5.4放射性同位素 课时练习（Word版含答案）

5.4放射性同位素 课时练习（解析版）
一、选择题
1．我国科学家在1965年9月首先用人工方法合成了牛胰岛素．为了证明人工合成的牛胰岛素与天然胰岛素是否为同一物质，在人工合成牛胰岛素过程中掺了放射性，然后将人工合成的牛胰岛素与天然胰岛素混合得到了放射性分布均匀的结晶物，从而证明了两者是同一物质，为我国在国际上首先合成具有生物活性牛胰岛素提供了有力证据．在人工合成过程中掺入放射性的用途是（ ）
A．催化剂 B．媒介质
C．组成元素 D．示踪原子
2．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（　　）
A．卢瑟福通过粒子散射实验，证实了原子核内存在质子和中子
B．约里奥居里夫妇用粒子轰击发现了人工放射性同位素
C．普朗克提出了光子说，成功地解释了光电效应现象
D．密立根通过阴极射线在电场中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
3．下列①②③④四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）
A．①图反映的辐射强度与波长关系，符合黑体辐射规律
B．②图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线甲为α射线
C．③图为α粒子散射实验示意图，汤姆孙根据此实验提出了原子的核式结构模型
D．④图是风力发电的国际通用标志
4．下表给出了四种放射性同位素的辐射线和半衰期.在医疗技术中，常用放射线治疗肿瘤，其放射线必须满足：①具有较强的穿透能力，以辐射到体内的肿瘤处；②在较长时间内具有相对稳定的辐射强度.为此所选择的放射源应为（ ）
同位素 钋210 锝99 钴60 锶90
辐射线
半衰期 138天 6小时 5年 28年
A．钋210 B．锝99 C．钴60 D．锶90
5．下列应用中把放射性同位素不作为示踪原子的是（ ）
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．给怀疑患有甲状腺的病人注射碘131，诊断甲状腺的器质性和功能性疾病
6．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
7．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
8．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。下列说法正确的是（ ）
A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子
B．卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的射线
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
9．关于近代物理学史和相关物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子内部有复杂结构
B．按照玻尔理论，原子核外电子均匀分布在各个不连续的轨道上
C．β衰变时产生的电子来源于原子核外电子
D．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
10．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
11．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
12．关于放射性同位素的一些应用，下列说法正确的是（　　）
A．利用放射性消除静电是利用射线的穿透作用
B．利用射线探测机器部件内部的砂眼或裂纹是利用射线的穿透作用
C．利用射线改良品种是因为射线可使DNA发生变异
D．在研究农作物合理施肥中是以放射性同位素作为示踪原子
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．关于原子、原子核，下列说法正确的是（ ）
A．卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验
B．β衰变中产生的β射线是原子核外电子挣脱原子核束缚后形成的
C．某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变
D．利用射线可以消除静电
二、解答题
15．茫茫宇宙空间存在大量的宇宙射线，对宇航员构成了很大的威胁．现有一束射线（含有、、三种射线），
（1）在不影响和射线的情况下，如何用最简单的方法除去射线？
（2）余下的这束和射线经过如图所示的一个使它们分开的磁场区域，请画出和射线进入磁场区域后轨迹的示意图．（画在图上）
（3）用磁场可以区分和射线，但不能把射线从射线束中分离出来，为什么？（已知粒子的质量约是粒子质量的8000倍，射线速度约为光速的十分之一，射线速度约为光速）
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）。
参考答案
1．D
【详解】
放射性在这里是作为示踪原子，故D正确；
故选D。
2．B
【详解】
A．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故A错误；
B．1934年，约里奥居里夫妇用粒子轰击，发现了人工放射性同位素，故B正确；
C．爱因斯坦提出光子说，成功解释了光电效应现象，故C错误；
D．1897年，汤姆孙通过阴极射线在电场中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D错误。
故选B。
3．A
【详解】
A．①图反映的辐射强度与波长关系，符合黑体辐射规律，A正确；
B．②图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线甲为β射线，B错误；
C．③图为α粒子散射实验示意图，卢瑟福根据此实验提出了原子的核式结构模型，C错误；
D．④图是辐射警告标志，D错误。
故选A。
4．C
【详解】
因放射线要有较强的穿透能力，所以应为射线，要使其在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，放射源应具有较长的半衰期。
A．钋210。故A不符合题意。
B．锝99。故B不符合题意。
C．钴60。故C符合题意。
D．锶90。故D不符合题意。
故选C。
5．C
【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的油作为示踪原子使用，故A放射性同位素是作为示踪原子，选项A不符合题意；
B．把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律是示踪原子使用，故B放射性同位素是作为示踪原子，选项B不符合题意；
C．利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，故C不是放射性同位素是作为示踪原子，选项C符合题意；
D．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，以判断甲状腺的器质性和功能性疾，故D放射性同位素是作为示踪原子，选项D不符合题意．
故选C。
点晴：放射性同位素可作为示踪原子，α射线的贯穿本领较小，不可以进行金属探伤，发生一次β衰变，质子数增加1，放射性元素的半衰期由原子核本身决定．
6．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。
7．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。
8．D
【详解】
A．查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子。卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；
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，故B错误；
C．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的β射线，故C错误；
D．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（P0）和镭（Ra）两种新元素，故D正确。
故选D。
9．D
【详解】
A．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子核有复杂的结构，故A错误；
B．按照玻尔理论，核外电子只能在一些不连续的轨道上运动，但不是均匀分布在各个不连续的轨道上，故B错误；
C．β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子的同时释放出来的，故C错误；
D．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D正确；
故选D。
10．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．
11．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．
12．BCD
【详解】
A．消除静电是利用射线的电离作用使空气电离，选项A错误；
BC．探测机器部件内部的砂眼或裂纹和改良品种分别是利用它的穿透作用和射线可使DNA发生变异的性质，选项BC正确；
D．研究农作物合理施肥中是利用放射性同位素作为示踪原子，选项D正确。
故选BCD。
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．ACD
【解析】
卢瑟福的原子结构模型很好的解释了α粒子散射实验，选项A正确；β衰变中产生的β射线是原子核内的中子转化为质子时放出的电子，选项B错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，即某放射性元素的4个原子核经过一个半衰期后不一定还剩下2个没有发生衰变，故C正确；α射线的电离作用很强，α射线可以使空气电离从而把静电导走，利用射线可以消除静电，故D正确；故选ACD.
点睛：本题考查了选项3-5的内容，考查的知识点比较多，但难度不大，掌握基础知识即可解题，平时要注意基础知识的学习与掌握．
15．（1）用一张纸放在射线前即可除去α射线．（2）（3）α射线的圆周运动的半径很大，几乎不偏转，故与γ射线无法分离
【详解】
（1）由于α射线贯穿能力很弱，用一张纸放在射线前即可除去α射线．
（2）如图所示．
（3）α粒子和电子在磁场中偏转，据，
对α射线有
对β射线有
故
．
α射线穿过此磁场时，半径很大，几乎不偏转，
故与γ射线无法分离．
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