2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册5.4放射性同位素 同步练习-(Word版含答案)

5.4放射性同位素 同步练习（解析版）
1．物理学家通过对实验深入观察和研究获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合物理史实的是（　　）
A．爱因斯坦在历史上首次提出了能量子的概念，成功地解释了光电效应
B．汤姆孙通过研究阴极射线发现了电子，并提出了原子的核式结构模型
C．查德威克用α粒子轰击核时发现了质子，由此认识到原子核由质子和中子组成
D．伽利略认为自由落体运动可看作物体在倾角为90°的斜面上的运动，从而根据小球在斜面上的运动规律，推论得出了自由落体运动是匀加速直线运动
2．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的有（　　）
A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到消除有害静电的目的
B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，也能进行人体的透视
C．用放射性照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种
D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常组织造成太大的伤害
3．下列说法正确的是
A．α、β、γ三种射线中γ射线电离作用最强
B．两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加
C．根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，电子的轨道半径也在连续地减小
D．放射性元素组成的化合物进行高温分解时，放射性元素的半衰期也会改变
4．C发生放射性衰变成为N，半衰期为5700年。已知植物存活期间，其体内C与C的比例不变；生命活动结束后，C的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是（　　）
A．该古木采伐的年代距今约2850年
B．C衰变为N的过程中放出射线
C．C、C具有相同的中子数
D．增加样品测量环境的压强将加速C的衰变
5．医学影像诊断设备PET/CT是诊断COVID—19的一种有效手段，其原理是借助于示踪剂可以聚集到病变部位的特点来发现疾病.示踪剂常利用同位素作示踪原子标记，其半衰期仅有20min. 可由小型回旋加速器输出的高速质子流轰击获得，下列说法正确的是（ ）
A．用高速质子轰击，生成的同时释放出中子
B．用高速质子轰击，生成的同时释放出粒子
C．1g的经40min后，剩余的质量为0.75g
D．将置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化
6．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
7．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
8．关于放射性的应用，下列说法中正确的是（　　）
A．射线用来检查金属内部有没有裂缝是利用它的穿透本领
B．射线用来检查金属内部有没有裂缝是利用它的电离本领
C．射线用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电是利用它的电离本领
D．射线用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电是利用它的穿透本领
9．、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
10．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
11．下列有关核反应的描述正确的是（　　）
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是
B．贝克勒尔发现正电子的核反应方程是
C．查德威克发现中子的核反应方程是
D．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是
12．日本福岛核事故是世界上最大的核事故之一，2019年2月13日日本宣布福岛核电站核残渣首次被“触及”，其中部分残留的放射性物质半衰期可长达1570万年，下列有关说法正确的是（　　）
A．衰变成的核反应方程为
B．的比结合能大于的比结合能
C．天然放射现象中产生的α射线的速度与光速相当，穿透能力很强
D．将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，不会改变放射性元素的半衰期
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．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原理判断下列表述不正确的是（ ）
A．在人体内的衰变方程式为
B．正、负电子的湮灭方程是
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
15．关于近代物理内容的若干叙述，正确的是（ ）
A．自然界有少量的，具有放射性，能够自发地进行衰变，因此在考古中可以利用来测定年代
B．重核裂变过程质量增大，轻核聚变过程有质量亏损
C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定
D．通过化学反应不能改变放射性物质的半衰期
16．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．D
【详解】
A．普朗克在历史上首次提出了能量子的概念，故A错误；
B．卢瑟福通过对α射线散射铍的研究提出了原子的核式结构模型，故B错误；
C．查德威克用α粒子轰击，发现了中子，故C错误；
D．伽利略认为自由落体运动可看作物体在倾角为90°的斜面上运动，从而根据小球在斜面上运动规律，推论得出了自由落体运动是匀加速直线运动，故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
A．利用放射线消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离成为导体，将静电消除，A错误；
B．γ射线对人体细胞伤害太大，不能用来进行人体透视，B错误；
C．作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良品种，C错误；
D．用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地控制剂量，D正确；
故选D。
3．B
【解析】
α、β、γ三种射线中α射线电离作用最强，选项A错误；中等核的比结合能较大，则两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加，选项B正确；根据玻尔原子理论，氢原子在辐射光子的同时，轨道半径不是连续地减小，而是轨道量子化，故C错误；放射性元素组成的化合物进行高温分解时，放射性元素的半衰期不会改变，选项D错误；故选B.
4．B
【解析】
【详解】
A. ，某古木样品中C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一，可知刚好经历了一个半衰期，也就是5700年，故A错误；
B. C衰变为N的过程是：，发生了β衰变，放出射线，故B正确；
C. C有6个质子、6个中子，C有6个质子、8个中子，它们的质子数相同，中子数不同，故C错误；
D.放射性元素的衰变的快慢是由核内部自身因素决定的，与环境的压强无关，所以增加样品测量环境的压强不能加速C的衰变，故D错误。
5．B
【详解】
AB．根据质量数守恒和电荷数守恒知，该核反应方程为
故A错误，B正确；
C．由题意知半衰期为20min，经40min，则发生了2个半衰期；1g的的剩余的质量为
故C错误；
D．衰期与元素所处的物理环境和化学状态无关，因此其半衰期不可能变化，故D错误。
故选B。
6．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。
7．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．
8．A
【详解】
AB．由于射线穿透本领最强，所以射线用来检查金属内部有没有裂缝，故A正确，B错误；
C．射线用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电是利用它的电离本领，故C错误；
D．射线用来消除机器在运转中因摩擦而产生的有害静电是利用它的电离本领，故D错误。
故选A。
9．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。
10．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。
11．D
【详解】
A．卢瑟福发现质子的核反应方程是，故A错误；
B．约里奥·居里夫妇发现正电子的核反应方程是，故B错误；
C．查德威克发现中子的核反应方程是，故C错误；
D．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是，故D正确。
故选D。
12．D
【解析】
【详解】
裂变反应要有多个中子参与，且在书写裂变反应方程时，两边的中子不能消掉，选项A错误；裂变反应要放出大量的能量，且生成的新物质更稳定，比结合能更大，则的比结合能小于的比结合能，选项B错误；天然放射现象中产生的γ射线的速度与光速相当，穿透能力很强，选项C错误；将由放射性元素组成的化合物进行高温分解，不会改变放射性元素的半衰期，选项D正确.
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．AD
【详解】
A．由核反应前后质量数守恒和电荷数守恒知，在人体内的衰变方程为：
故A 符合题意。
B．正、负电子湮灭生成两个光子，湮灭方程是：
故B不符合题意。
CD．在PET中，的主要用途是作为示踪原子。故C不符合题意，D符合题意。
故选AD。
15．ACD
【解析】
【详解】
A．半衰期是固定不变的，故在考古中可利用14C来测定年代，故A正确;
B．裂变和聚变过程都有质量亏损，释放能量，故B错误；
C．比结合能越大，表示原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C正确；
D．放射性物质的半衰期与物理，及化学性质无关，故D正确。
故选ACD。
16．(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