5.4放射性同位素综合训练（word版含答案）

5.4放射性同位素
一、选择题（共15题）
1．关于同位素，下列说法中正确的是
A．质子数相同，中子数也相同的原子
B．质子数相同，中子数不同的原子
C．质子数不同，中子数相同的原子
D．质子数不同，中子数也不同的原子
2．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：
（1）放出的放射线有较强的穿透能力，以辐射到体内肿瘤所在处；
（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。
下表给出了四种放射性同位素的辐射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜做为放疗使用的放射源应是（　　）
同位素 钋210 锶90 锝99 钴60
辐射线
半衰期 138年 28年 6小时 5年
A．钋210 B．锶90 C．锝99 D．钴60
3．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
4．有关放射性同位素的下列说法中正确的是（ ）
A．与互为同位素
B．与具有不同的化学性质
C．用制成化合物后它的半衰期变短
D．若磷肥中含有，则可用作为示踪原子，观察磷肥对植物的影响
5．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
6．下列说法正确的是
A．诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子
B．U的半衰期约为7亿年，随着地球温度的升高，其半衰期将变短
C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，则要吸收能量
D．结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定
7．下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素无论是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期不变，说明元素的放射性与核外电子无关
B．某种天然放射性元素及其人工放射性同位素可以有相同的半衰期
C．组成原子核的核子之间存在的核力是短程力，且与电荷有关
D．居里夫妇发现经α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，核反应方程为：
8．下列应用中把放射性同位素作为示踪原子的是
A．射线探伤仪
B．射线用来消除静电
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病
D．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农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律
9．判断下列说法正确的是（　　）
A．、、的化学性质不同 B．、、的原子光谱不同
C．衰变后变为 D．衰变后生成的新核比的质量数少
10．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的放射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度．
同位素 钋210 锶90 锝99 钴60
放射线 α β γ γ
半衰期 138天 28年 6小时 5年
上表给出了四种放射性同位素的放射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜作为放疗使用的放射源应是A．钋210 B．锶90 C．锝99 D．钴60
11．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
12．如图所示为1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击铝箔时的实验示意图，他们除了探测到预料中的中子外，还发现拿走α粒子放射源以后，铝箔仍继续发射出一种神奇的粒子．下列说法正确的是（ ）
A．α粒子轰击铝箔的核反应方程为：
B．轰击铝箔后的生成物是磷（ ），它的衰变方程为：
C．拿走α粒子放射源以后，铝箔继续发射出的神奇粒子实际上是中子
D．磷（ ）也具有放射性，只是它不像天然放射性元素那样有一定的半衰期
13．下列关于放射性同位素应用的说法中不正确的是
A．给人注射碘的放射性同位素碘131，有助于诊断甲状腺疾病
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．用放射线照射作物种子能使其DNA发生变异，其结果一定是成为更优秀的品种
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
E．放射线可以改变布料的性质使其不再因摩擦而生电，达到消除有害静电的目的
14．下列说法正确的是（　　）
A．光电效应的发生具有瞬时性
B．查德威克用高速运动的α粒子轰击氮核发现了质子，其反应方程为
C．约里奥居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是
D．钍核衰变为铅核Pb的过程中，要经过6次α衰变和6次β衰变
15．以下说法中正确的是（ ）
A．图甲是α粒子散射实验示意图，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多
B．图乙是氢原子的能级示意图，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时吸收了一定频率的光子能量
C．图丙是光电效应实验示意图,当光照射锌板时验电器的指针发生了偏转,则此时验电器的金属杆带的是正电荷
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，该实验现象说明实物粒子也具有波动性
E．图戊是风力发电的国际通用标志
二、填空题
16．应用放射线对金属进行探伤，是利用了射线的_________能力；用于消除静电，是利用了射线的_________作用．
17．应用放射线对金属探伤和测量厚度时，是利用了射线的______________；用于消除静电时，是利用了射线的___________；用于消毒和杀菌时，是利用了射线的________。
18．辐射与安全
（1）人类一直生活在放射性的环境中。
（2）过量的射线对人体组织有____作用。在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止_______对水源、空气、用具等的污染。
19．用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素，放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．
(1)带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是( )
A．射线的贯穿作用
B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用
D．以上三个选项都不是
(2)下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是________射线．
(3)在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素做________。
三、综合题
20．存在射线危险的地方，常能看到如图所示的标志。你在什么地方见过这个标志？为了保护人身安全，在有这样的标志的场所，应该注意什么？
21．用中子轰击氮14，会产生碳14，碳14具有β放射性，它放出一个β粒子后，会衰变成什么？请写出这两个核反应方程。
22．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？
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．B
【详解】
同位素具有相同的质子数，不同的中子数，故B正确。
故选B。
2．D
【详解】
AB．三种射线中γ射线的穿透能力最强，α射线与β射线的穿透性都相对于γ射线较弱，不适合用做医学的放射源，故AB错误；
CD．三种射线中γ射线的穿透能力最强，锝99的半衰期较短，而钴60的半衰期较长，钴60在较长时同内具有相对稳定的辐射强度，适合用做医学的放射源。故C错误，D正确。
故选D。
3．B
【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．
4．D
【详解】
A．具有相同质子数、不同质量数的元素互为同位素。故A错误。
B．同位素的化学性质完全相同。故B错误。
C．半衰期由原子核本身决定，与原子所处的化学状态无关。故C错误。
D．是人工放射性同位素，它的半衰期短，容易控制，可用作示踪原子。故D正确。
故选D。
5．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。
6．A
【详解】
A．放射性同位素可以作为示踪原子，诊断甲状腺疾病时，给病人注射放射性同位素的目的是将其作为示踪原子，故A正确；
B．半衰期由原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的 物理或化学状态无关，故B错误；
C．核反应过程中如果核子的平均质量减小，根据爱因斯坦质能方程可知要释放核能，故C错误；
D．比结合能的大小反映原子核的稳定程度，比结合能越大，原子中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故D错误。
故选A。
7．A
【详解】
A．放射性元素的存在形式、环境温度、外界压强等因素都不会影响原子核的结构，元素的化学性质与核外电子有关，半衰期与核外电子无关，A正确；
B．天然放射性元素的半衰期比其人工放射性同位素的半衰期长得多，B错误；
C．核力与电荷无关，C错误；
D．居里夫妇发现经α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，核反应方程为
D错误。
故选A。
8．D
【详解】
A．γ射线探伤仪是利用γ射线的穿透性，故A错误；
B．射线用来消除静电利用的是电离能力，故B错误；
C．利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用它的射线对生命物质具有破坏性，故C错误；
D．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D正确。
故选D。
9．B
【详解】
A．三种同位素只是中子数有略微差异，而影响物质化学性质的主要是电子和质子，化学反应主要是电子得失、共用、成键等，质子影响着电子的活动能力，中子不参与化学反应，所以化学性质无明显差异，A错误；
B．中子数不同，使原子的能级发生变化，会影响原子光谱，B正确；
CD．由材料可知，自发进行衰变，衰变后原子序数会增加1，故衰变后的新核为，质量数不变，CD错误。
故选B。
10．D
【详解】
AB：射线、射线的穿透能力不强．放射源必须放出的放射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处．故AB两项错误．
CD：放射源必须能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度．锝的半衰期是6小时，钴的半衰期是5年．故C项错误，D项正确．
11．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。
12．B
【详解】
α粒子轰击铝箔的核反应方程为，轰击铝箔后的生成物是磷（），是磷的一种同位素，它具有放射性，跟天然放射性元素一样发生衰变，也有一定的半衰期，衰变时放出正电子，衰变方程为 ，故选B，ACD错误；
13．BCE
【详解】
A．给人注射碘的放射性同位素碘131，做示踪原子，有助于诊断甲状腺的疾病，故A正确；
B．利用γ射线的贯穿性可以为金属探伤，γ射线对人体细胞伤害太大，因此不能用于人体透视，故B错误；
C．DNA变异并不一定都是有益的，也有时发生变害的一面，故C错误；
D．γ射线对人体细胞伤害太大，在用于治疗肿瘤时要严格控制剂量，故D正确；
E．利用放射线消除有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电放出，E错误
故选BCE.
14．AC
【详解】
A．光电效应的发生具有瞬时性，所以A正确；
B．卢瑟福用高速运动的α粒子轰击氮核发现了质子，其反应方程为，所以B错误；
C．约里奥居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是，所以C正确；
D．钍核衰变为铅核Pb的过程中，由于只有α衰变改变质量数，并且一次α衰变减少4个质量数减少2个质子数，经过6次α衰变钍核质量数减小为208，质子数减为78，但是要变为铅核Pb需要4次β衰变，因为每一次β衰变质子数增加1个，所以D错误；
故选AC。
15．ACD
【详解】
A．图甲是α粒子散射实验示意图，根据α粒子散射实验的特点可知，当显微镜在A、B、C、D中的A位置时荧光屏上接收到的α粒子数最多，A正确；
B．图乙是氢原子的能级示意图，根据玻尔理论可知，氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级时辐射一定频率的光子能量，B错误；
C．当光照射锌板时，金属板失去电子，将带正电，所以与之相连的验电器的指针将发生偏转，此时验电器的金属杆带的是正电荷，C正确；
D．图丁是电子束穿过铝箔后的衍射图样，由于衍射是波特有的性质，所以该实验现象说明实物粒子也具有波动性，D正确；
E．图戊是辐射标志（亦称三叶草），不是风力发电的国际通用标志，E错误。
故选ACD。
16． 贯穿 电离
【详解】
利用了射线的贯穿能力可以对金属探伤；
利用射线的电离能力，可以电离空气，消除静电。
17． 贯穿能力 电离作用 杀菌能力
【详解】
利用射线的贯穿能力可以进行金属探伤和测量厚度；
消除静电时，是利用了射线的电离作用；
射线有很高的能量，用于消毒和杀菌时，是利用了射线的杀菌能力。
18． 破坏 放射性物质
【详解】
（2）过量的射线对人体组织有破坏作用。在使用放射性同位素时，必须严格遵守操作规程，注意人身安全，同时，要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。
19． B β 示踪原子
【详解】
(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失；
(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨。β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨。
(3)把掺入的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质。这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律。人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子。
20．医院的放射室；远离这种地方
【详解】
有放射性物质的地方有这个标志，比如医院的放射室，一般情况下我们要远离有这种标志的地方，特殊情况下要在专业人士的指导下进出此类场所。
21．，；
【详解】
根据质量数及核电荷数守恒，可得用中子轰击氮14，会产生碳14的核反应方程为
碳14它放出一个β粒子的核反应方程为
所以，碳14放出一个β粒子后，会衰变成。
22．(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。
【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。
答案第1页，共2页