粤教版2019 高中物理 选修二 5.4放射性同位素基础巩固练习（Word版含答案）

5.4放射性同位素基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．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

2．放射性在工农业生产和科学研究中有广泛的应用，下列关于放射性的应用与防护，说法不正确的是（     ）

A．利用射线照射食品，可以杀死使食物腐败的细菌，延长保质期

B．利用示踪原子可以研究生物大分子的结构和功能

C．利用放射线的贯穿作用，可以制成射线测厚装置

D．放射治疗利用了射线对病灶细胞的电离作用

3．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

4．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )

A．利用γ射线使空气电离，消除静电

B．利用α射线照射植物的种子，使产量显著增加

C．利用β射线来治肺癌、食道癌

D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，可以作为示踪原子

5．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的是(     )

A．利用γ射线使空气电离，消除静电

B．利用β射线照射植物的种子，使产量显著增加

C．利用α射线来治疗肺癌、食道癌等疾病

D．利用放射性同位素跟它的非放射性同位素的化学性质相同，作为示踪原子

6．随着科学技术的日益进步，人们对原子及原子核的认识越来越深刻，下列有关原子及原子核的说法正确的是（　　）

A．粒子散射实验揭示了原子核具有复杂结构

B．天然放射性元素在升高温度后它的半衰期会缩短

C．放射性同位素发出的 γ 射线能进行金属探伤

D．比结合能越大的原子核越稳定，因此它的结合能也一定越大

7．下列说法正确的是

A．卢瑟福通过α粒子散射实验揭示了原子核的内部结构

B．普朗克在研究光电效应现象时提出了光子说

C．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大

D．由可知，在密闭的容器中混合存放一定比例的氦气和氮气，几天后将有氧气生成

8．目前，在居家装修中，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、钍的花岗岩等岩石都会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出射线，这些起射线会导致细胞发生癌变及呼吸道方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是(       )

A．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次衰变和10次衰变

B．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱

C．已知氡的半衰期为3.8天，若取1g氡放在天平上左盘上，砝码放于右盘，左右两边恰好平衡，则7.6天后，需取走0.75g砝码天平才能再次平衡

D．射线是由原子核外的电子电离后形成的高速电子流

9．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是（　　）

A．α射线改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，因此达到了消除有害静电的目的

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

10．下列有关核反应的描述正确的是（　　）

A．卢瑟福发现质子的核反应方程是

B．贝克勒尔发现正电子的核反应方程是

C．查德威克发现中子的核反应方程是

D．约里奥·居里夫妇发现放射性同位素的核反应方程是

11．2019年9月10日，我国国产首批医用钻－60原料组件从秦山核电站启运，这标着着我国国伽马刀设备“中国芯”供应问题得到解决，核电站是利用中子照射钻－59制备钻－60，伽马刀是利用钻－60发生衰变释放的射线工作的，已知钻－60的半期约为5.3年，下列说法正确的是（）

A．秦山核电站制备钴－60的反应是重核衰变

B．钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60少一个电子

C．钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60多一个中子

D．钻－60制成后，经过5.3年剩下的钻－60的约有一半

12．重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从开始到稳定的为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从开始到稳定的为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是

A．的中子数比中子数少20个

B．从到，共发生7次α衰变和4次β衰变

C．Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化

D．与是不同的元素

13．图中R是一种放射性物质,虚线方框是匀强磁场．LL，是厚纸板，MM，是荧光屏、实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑．则此时磁场的方向，到达O点与P点的射线分别是(   )

A．向上，β，α

B．向下，α，β

C．由外向里,γ,β

D．由里向外,γ,α

14．核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　）

A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽

B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒

C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期

D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害

15．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

二、填空题（共4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．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________。

18．下列说法中正确的是_____ ．

A．图甲中正确反映了黑体辐射电磁波的强度按波长的分布与黑体的温度的关系

B．图乙的放射性同位素应选择衰变时放出α粒子的同位素

C．图丙中A、B两球质量相等，当A以速度v与静止的B发生正碰后，B的速度未必是v

D．图丁中电子束通过铝箔产生的衍射图样，证实了物质波的存在

19．正电子（PET）发射计算机断层显像：它的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体，参与人体的代谢过程．15O在人体内衰变放出正电子，与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子，被探测器探测到，经计算机处理后产生清晰的图象．根据PET原理，回答下列问题：

（1）写出15O的衰变的方程式______________________．

（2）将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途(   )

（3）设电子质量为m，电荷量为q，光速为c，普朗克常数为h，则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=__________________．

（4）PET中所选的放射性同位素的半衰期应__________．（填“长”或“短”或“长短均可”）

三、综合题（共4题）

20．考虑以下两对核：和，和，它们在哪一方面是相似的？在哪一方面不同？

21．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？

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？

23．写出原子核中的中子数分别为0、1、2的三种氢的同位素符号。比较铀的三种同位素、、的异同。

参考答案：

1．C

2．D

3．C

4．D

5．D

6．C

7．C

8．B

9．D

10．D

11．D

12．B

13．C

14．D

15．B

16．     贯穿     电离

17．     B     β     示踪原子

18．CD

19．          B          短

20．

和的质子数相同，中子数不同，是同位素；和质量数相同，但质子数和中子数均不同，是不同原子核。

21．正电子；56天

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。

23．

中子数为0的氢的同位素为，中子数为1的氢的同位素为，中子数为2的氢的同位素为。

铀的三种同位素的质子数均为92，的中子数为142，的中子数为143，的中子数为146。