5.4放射性同位素 达标作业（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 达标作业（解析版）
1．为了研究放射线的穿透能力，将α、β、γ三种射线射向前后依次排列在同一直线上的纸、铝板、铅板，穿透情况如图所示，则（ ）
A．射线1是γ射线
B．射线2是β射线
C．射线3是α射线
D．工业上使用射线2来探查金属内部是否存在缺陷或裂纹
2．如图是工业上利用射线的穿透性来检查钢板内部伤痕的示意图，则检查利用的射线是（ ）
A．α射线 B．β射线 C．γ射线 D．β和γ射线
3．放射性同位素在实际生产和生活中有广泛的应用，往往同位素在核衰变时会放出核能，如核衰变会放出核能，其核反应方程为→＋＋，已知光在真空中的速度为c。则下列判断正确的是
A．X是，一个核衰变时质量亏损为
B．X是，一个核衰变时质量亏损为
C．X是，一个核衰变时质量亏损为
D．X是，一个核衰变时质量亏损为
4．下列粒子流中贯穿本领最强的是（）
A．α射线 B．阴极射线 C．质子流 D．中子流
5．1934年，约里奥—居里夫妇用粒子轰击，发现了放射性磷和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖．关于该反应下列说法中正确的是
A．该反应的方程式为
B．反应物具有很强的穿透能力，但电离本领较弱
C．该反应能放出大量的热，核电站常利用该反应来发电
D．生成的和自然界天然的一样，可作示踪原子
6．下列说法正确的是（　　）
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究提出了原子的核式结构模型
B．核反应完成后产生的核废料是绿色无污染的
C．天然放射现象中产生的射线都能在电场或磁场中发生偏转
D．是重核的裂变
7．贝克勒尔在120多年前首先发现了天然放射现象，如今原子核的放射性在众多领域中有着广泛应用．下列属于重核裂变的是（　　）
A． B．
C． D．
8．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：
（1）放出的放射线有较强的穿透能力，以辐射到体内肿瘤所在处；
（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。
下表给出了四种放射性同位素的辐射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜做为放疗使用的放射源应是（　　）
同位素 钋210 锶90 鍀99 钴60
辐射线
半衰期 138年 28年 6小时 5年
A．钋210 B．锶90 C．鍀99 D．钴60
9．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常置要的作用，下列说法符合历史事实的是（　　）
A．汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷
B．贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，发现了原子中存在原子核
C．居里夫妇通过实验人工合成了磷的同位素，同时发现了正电子
D．卢瑟福通过a粒子散射实验，证实了在原子核内存在质子
10．放射性在工农业生产和科学研究中有广泛的应用，下列关于放射性的应用与防护，说法不正确的是（ ）
A．利用射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保质期
B．利用示踪原子可以研究生物大分子的结构和功能
C．利用放射线的贯穿作用，可以制成射线测厚装置
D．放射治疗利用了射线对病灶细胞的电离作用
11．下列说法正确的是
A．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
B．U的半衰期约为7亿年，随着地球温度的升高，其半衰期将变短
C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收能量
D．结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定
12．目前我国已经攻克了用于检测涡轮发动机叶片的中子照相技术，该技术中的中子是通过核反应得到的，下列说法正确的是
A．该核反应为衰变
B．该核反应质量增加
C．粒子的电离作用比中子强
D．中子流的穿透能力比射线弱
13．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
14．以下说法中正确的是：
A．如甲图是风力发电的国际通用标志
B．如乙图是氢原子的能级示意图，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子
C．如丙图是光电效应实验示意图，则此时验电器的金属杆上带的是正电荷
D．如丁图是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
15．下列事件中属于核辐射给人类带来环境灾难的是（ ）
A．日本福岛大地震引起的第一核电站1至4号机组核废料池泄漏
B．以美国为首的北约军队在科索沃、伊拉克和利比亚大量使用贫铀弹
C．汶川大地震
D．前苏联切尔诺贝利核电站爆炸
16．如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？
17．1937年，居里夫妇用粒子轰击硼（），得到了一种质量数为1而不带电的粒子，同时发现轰击后的硼中含有氮（N）的一种同位素。已知粒子的质量为4.0026u，硼（）的质量为11.0093u，不带电的粒子质量为1.0087u，氮（N）同位素的质量为14.0030u。1u相当于。
（1）试写出粒子轰击硼（）发生的反应方程；
（2）求粒子轰击硼（）发生反应的过程中释放的能量（以为单位）。
参考答案
1．B
【解析】
α射线实质为氦核，带正电，电离性较强，但是穿透性最弱；β射线为电子流，带负电，γ射线为高频电磁波，穿透性最强；由图示可知：射线1是α射线，射线2是β射线，射线3是γ射线；工业上使用γ射线来探查金属内部是否存在缺陷或裂纹；故选项B正确，ACD错误；故选B.
2．C
【详解】
α射线的穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米；β射线的穿透能力比α射线强，能够穿透几厘米厚的铝板；γ射线的穿透能力很强，能够穿透几厘米厚的铅板和几十厘米厚的混凝土，在工业上可用于检查钢板内部伤痕，故C正确。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
根据核反应方程中质量数和电荷数守恒有X的质量数：m=238-234=4，核电荷数：z=94-92=2，所以X为氦核，根据质能方程可知，该反应过程中质量亏损为，故B正确，ACD错误。
4．D
【详解】
α射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，阴极射线是电子流，能穿透0.5mm的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强．
A．α射线，与结论不相符，选项A错误；
B．阴极射线 ，与结论不相符，选项B错误；
C．质子流，与结论不相符，选项C错误；
D．中子流，与结论相符，选项D正确；
故选D．
5．A
【详解】
A. 根据约里奥—居里夫妇实验，该反应的方程式为，故A正确；
B.反应物具有很强的电离本领，但穿透能力较弱，故B错误；
C.目前核电站都是利用核裂变发电的，不是利用该反应来发电的，故C错误；
D.自然界天然的没有放射性，不能作为示踪原子，故D错误．
6．D
【详解】
A．卢瑟福依据α粒子散射实验的现象提出了原子的“核式结构”理论，故A错误；
B．核反应堆用过的核废料具有很强的放射性，对环境危害很大，不能随意处置，需要装入特制的容器，深埋地下，故B错误；
C．天然放射现象中的γ射线是电磁波，在电场和磁场中不发生偏转，故C错误；
D．是铀核俘获中子的裂变方程，属于重核的裂变，故D正确。
故选D。
7．B
【详解】
A．为β衰变，故A错误．
B．为重核裂变，故B正确．
C．为轻核聚变，故C错误．
D．是原子核人工转变，故D错误．
8．D
【详解】
AB．三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线与β射线的穿透性都相对于γ射线较弱，不适合用做医学的放射源，故AB错误；
CD．三种射线中γ射线的穿透能力最强，锝99的半衰期较短，而钴60的半衰期较长，钴60在较长时同内具有相对稳定的辐射强度，适合用做医学的放射源。故C错误，D正确。
故选D。
9．A
【解析】
【详解】
A.汤姆孙通过阴极射线在电场和在磁场中的偏转实验，发现了阴极射线是由带负电的粒子组成，并测出了该粒子的比荷，故A正确；
B.贝克勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构，粒子散射实验说明原子中存在原子核。故B错误
C.约里奥 居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发现了正电子和人工放射性同位素。故C错误；
D.卢瑟福通过粒子散射实验，证实了原子中存在原子核。故D错误。
10．D
【详解】
A．用射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保存期。故A不符合题意。
B．利用示踪原子可以研究生物大分子的结构和功能。故B不符合题意。
C．利用放射线的贯穿作用，可以制成射线测厚装置。故C不符合题意。
D．放射治疗利用了射线对病灶细胞的吸收作用。故D符合题意。
故选D。
11．A
【详解】
A．放射性同位素可以作为示踪原子，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，故A正确；
B．半衰期由原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的 物理或化学状态无关，故B错误；
C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦质能方程可知要释放核能，故C错误；
D．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D错误。
故选A。
12．C
【分析】
知道α衰变、β衰变、核反应、以及粒子得电离作用和穿透能力
【详解】
A．原子核由于释放α、β这样的射线（粒子流）而转变成新核的变化叫做原子核的衰变，即放出α粒子的衰变叫做α衰变，中生成α粒子（氦核），放出（中子）是聚变反应，A错；
B．是氢核聚变反应，释放能量，质量减少，B错；
CD．α粒子带正电，中子不带电，故α粒子电离作用比中子强，而α射线穿透能力比中子弱，故C对，D错；
13．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。
14．CD
【详解】
A.图甲是辐射标志（亦称三叶草）．不是风力发电的国际通用标志．故A错误；
B.图乙是氢原子的能级示意图，结合氢光谱可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射一定频率的光子．故B错误；
C.当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷．故C正确；
D.图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性．故D正确．
15．ABD
【详解】
A．核废料池泄漏出高浓度的放射性物质可伤害人体细胞，故A正确；
B．贫铀弹是一种新武器，其爆炸后所弥散的贫铀将长时间影响人类的生存环境，对人体产生慢性伤害，故B正确；
C．地震不像核辐射给人类带来环境灾难，故C错误；
D．前苏联切尔诺贝利核电站4号机组发生爆炸，泄露的能量相当于200颗广岛原子弹．这是人类历史上迄今最严重的核事故，造成了极严重的后果．20多年过去了，切尔诺贝利依然是一座死城，故D正确；
故选ABD。
16．（1）根据穿过铝板射线的强度大小来调节两轮间距，从而控制铝板厚度 （2）α射线的穿透本领很小，穿不透铝板，而γ射线穿透本领又太强，在厚度变化在毫米级是几乎不受影响，所以β射线起主要作用．
【解析】
【分析】
（1）根据穿过铝板射线的强度大小来调节两轮间距，从而控制铝板厚度．（2）α射线的穿透本领很小，穿不透铝板，而γ射线穿透本领又太强，在厚度变化在毫米级是几乎不受影响．
【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； 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．
17．（1）；（2）0.1862MeV
【详解】
解：（1）由题给出的条件，可得核反应方程为
（2）核反应的质量亏损
m=（mHe+mB） （mn+ mN）=（4.0026u+11.0093u） （1.0087u+14.0030u）=0.0002u
由质能方程，可得核反应中释放的能量
E= mc2=0.0002×931MeV=0.1862MeV