3.3 放射性的应用与防护 同步练习 (含答案解析) (1)

第3节
放射性的应用与防护
(时间：60分钟)
考查知识点及角度
难度及题号
基础
中档
稍难
放射性的应用
1、2、3
4
核反应方程
5、6、7
8、9
综合提升
10
11、12
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"../../../达标基训.tif"
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MERGEFORMAT
知识点一　放射性的应用
1．人工放射性同位素被用作示踪原子，主要是利用
(　　)．
A．放射性同位素不改变其化学性质
B．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多
C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关
D．放射性同位素容易制造
解析　放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素代替没有放射性
的同位素参与正常的物理、化学、生物过程，既要利用化学性质相同，也要
利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性废料容易处
理，因此选项A、B、C正确，选项D不正确．
答案　ABC
2．用α粒子照射充氮的云室，摄得如图3－3－2所示的照片，下列说法中正确的是
(　　)．
A．A是α粒子的径迹，B是质子的径迹，C是新核的径
迹
B．B是α粒子的径迹，A是质子的径迹，C是新核的径
迹
C．C是α粒子的径迹，A是质子的径迹，B是新核的径迹
D．B是α粒子的径迹，C是质子的径迹，A是新核的径迹
解析　α粒子轰击氮的核反应方程为He＋N→O＋H，入射的是α粒子，
所以B是α粒子产生的径迹，质量大电离作用强的新核O，径迹粗而短，
故A是新核径迹，质子电离作用弱一些，贯穿作用强，所以细而长的径迹是
质子的径迹，所以正确选项为D.
答案　D
3．近几年，我国北京、上海、山东、洛阳、广州等地引进了十多台γ刀，治疗患者5
000余例，效果极好，成为治疗脑肿瘤的最佳仪器．令人感叹的是，用γ刀治疗时不用麻醉，病人清醒，时间短，半个小时内完成手术，无须住院，因而γ刀被誉为“神刀”．据报道，我国自己研究的旋式γ刀性能更好，将进入各大医院为患者服务．γ刀治疗脑肿瘤主要是利用
(　　)．
A．γ射线具有很强的贯穿本领
B．γ射线具有很强的电离作用
C．γ射线具有很高的能量
D．γ射线能很容易地绕过阻碍物到达目的地
答案　AC
4．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是
(　　)．
A．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原
子核了
B．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能
力最强，电离能力也最强
D．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
解析　半衰期是对大量原子核的统计规律，A项错误．β衰变释放的电子是
核内中子转化成质子和电子产生的，B项正确．γ射线的电离作用弱，C错
误．对α衰变，质量数减少4，中子数减少2，D错误．
答案　B
知识点二　核反应方程
5．(2011·哈尔滨高二检测)铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：Al＋He―→X＋n.下列判断正确的是
(　　)．
A.n是质子
B.n是中子
C．X是Si的同位素
D．X是P的同位素
解析　n是中子，H才是质子，A错、B对．由质量数守恒和电荷数守恒得
X的质量数为30，核电荷数为15，即是P的同位素P，C错、D对．
答案　BD
6．(2012·焦作高二检测)在下列四个核反应方程中，X1、X2、X3和X4各代表某种粒子
①H＋X1―→He＋n　　
②N＋He―→O＋X2
③Be＋He―→C＋X3　　
④Mg＋He―→Al＋X4
则以下判断中正确的是
(　　)．
A．X1是质子
B．X2是中子
C．X3是电子
D．X4是质子
解析　根据核反应的质量数和电荷数守恒知，X1为H，A错．X2为H，B错．X3
为n，C错．X4为H，D对．
答案　D
7．(2010·全国卷Ⅱ)原子核X与氘核H反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知
(　　)．
A．A＝2，Z＝1
B．A＝2，Z＝2
C．A＝3，Z＝3
D．A＝3，Z＝2
解析　本题考查核反应方程的书写，主要考查电荷数守恒和质量数守恒．根
据这两点有方程A＋2＝4＋1，Z＋1＝2＋1，解得A＝3，Z＝2.
答案　D
8．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为O＋n→N＋X，对式中X、a、b的判断正确的是
(　　)．
A．X代表中子，a＝17，b＝1
B．X代表电子，a＝17，b＝－1
C．X代表正电子，a＝17，b＝1
D．X代表质子，a＝17，b＝1
解析　根据质量数、电荷数守恒可知a＝17，b＝8＋0－7＝1，因X可表示为　
0＋1e，为正电子，故C项正确，A、B、D三项错误．
答案　C
9．一个质子以1.0×107
m/s的速度撞一个静止的铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列判断正确的是
(　　)．
A．核反应方程为Al＋H―→Si
B．核反应方程为Al＋n―→Si
C．硅原子核速度的数量级为107
m/s，方向跟质子的初速度方向一致
D．硅原子核速度的数量级为105
m/s，方向跟质子的初速度方向一致
解析　由核反应中电荷数和质量数守恒可知A选项正确、B选项错误．由动
量守恒定律求得硅原子速度的数量级为105
m/s，即D选项正确．
答案　AD
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"../../../综合提升.tif"
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10．如图3－3－3所示，X为未知的放射源，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；再在L和计数器之间加垂直纸面向里的匀强磁场，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的放射源
解析　此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力，正确理解计数器的计
数率的含义，是解决本题的关键．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垂直纸面向里的匀强磁场，计数器计数率不变，说
明穿过薄铝片后的粒子中无带电粒子，故此时只有γ射线，因此放射源可能
是α和γ的混合放射源，正确选项是C.
答案　C
11．将威耳逊云室置于磁场中，一个静止在磁场中的放射性同位素原子核P，放出一个正电子后变成原子核Si，如图所示能近似反映正电子和Si核轨迹的是
(　　)．
解析　把放出的正电子和衰变生成物Si核看成一个系统，衰变过程中系统
的动量守恒，放出的正电子的方向跟Si核运动方向一定相反．由于它们都
带正电荷，在洛伦兹力作用下一定形成两个外切圆的轨道，C、D可排除．
因为洛伦兹力提供向心力，即qvB＝m.
所以做匀速圆周运动的半径为r＝.
衰变时，放出的正电子与反冲核Si的动量大小相等，因此在同一个磁场中
做圆周运动的半径与它们的电荷量成反比，即＝＝.可见正电子运动的
圆半径较大．
答案　B
12．如图3－3－4所示，带电粒子在“云室”中运动时，可呈现运动径迹，将“云室”放在匀强电场中，通过观察带电粒子的径迹，可以研究原子核发生衰变的规律．现将一静止的放射性14C放入上述装置中，当它发生衰变时，可能放出α粒子或电子或正电子．所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图3－3－4所示(发生衰变后瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直，a、b均表示长度)．则
(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是________．
(2)14C发生衰变时所放射出的粒子的运动轨迹是________(填“①”或
“②”)．
(3)写出14C的衰变方程_______________________________________．
(4)求发生衰变后的瞬间放出的粒子与反冲核的动能之比________．
解析　(1)由轨迹可以看出，反冲核与放出的粒子的受力方向均与电场强度方
向一致，所以放出的粒子为α粒子．
(2)由动量守恒得，α粒子的动量和反冲核的动量大小相等，α粒子的质量小，
速度必然大，在垂直于电场方向上的位移大，即②轨道为α粒子．
(3)根据电荷与质量数守恒可得C―→Be＋He.
(4)由动量守恒可得＝＝＝.
又Ek＝mv2＝·p·v.
所以＝＝.
答案　(1)α粒子　(2)②　(3)C―→Be＋He
(4)5∶2
图3－3－2
图3－3－3
图3－3－4