高中物理粤教版选修3-5同步练习课时跟踪检测（十七）+放射性同位素+Word版含解析

课时跟踪检测（十七） 放射性同位素
一、选择题(第1～5题为单选题，第6～8题为多选题)
1．治疗肿瘤的放射源必须满足：①放射线具有较强的穿透力，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，表中给出的四种放射性同位素，适合用于治疗肿瘤的放射源是(　　)
同位素
辐射线
半衰期
钋210
α
138天
锝99
γ
6小时
钴60
γ
5年
锶90
β
28年
A.钋210　　　　　　　　 B．锝99
C．钴60 D．锶90
解析：选C　γ射线具有较强的穿透力，可以辐射到体内的肿瘤处，α、β射线可排除，故A、D错。要满足在较长时间内具有相对稳定的辐射强度，故B错，C对。
2．最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X经过6次α衰变后的产物是Fm。由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是(　　)
A．24,259 B．124,265
C．112,265 D．112,277
解析：选D　α粒子的质量数和电荷数分别是4和2，故生成的超重元素的电荷数即原子序数等于6×2＋100＝112。质量数等于6×4＋253＝277。
3．某种元素具有多种同位素，下列正确反映这些同位素的质量数A与中子数N关系的图是(　　)
解析：选B　质量数等于质子数与中子数之和，因此当中子数N增多时，质量数A也会增大，因此A、D错误；因为氢原子中只有一个质子，无中子，也就是中子数N为零时，质量数A不为零，因此B正确，C错误。
4．放射性同位素可作为示踪原子，例如在医学上可以确定肿瘤的位置，对此，若今有四种不同的放射同位素R，P，Q，S，它们的半衰期分别为半年、38天、15天和2天，则应选用的同位素是(　　)
A．S B．Q
C．P D．R
解析：选A　应用放射性同位素作为示踪原子时，应选择半衰期较短、衰变较快的同位素，这样可减轻对人体的损害。
5．在工业生产中，某些金属材料内部出现的裂痕是无法直接观察到的，如果不能够发现它们，可能会给生产带来极大的危害。自从发现放射线以后，就可以利用放射线对其进行探测了，这是利用了(　　)
A．α射线的电离本领 B．β射线的带电性质
C．γ射线的贯穿本领 D．放射性元素的示踪本领
解析：选C　放射性的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向开展的，γ射线的贯穿本领最强，可以用来金属探伤。
6．联合国环境规划署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟的轰炸中，大量使用了贫铀炸弹，贫铀是从金属中提炼铀235以后的副产品，其主要成分为铀238，贫铀炸弹贯穿力是常规炸弹的9倍，杀伤力极大，而且残留物会长期危害环境，下列关于残留物长期危害环境的理由，正确的是(　　)
A．爆炸后的弹片存在放射性，对环境产生长期危害
B．爆炸后的弹片不会对人体产生危害
C．铀235的衰变速度很快
D．铀238的半衰期很长
解析：选AD　U能发生衰变，其衰变方程为U→Th＋He，其半衰期为4.5亿年，Th也能发生衰变，衰变产生的射线对人体都有伤害，故A、D 对。
7．有关放射性同位素P的下列说法，正确的是(　　)
A.P与X互为同位素
B.P与其同位素有相同的化学性质
C．用P制成化合物后它的半衰期变长
D.P能释放正电子，可用其作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
解析：选BD　同位素有相同质子数，不同质量数，故A错误；同位素有相同的化学性质，故B对；半衰期与物理、化学状态无关，故C错；P为放射性同位素，可用作示踪原子，故D正确。
8．(山东高考)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C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．该古木的年代距今约5 700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
解析：选AC　古木样品中14C的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约5 700年，选项A正确。同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项B错误。14C的衰变方程为6C→7N＋e，所以此衰变过程放出β射线，选项C正确。放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关，与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项D错误。
二、非选择题
9．1919年卢瑟福用α粒子撞击N核发现了质子。
(1)写出这个核反应的方程式。
(2)英国物理学家威耳逊在1911年发明了“云室”，带电粒子在云室中运动时，可以显现出运动的径迹。把云室放在匀强电场中，分别将质子和α粒子垂直于电场方向打入同一匀强电场中，观察它们运动的径迹，如果质子和α粒子运动的径迹相同(电场方向和质子、α粒子运动径迹所在平面平行)。求：质子和α粒子进入电场时的动能之比是多少？
解析：(1)N＋He―→O＋H。
(2)带电粒子垂直于电场方向射入匀强电场中做类平抛运动，设沿电场方向的位移为y，垂直于电场方向的位移为x，则有y＝·()2＝。①
又因为质子和α粒子的径迹相同，即通过相同的x，沿电场方向的位移y相同。即yH＝yα
由①式得＝得＝＝。
答案：(1)N＋He―→O＋H　(2)
10.在暗室的真空装置中做如下实验：在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中，有一个能产生α、β、γ三种射线的射线源，从射线源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场，如图所示，在与射线源距离为H高处，水平放置两张叠放着的、涂药面朝下的印相纸(比一般纸厚且涂有感光药的纸)，经射线照射一段时间后两张印相纸显影。
(1)上面的印相纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？
(2)下面的印相纸显出一串三个暗斑，试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比？
(3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场，一次使α射线不偏转，一次使β射线不偏转，则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少？(已知mα＝4u，mβ＝ u，vα＝，vβ＝0.9c)
解析：(1)因α粒子贯穿本领弱，穿过下层纸的只有β、γ射线，β、γ射线在上面的印相纸上留下两个暗斑。
(2)下面印相纸从左向右依次是β射线、γ射线、α射线留下的暗斑。设α射线、β射线暗斑到中央γ射线暗斑的距离分别为sα、sβ则
sα＝aα·()2，sβ＝aβ·()2，
aα＝，aβ＝。
由以上四式得＝ 。
(3)若使α射线不偏转，qαE＝qαvα·Bα，所以Bα＝，同理若使β射线不偏转，应加磁场Bβ＝，
故＝＝9∶1。
答案：(1)两个暗斑　β射线、γ射线　(2)3∶136
(3)9∶1