5.4放射性同位素 课时练-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 课时练（解析版）
一、选择题
1．如图，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。已知某车间采用放射性同位素依-192作为放射源，其化学符号是，原子序数，通过衰变放出射线，半衰期为天，适合透照钢板厚度，下列说法正确的是（　　）
A．衰变产生的新核用X表示，铱的衰变方程为份
B．若已知钢板厚度标准为，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙
C．若有铱，经过天有没有衰变
D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒
2．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
3．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
4．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
5．如图所示，x为未知放射源，L为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L后，计数器的计数率大幅度减小，在L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x可能是（　　）
A．α和β的混合放射源 B．纯α放射源
C．α和γ的混合放射源 D．纯γ放射源
6．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
7．下列说法正确的是（ ）
A．图甲是氡衰变图，由图可知：氡的半衰期为 3. 8 天.若取 8 个氡原子核，经 7. 6 天 后就一定剩下 2 个原子核了
B．图乙是利用射线进行铝板厚度测量的装置，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用α 射线，探测器探测到的射线越强说明厚度越薄
C．图丙是电子朿穿过铝箔后的衍射图样，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性
D．图丁是康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率v'比原来光子的频率v大
8．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
9．在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是（　　）
A．应该用α射线探测物体的厚度
B．应该用粒子放射源制成“烟雾报警器”
C．放射育种利用射线照射种子使遗传基因发生变异
D．医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素
10．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
11．下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象的发现揭示了原子具有核式结构
B．温度升高，放射性元素衰变的半衰期减小
C．原子核发生β衰变后原子序数不变
D．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短的多，因此放射性废料容易处理
12．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重要的作用。下列说法符合历史事实的是（ ）
A．贝克勒尔对天然放射现象的研究发现了原子中存在原子核
B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
C．卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．汤姆逊用粒子轰击氮原子核是人类第一次实现人工转变
13．以下关于物理现象的说法中，正确的是（　　）
A．示踪原子利用的是元素同位素的放射性
B．医院用彩超检查病人血管血流、心脏跳动等情况，其原理是多普勒效应
C．人们用紫外线消毒依靠的是紫外线明显的热效应
D．海市蜃楼涉及到光的全反射现象
14．关于近代物理发展的成果，下列说法正确的是（　　）
A．只要增加入射光的强度，光电效应就可以发生
B．若某种材料的逸出功是W，则其极限频率
C．若使放射性物质的温度升高，则其半衰期将减小
D．、和三种射线中，射线的穿透能力最强
15．关于天然放射现象，下列说法正确的是（　　）
A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构 B．射线是由原子核外电子电离产生的
C．物质的放射性与物质的存在状态有关 D．通过化学反应不能改变物质的放射性
二、解答题
16．放射线对人体有伤害作用。在用作示踪原子时，应该选用半衰期较长的放射性元素，还是半衰期较短的放射性元素，为什么。
17．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al，发现了放射性磷P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。
(1)写出这个过程的核反应方程式；
(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度。
参考答案
1．A
【详解】
A．衰变的实质是核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故质量数不变核电荷数加一，故A正确 ；
B．探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度增大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，故B错误；
C．若有铱，经过74天后还有没有衰变，再过74天（即总共经历148天）还有没有衰变，故C错误；
D．放射性同位素发生衰变时，因遵循能量守恒，放出了能量出现了质量亏损，质量不守恒，故D错误；
故选A。
2．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。
3．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。
4．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。
5．C
【详解】
在放射源和计数器之间加上薄铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子。在薄铝片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，说明穿过铝片的粒子中无带电粒子，故只有γ射线。因此放射源可能是α和γ的混合放射源。
故选C。
6．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。
7．C
【详解】
A． 半衰期的对大量原子核的衰变的统计规律，对于少量是不成立的，故A错误；
B． 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，为了能够准确测量铝板的厚度，探测射线应该用β射线；故B错误；
C． 根据电子束通过铝箔后的衍射图样，说明电子具有波动性，有力说明了德布罗意波的存在，证明了实物粒子也具有波动性。故C正确；
D． 康普顿利用光子去碰撞电子发生散射的实验模型，碰撞后的光子的频率ν′比原来光子的频率ν小，说明了光子具有粒子性。故D错误。
故选：C。
8．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．
9．C
【详解】
A．γ光子的贯穿能力最强，应该用γ射线探测物体的厚度，故A错误；
B．因为α粒子的电离本领强，所以应该用α粒子放射源制成“烟雾报警器”，故B错误；
C．γ光子的贯穿能力最强，从而使DNA发生变异，所以放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异，故C正确；
D．人体长时间接触放射线会影响健康，所以医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较短的放射性同位素，故D错误。
故选C。
10．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．
11．D
【解析】
A、天然放射现象的发现揭示了原子核具有复杂结构，故A错误；B、半衰期是由放射性元素本身决定的，不随着地球环境的变化而变化，故B错误；C、根据质量数与质子数守恒，则有放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加1，故C错误；D、人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质短得多，因此废料容易处理，故D正确；故选D．
【点睛】考查天然放射现象的作用，理解β衰变的电子是从原子核中子衰变而来的，掌握半衰期不受环境的影响．
12．B
【详解】
AC．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子中存在原子核，建立了核式结构模型，AC错误；
B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，B正确；
D．卢瑟福用粒子轰击氮原子核实现了第一次原子核的人工转变，而不是汤姆孙，D错误。
故选B。
13．ABD
【详解】
A项：放射性同位素示踪是利用放射性同位素及它们的化合物，与自然界存在的相应普通元素及其化合物之间的化学性质和生物学性质是相同的，只是具有不同的核物理性质即能够发生衰变，故放射性同位素可以作为示踪原子，故A正确；
B项：医院里用于检测的“彩超”的原理是：向病人体内发射超声波，经血液反射后被接收，测出反射波的频率变化，就可知血液的流速．是应用了多普勒效应，故B正确；
C项：红外线的热效应显著，可以利用红外线的热效应对物体进行烘干；利用紫外线消毒是紫外线的化学作用，故C错误；
D项：海市蜃楼是由于光的折射和全反射而产生的，故D正确．
14．BD
【详解】
A.能否发生光电效应，与入射光的强度无关，只与入射光的频率有关，故A错误；
B.某种材料的逸出功与极限频率的关系为W=，故B正确；
C.放射性物质的半衰期与外部因素（温度、压强等）无关，故C错误；
D.α射线是氦核，β射线是高速电子流，γ射线是高速光子流，其中γ射线穿透能力最强，故D正确。
15．AD
【详解】
A．天然放射现象中放出的射线是由原子核放出的，说明原子核具有复杂结构，故A正确；
B．射线是由原子核放出的，不是核外电子电离产生的，故B错误；
CD．放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性，故C错误，D正确；
故选AD。
16．见解析
【详解】
应该选用半衰期较短的放射性元素作为示踪原子；因为这样，放射性元素的放射性强度可以很快减弱，从而减少对人体的伤害。
17．(1)Al＋He→P＋n；(2)，方向与该粒子原运动方向相同
【详解】
(1)核反应方程式为
Al＋He→P＋n
(2)由(1)知，该种粒子为中子，设该种粒子的质量为m，则12C核的质量为12m，设碰撞后12C核的速度为v2，由动量守恒定律可得
解得
碰撞后12C核的运动方向与该粒子原运动方向相同