5.4放射性同位素 自主提升过关练（Word版含解析）

5.4放射性同位素 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．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
2．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
3．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．图丙是电子束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
4．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
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．实验中发现一种未知特性的由X粒子组成的射线，测试后得到如下结果：
①X粒子在磁场中的偏转方向与粒子相同；
②X粒子的荷质比是粒子荷质比的。
下列符号对X粒子最合适的是（　　）
A． B． C． D．
7．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
8．关于原子与原子核，下列说法正确的是
A．将温度升高，放射性元素的半衰期变短
B．核电站要建很厚的水泥防护层，目的是阻隔γ射线
C．对于甲状腺病人，可以用放射性同位素碘131来治疗
D．在α、β、γ三种射线中，β射线的电离本领最强
9．轻核聚变在人类实践中可提供巨大的核能源，最简单的聚变反应是中子n和质子P聚合成氘核D，在形成氘核后，接着会发生一系列的核反应：
①D+D→T+P+4.04 MeV ②D+D→He+n+3.27 MeV
③D+T→He+n+17.58 MeV ④D+He→He+P+18.4 MeV
在①②中产生的T和He在③④中得到充分利用的情况下，以上四个核反应的总效果可表示为6D→2He+2X+2n+E，对于上述核反应下列表述正确的是 ( )
A．X应为T
B．E应为50.7 MeV
C．参与反应的氘核中平均每个核子释放的能量约为3.6 MeV
D．He与T互为同位素
10．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
11．关于原子和原子核的结构，下列说法正确的是（ ）
A．汤姆逊发现了电子，并测量出了电子的电量，从而认识到原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的
B．卢瑟福通过粒子散射实验得到这样的结论：电子在库仑力的作用下绕原子核做圆周运动，并且电子的轨道是量子化的
C．卢瑟福通过实验验证了质子和中子的存在，质子和中子是原子核的组成部分，统称为核子
D．玛丽居里夫妇发现了天然放射性元素镭，约里奥居里夫如发现了人工放射性同位素
12．关于人工放射性及其应用，说法正确的是（　　）
A．原子弹和氢弹的原料都来自于人工放射性获得的元素
B．人工制造的放射性元素具有半衰期长的优势
C．人工制得的放射性同位素半衰期较短
D．在用于示踪原子时，应该用天然放射性元素
13．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
14．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
15．下列说法中，正确的是（ ）
A．射线的本质是高速氦核流
B．射线必须伴随射线或射线的产生
C．天然放射现象表明原子核也是可分的
D．同一原子核内，有、、三种射线
二、解答题
16．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1mm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．约里奥—居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时会放出另一种粒子，这种粒子是何种粒子？是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1mg随时间衰变的关系如图所示，估算4mg经多少天的衰变会剩下0.25mg？
参考答案
1．B
【解析】
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。
2．B
【解析】
【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。
3．C
【解析】
【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。
4．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．
5．A
【解析】
【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
【解析】
A．一个粒子它的质量数不可能小于它的质子数，故A错误。
C．根据题目所给的信息，即X粒子在磁场中的偏转方向与粒子相同，可见它与粒子一样，带正电，故C错误。
B．而又因为X粒子的荷质比是粒子荷质比的，故B错误。
D．根据以上分析可知，最合适的是，故D正确；
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
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.
8．B
【解析】
【详解】
将温度升高，放射性元素的半衰期不会改变，选项A错误；水泥防护层的作用是为了阻隔γ射线，避免放射性危害，选项B正确；诊断甲状腺疾病时，注入的放射性同位素碘131作为示踪原子，而不是用碘131来治疗，选项C错误；在α、β、γ，这三种射线中，α射线的电离能力最强，选项D错误．
9．C
【解析】
【详解】
核反应遵守质量数和电荷数守恒，由此可知X应为，选项A错误；E应为43.29MeV,选项B错误；参与反应的氘核中平均每个核子释放的能量约为43.29MeV÷12≈3.6 MeV，选项C正确；质子数相同，中子数不同的元素互为同位素，故与不是同位素，选项D错误；故选C.
10．C
【解析】
【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。
11．D
【解析】
本题比较简单考查了学生对物理学史的了解情况，在物理学发展的历史上有很多科学家做出了重要贡献，大家熟悉的汤姆孙、卢瑟福、查德威克等，在学习过程中要了解、知道这些著名科学家的重要贡献．
【详解】
A、汤姆逊发现了电子，美国物理学家罗伯特密立根通过油滴实验测量出电子的带电量，故A错误．
B、卢瑟福通过对粒子散射实验的研究确立了原子的核式结构模型，认为电子在库仑力的作用下绕原子核做圆周运动；波尔认为氢原子能级是分立的，即电子的轨道是量子化的．故B错误．
C、1919年英国物理学家卢瑟福通过对粒子轰击氮原子核实验的研究，首次完成了人工核转变，发现了质子，并猜测“原子核是由质子和中子组成的”；查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子．故C错误．
D、玛丽居里夫妇发现了天然放射性元素镭，约里奥居里夫如发现了人工放射性同位素．故D正确．
故选D．
【点睛】
物理学史也是高考考查内容之一．对于著名物理学家、经典实验和重要学说一定要记牢，不能张冠李戴
12．C
【解析】
【详解】
A．原子弹和氢弹的原料都来自于天然的元素，故A错误；
BC．人工制造的放射性元素具有半衰期比天然放射性物质短的优势，故B错误，C正确；
D．在用作示踪原子时，应选用半衰期较短的人工制得的放射性元素，故D错误。
故选C。
13．ABD
【解析】
【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。
14．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。
15．ABC
【解析】
【详解】
A. 射线的本质是高速氦核流，选项A符合题意；
B.γ射线是由原子核外的外层电子跃迁产生，必须伴随α射线或β射线而产生．故B符合题意；
C.天然放射现象的发现使人们认识到原子核有复杂的结构还可以再分，选项C符合题意；
D.天然放射性元素放出的射线都是从原子核内部放出的，并不是原子核内部就有，故选项D不符合题意；
16．(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7中右侧的两个轮间的距离，使铝板的厚度恢复正常。
(2)射线起主要作用。因为射线的穿透本领很小，一张薄纸就能把它挡住，更穿不过的铝板；射线的穿透本领非常强，能穿透几厘米的铝板，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；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。
【解析】
【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7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，更穿不过1mm的铝板；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．正电子；56天
【解析】
【分析】
【详解】
依题意，根据衰变过程中质量数及核电荷数守恒，可得该衰变方程为
故这种粒子为正电子。由题中图像可以看出的半衰期为14天，则
求得
（天）
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