是原子核外电子电离形成的，它具有中等的穿透能力
D．经过6次衰变4次衰变后变化为
10．在实验室观察到如下的核反应。处于静止状态的铝原子核，受到一个运动粒子撞击后，合在一起成为一个处于激发态的硅原子核。对此核反应下列表述正确的是（ ）
A．核反应方程为 B．该核反应是核聚变反应
C．新生成的与是同位素 D．新生成的处于静止状态
11．下列有关近代物理内容的叙述正确的是（ ）
A．α粒子散射实验证明原子内是十分“空旷”的
B．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹
C．受普朗克量子理论的启发，玻尔于1905年为了解释光电效应现象提出了光子说
D．卢瑟福提出了原子的能级结构模型理论，成功地解释了氢原子光谱
12．正电子发射型计算机断层显像（PET）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇而湮灭转化为一对光子，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．在人体内衰变的方程是
B．正、负电子湮灭的方程是
C．在PET中，的主要用途是作为示踪原子
D．在PET中，的主要用途是参与人体的新陈代谢
13．下列说法正确的是
A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱
B．狹义相对论表明物体运动时的质量总是要大于其静止时的质量
C．核泄漏事故污染物产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为 可以判断X为β射线
D．“热核反应”是指重核裂变，反应的中子是“热中子”
14．下列说法正确的是（　　）
A．核力是短程强引力
B．铀块体积对链式反应的发生有影响
C．普朗克的能量子假说成功解释了黑体辐射的强度按波长分布的规律
D．炎热的夏天就要到来，人们可以进入“冷气开放”标志（如图所示）的场所降温消热
15．举例说明放射性同位素的应用。
16．图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图。
(1)请你简述自动控制的原理。
(2)如果工厂生产的为1mm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？
参考答案
1．A
【详解】
14C具有放射性，可以用它标记的C60，通过其放射性发现一种了C60的羧酸衍生物，14C的用途是示踪原子，故A正确，BCD错误。
故选A。
2．C
【详解】
原子比结合能越大，原子核越稳定，核子越多的原子核不一定稳定，选项A错误；因为β衰变时质量数不变，所以α衰变的次数n==4，在α衰变的过程中电荷数总共少4×2=8，则β衰变的次数m==2．故B错误．诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子，选项C正确；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，选项D错误；故选C.
3．C
【解析】
【详解】
A项：查德威克发现了中子，居里夫妇第一次实现了人工合成放射性同位素，故A错误；
B项：比结合能越大，原子核越稳定，故B错误；
C项：由玻尔理论可知，氢原子辐射光子后，电子运动的轨道减小，该过程中电场力做正功，电势能减小，由库仑定律提供向心力：可知，电子的动能增大，故C正确；
D项：天然放射现象中出现的α射线是高速的粒子流，电离能力最强，故D错误。
4．D
【详解】
A．β或α射线的电离本领较大，可以消除工业上有害的静电积累，选项A错误；
BC．β射线或γ射线的穿透性强，可以用来辐射育种、辐射保鲜、消毒杀菌和医治肿瘤等，选项BC错误；
D．放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子，选项D正确．
故选D。
5．D
【详解】
A．为了防止放射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染，故A错误；
B．该核反应放出粒子，是衰变，故B错误；
C．射线的穿透作用很强，射线的电离作用很强，故C错误；
D．根据质量数守恒有
所以原子核X的核子数为206，故D正确；
故选D。
6．B
【解析】
【详解】
A．β射线是电子流，是从原子核内一个中子转化成一个质子而来的，所以选项A错；
B．半衰期是元素本身的性质，与外界所有条件无关，所以选项B正确；
C．一个原子从量子数为4的能级向各较低能级跃迁最多能释放3种不同频率的光子，C错；
D．三种射线中，γ射线穿透力最强，所以选项D错；
7．D
【详解】
AB．同位素应具有相同的质子数，和不是同位素，不具有相同的化学性质故A、B错误；
C．元素的半衰期与其所处的状态无关，故C错误；
D．放射性同位素可作为示踪原子，故D正确。
故选D。
8．D
【详解】
在放射源和计数器之间加薄铝片后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为射线，因此放射源可能是和的混合放射源，故错误，正确。
故选。
9．D
【详解】
A．衰变是放射性元素的原子核自发放出一个粒子而转变成新核的过程，其不需要其他粒子的轰击，该反应是原子核的人工转变，故A错误；
B．是衰变方程，故B错误；
C．射线是电子流，原子核内一个中子衰变成一个质子和电子，它具有中等的穿透能力，故C错误；
D．每次衰变引起质量数减少4，衰变不引起质量数的变化，由质量数的变化首先可确定衰变次数为6；而6次衰变引起核电荷数减少12，而一次衰变引起核电荷数增加1，因电荷数共减少了8，故应发生了4次衰变，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
A．该反应过程的质量数和电荷数均守恒，但反应物错误，应为，故A错误；
B．该反应的类型为人工转变，不是核聚变反应，故B错误；
C．与的电荷数相同，属于同一种元素，二者为同位素，故C正确；
D．核反应过程中遵守动量守恒，反应前静止，则生成的硅原子核应与反应前撞击粒子的速度方向相同，故D错误。
故选C。
11．A
【解析】
【分析】
α粒子散射实验估算原子核直径的数量级为10-15m；爱因斯坦提出光子说．γ射线较强的穿透能力作用，而α粒子较强的电离能力；玻尔提出了原子的能级结构模型理论．
【详解】
A．卢瑟福的α粒子散射实验可以估算原子核的大小，直径的数量级为10-15m，证明原子内是十分“空旷”的，故A正确；
B．利用γ射线的较强的穿透作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹，故B错误；
C．爱因斯坦于1905年为了解释光电效应现象提出了光子说；故C错误；
D．玻尔提出了原子的能级结构模型理论，成功地解释了氢原子光谱，故D错误；
故选A．
12．AC
【详解】
A．在人体内衰变的方程是，故A正确；
B．正、负电子湮灭的方程是，故B错误；
CD．在PET中，的主要用途是作为示踪原子，故C正确，D错误。
故选AC。
13．BC
【详解】
A．β射线不是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱，A错误;
B．狭义相对论表明物体运动时的质量总是要大于静止时的质量，B正确;
C．根据质量数守恒、电荷数守恒等一些规则判断，X质量数为0，电荷数为-1，为β射线，C正确;
D．热核反应是聚变反应，D错误.
14．ABC
【解析】
【详解】
A.根据核力的特点可知，核力是短程强相互作用力．故A正确；
B.铀块体积需达到临界体积才能发生链式反应，所以铀块体积对链式反应的发生有影响．故B正确；
C.普朗克引入能量子的概念，得出黑体辐射的强度按波长分布的公式，与实验符合得非常好，并由此开创了物理学的新纪元．故C正确；
D.图中所示是核辐射的标志，不是“冷气开放”的标志．故D错误.
15．见解析
【详解】
放射性同位素的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向发展的。例如，人体内的癌细胞比正常细胞对射线更敏感，因此用放射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”。棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收，但是，什么时候的吸收率最高，磷在作物体内能存留多长时间，磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究，如果用磷的同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度。再比如人体注射碘的同位素碘131，作为示踪原子。
16．(1)放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转化为电信号输入到相应装置，进而自动地控制图7中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常。
(2)射线起主要作用。因为射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过的铝板；射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应。
【详解】
(1)放射线具有穿透本领，如果向前运动的铝板的厚度有变化，则探测器接收到的放射线的强度就会随之变化，这种变化被转化为电信号输入到相应装置，进而自动地控制图7中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常。
(2)β射线起主要作用。因为α射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过1mm的铝板；γ射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，1mm左右的铝板厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化不大；β射线的穿透本领较强，能穿透几毫米的铝板，当铝板的厚度发生变化时，透过铝板的射线强度变化较大，探测器可明显地反应出这种变化，使自动化系统做出相应的反应。