5.4放射性同位素 课时检测-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册（word含答案）

5.4放射性同位素 课时检测（解析版）
一、选择题
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．目前，在居家装修中，经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如有些含有铀、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出射线，这些起射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )
A．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次衰变和10次衰变
B．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱
C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡
D．射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流
3．放射性物质已经广泛应用于工农业生产中，对放射性的应用，下列说法不正确的是( )
A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射
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
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．随着科学技术的日益进步，人们对原子及原子核的认识越来越深刻，下列有关原子及原子核的说法正确的是（　　）
A．粒子散射实验揭示了原子核具有复杂结构
B．天然放射性元素在升高温度后它的半衰期会缩短
C．放射性同位素发出的 γ 射线能进行金属探伤
D．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大
6．、和射线穿透物质的能力是不同的，为把辐射强度减到一半所需铝板的厚度分别为0.005cm、0.05cm和8cm，工业部门可以使用射线来测厚度，如图所示，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关，轧出的钢板越厚，透过的射线越弱。因此，将射线测厚仪接收到的信号输入计算器，就可以对钢板的厚度进行自动控制。如果钢板的的厚度需要控制为5cm，请推测测厚仪使用的射线是（ ）
A．射线 B．射线 C．射线 D．可见光
7．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
8．核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害
9．如图所示，是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，是厚纸板，是荧光屏，实验时发现在荧光屏的、两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达点的射线种类、到达点的射线种类应属于下表中的（　　）
选项 磁场方向 到达点的射线 到达点的射线
A 竖直向上
B 竖直向下
C 垂直纸面向里
D 垂直纸面向外
A．A选项 B．B选项 C．C选项 D．D选项
10．下列说法中正确的有（　　）
A．阴极射线是一种电磁辐射
B．所有原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的谱线一定不同
C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
D．古木的年代可以根据体内碳14放射性强度减小的情况进行推算
11．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图所示，下列说法正确的是
A．射线1的电离作用在三种射线中最强
B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住
C．放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个
D．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个
12．下列说法正确的是
A．原子核的结合能是组成原子核的所有核子的能量总和
B．γ射线的穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板
C．在天然放射现象中放出的β射线是原子的内层电子受激后辐射出来的
D．镭226衰变为氡222的半衰期是1620年，也就是说100个镭核经过1620年后一定还剩下50个镭226没有发生衰变
13．日本地震造成的核泄漏，对周边环境的污染是由放射性元素造成的，下列有关放射性元素的说法中正确的是（ ）
A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氧原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氧原子核
C．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
14．人工放射性同位素被用作示踪原子，主要是因为（ ）
A．放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质
B．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多
C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关
D．放射性同位素容易制造
15．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是（ ）
A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病
二、解答题
16．1937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）。
17．同位素原子在许多方面有着广泛的应用，1934年，科学家在用α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α放射源时，铝箔虽不再发射中子，但仍能继续发射正电子，而且这种放射性随时间衰减的规律跟天然放射性一样，也有一定的半衰期.
(1)写出α粒子轰击铝产生中子的核反应方程式；
(2)上述产生的具有放射性的同位素叫做放射性同位素，写出其产生正电子的核反应方程式；
(3)简要说明放射性同位素的应用，并至少举出两个实际应用的例子．
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．B
【详解】
A.根据质量数守恒和电荷数守恒，铀核()衰变为铅核()的过程中，设发生x次衰变，y次衰变，衰变方程为：，则：238=206+4x，解得：x=8，又：92=82+8×2-y，得：y=6，即要经过8次衰变和6次衰变，故A错误；
B.射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故B正确；
C.氡的半衰期为3.8天，经7.6天后，有0.75克衰变成新核，故取走的砝码小于0.75克，天平才能再次平衡．故C错误．
D.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时产生并发射出来的电子流，故D错误．
3．A
【分析】
放射性是指元素从不稳定的原子核自发地放出射线，（如α射线、β射线、γ射线等）而衰变形成稳定的元素而停止放射（衰变产物），这种现象称为放射性．衰变时放出的能量称为衰变能量．原子序数在83（铋）或以上的元素都具有放射性，但某些原子序数小于83的元素（如锝）也具有放射性．
【详解】
在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用．放射性也能损伤剂量单位遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害，故A错误；放射性的废料仍然有放射性，故对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理，故B正确；放射性会向各个方向放射射线，故射线探伤仪中的放射源必须存放在特制容器里，而不能随意放置，故C正确；放射性废物中的放射性物质，采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平．而许多放射性元素的半衰期十分长，并且衰变的产物又是新的放射性元素，所以放射性废物与其它废物相比在处理和处置上有许多不同之处；故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，故D正确；本题选错误的，故选A．
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．C
【详解】
A． 卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子具有核式结构，天然放射现象揭示了原子核具有复杂的结构，故A错误；
B． 半衰期的大小与温度无关，改变温度，不会改变半衰期，故B错误；
C． 放射性同位素发出的 γ 射线能进行金属探伤，故C正确；
D． 比结合能越大的原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，与结合能的大小无关。结合能还与核子数有关，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，为了能够准确测量钢板的厚度，探测射线应该用γ射线；随着轧出的钢板越厚，透过的射线越弱，而轧出的钢板越薄，透过的射线越强，故ABD错误，C正确。
故选C。
7．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。
8．D
【详解】
A．放射性元素的半衰期是大量的放射性元素衰变的统计规律，对少量的个别的原子核无意义，则放射性元素完全衰变殆尽的说法错误，故A错误；
B．原子核衰变时满足电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；
C．放射性元素的半衰期是由原子核的自身结构决定的，而与物理环境如压力、温度或浓度无关，与化学状态无关，故C错误；
D．过量放射性辐射包含大量的射线，对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害，故D正确；
故选D。
9．C
【详解】
放射出来的射线共有、、三种，其中、射线垂直于磁场方向进入磁场区域时将受到洛伦兹力作用，射线不偏转，故打在点的应为射线；由于射线贯穿本领弱，不能射穿厚纸板故到达点的应是射线；依据射线的偏转方向及左手定则可知磁场方向垂直纸面向里。
故选C。
10．B
【详解】
A．阴极射线是高速电子流，故A错误；
B．原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，原子光谱都不是连续的，每一种原子的光谱都不同，称为特征光谱，故B正确；
C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故C错误；
D．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，不随时间改变，故D错误。
故选B。
11．D
【解析】
【详解】
A. 射线3在电场中向负极板偏转，射线3为α粒子，电离作用在三种射线中最强；故A错误.
B. 射线2在电场中不偏转，射线2为γ射线，其贯穿本领最强；故B错误.
C. 射线1在电场中向正极板偏转，射线1是β粒子，放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个；故C错误.
D.射线3为α粒子，一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个；故D正确.
12．B
【详解】
A．原子核的结合能是核反应前后有质量亏损，以能量的形式释放出来，故A错误；
B．射线即光子流速度很大，所以其穿透能力很强，甚至能穿透几厘米厚的铅板，故B正确；
C．β衰变中生成的电子是一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，C错误；
D．半衰期是统计规律，对少量原子核来讲是没有意义的，故D错误．
故选B。
点晴：所有核反应中，质量数守恒，核电荷数守恒；原子核结合能是质量亏损以能量形式释放，β衰变是内部中子转化为质子时同时生成电子，半衰期是统计规律．
13．CD
【详解】
A.β射线是电子流，γ射线才是电磁波，选项A不符合题意；
B.半衰期的意义只有对大量原子核才成立，选项B不符合题意；
C.衰变成，质量数减少了32，因此发生了次α衰变，α衰变8次则核电荷数要减少16，实际核电荷数减少10，因此发生了16－10=6次β衰变，选项C符合题意；
D.β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，选项D符合题意；
14．ABC
【详解】
放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素代替没有放射性的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同的特点，也要利用衰变规律不受物理、化学状态变化的影响的特点，同时还要考虑放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期短得多，放射性废料容易处理。
A．放射性同位素与非放射性同位素有相同的化学性质。故A符合题意。
B．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多。故B符合题意。
C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关。故C符合题意。
D．放射性同位素容易制造。故D不符合题意。
故选ABC。
15．ABD
【详解】
A．利用含有放射性碘131的油，检测地下输油管的漏油情况，是将放射性碘131作为示踪原子，故A正确；
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，利用探测器的测量，找出合理的施肥规律，是将放射性同位素作为示踪原子的，故B正确；
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹，是利用射线的贯穿本领，故C错误；
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病，是将碘131作为示踪原子的，故D正确。
故选ABD。
16．（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
17．(1) . (2) . (3)利用射线辐射育种，作为示踪原子，检查管道等
【解析】
【详解】
(1) .
(2) .
(3)利用射线辐射育种，作为示踪原子，检查管道等