2020高中物理4.3 放射性同位素 同步练习（粤教版选修3-5）

2020高中物理4.3 放射性同位素 同步练习（粤教版选修3-5）

‎4.3 放射性同位素 同步练习（粤教版选修3-5） ‎ ‎1．(双选)关于同位素的下列说法中，正确的是( )‎ A．一种元素的几种同位素在元素周期表中的位置相同 B．一种元素的几种同位素的化学性质、物理性质都相同 C．同位素都具有放射性 D．互称同位素的原子含有相同的质子数 解析：选AD.同位素的质子数相同，在元素周期表中的位置相同，具有相同的化学性质，但物理性质不一定相同，所以选项A、D正确，B错误．同位素不一定具有放射性，所以选项C错误．‎ ‎2．(单选)下列应用中放射性同位素不是作为示踪原子的是( )‎ 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，根据探测器的测量，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．给怀疑患有甲状腺病的病人注射碘131，诊断甲状腺的疾病 解析：选C.利用射线探伤法检查金属中的砂眼和裂纹是利用γ射线穿透能力强的特点，因此选项C不属于示踪原子的应用．‎ ‎3．(单选)放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.‎ 元素 射线 半衰期 钋210‎ α ‎138天 氡222‎ β ‎3.8天 锶90‎ β ‎28年 铀238‎ α、β、γ ‎4.5×109年 某塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让厚的聚乙烯膜通过轧辊把聚乙烯膜轧薄，利用适当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( )‎ A．钋210 B．氡222‎ C．锶90 D．铀238‎ 解析：选C.要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．‎ ‎4．(双选)元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程，XPQ，YRS.则下列说法正确的是( )‎ A．Q与S是同位素 B．X与R原子序数相同 C．R比S的中子数多2‎ D．R的质子数少于上述任何元素 解析：选AC.上述变化过程为：X P QY A＋1R S，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子，故A、C正确，B、D错误．‎ ‎5．完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程．‎ ‎(1)N＋n→C＋________‎ ‎(2)N＋He→O＋________‎ ‎(3)B＋n→________＋He ‎(4)Be＋He→________＋n ‎(5)Fe＋H→Co＋________‎ 答案：(1)H (2)H，发现质子的核反应方程 (3)Li (4)C，发现中子的核反应方程 ‎ ‎(5)n 一、单项选择题 ‎1．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )‎ A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而起电，并以此达到消除有害静电的目的 B．利用γ射线的贯穿本领可以为金属探伤，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，其结果一定会成为更优秀的品种 D．用γ射线治疗肿瘤时一定要严格控制剂量，以免对人体正常的组织造成太大的伤害 解析：选D.利用放射性消除有害静电是利用放射线的电离作用，使空气分子电离为导体，将静电泄出，故A错误；γ射线对人体细胞伤害太大，不适合用来进行人体透视，B错误；作物种子发生的DNA突变不一定都是有益的，还要经过筛选才能培育出优良的品种，C错误；用γ射线治疗肿瘤对人体肯定有副作用，因此要科学地严格控制剂量，D正确．故正确答案为D.‎ ‎2．香港一代巨星梅艳芳因患子宫癌而于2020年新年前夕永别世人追随“哥哥”去了．这可使成千上万的歌迷与“梅迷”们伤透了心！其实梅艳芳也曾积极治疗过，多次到医院接受化疗．医院用放射性同位素Ho放出的γ射线来治癌．请问其原理是利用了γ射线的( )‎ A．电离作用，使肿瘤细胞转化 B．贯穿本领，导致基因突变 C．高能量，杀死肿瘤细胞 D．热作用，减轻病人痛苦 解析：选C.利用γ射线来治癌主要利用了γ射线的穿透能力和高能量，目的是杀死癌细胞，所以只有选项C正确．‎ ‎3．放射性同位素被用作示踪原子的下列说法中不正确的是( )‎ A．放射性同位素不改变其化学性质 B．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：选D.放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，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的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D错误．‎ ‎4．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝(Tc)的注射液注入被检测者的动脉，经过40 min后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影．心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出．心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出，医生根据显像情况就可以判定被检测者心脏血管有无病变并判定病变位置．你认为检测用放射性元素锝的半衰期应该接近下列数据中的( )‎ A．10 min B．10 h C．10 s D．10 y(年)‎ 解析：选B.所选放射性元素半衰期即不能太长，也不能太短；半衰期过长，对人体造成长期辐射；半衰期过短，在检查过程中，强度变化明显，影响检查．‎ ‎5．2020年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过 Ca(钙48)轰击Cf(锎249)发生核反应，成功合成第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素．实验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中粒子x是( )‎ A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子 解析：选A.由于最终经3次α衰变变成原子核X，由此可知原来的核应为X，而该核是由某原子核放出了3个粒子x形成的．而Ca和 Cf的总质子数为118，质量数为297，由此可知Ca＋Cf→X，X→X＋3n，故A正确．‎ ‎6．(2020年启东模拟)用高能Kr(氪)离子轰击Pb(铅)，释放出一个中子后，生成了一个新核．关于新核的推断正确的是( )‎ A．其质子数为122 B．其质量数为294‎ C．其原子序数为118 D．其中子数为90‎ 解析：选C.本题考查核反应方程及原子核的组成．核反应方程为Pb＋Kr―→n＋X，新核质量数为293，质子数为118，中子数为293－118＝175.故正确选项为C.‎ 二、双项选择题 ‎7．氕、氘、氚是同位素，则它们( )‎ A．具有相同的质子数 B．具有相同的中子数 C．具有相同的核子数 D．具有相同的化学性质 解析：选AD.氕、氘、氚的核子数分别是1、2、3，所以C错误，质子数和电子数均为1，选项A正确，中子数等于核子数减去质子数，故中子数分别为0、1、2，选项B错误，同位素在元素周期表中位置相同，具有相同的化学性质，选项D正确．‎ ‎8．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．含有P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响 解析：选BD.同位素应具有相同的质子数，故A错；同位素具有相同的化学性质与半衰期，B对、C错；放射性同位素可作为示踪原子，故D对．‎ ‎9．放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )‎ A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤 B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地 C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制 D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期 解析：选AD.γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误．‎ ‎10．三个原子核X、Y、Z，X核放出一个正电子后变为Y核，Y核与质子发生核反应后生成Z核并放出一个氦核(He)．则下面说法正确的是( )‎ A．X核比Z核多一个质子 B．X核比Z核少一个中子 C．X核的质量数比Z核质量数大3‎ D．X核与Z核的总电荷是Y核电荷的2倍 解析：选CD.设原子核X的符号为X，则原子核Y为Y，X―→e＋Y，H＋Y―→He＋Z，故原子核Z为Z.‎ 三、非选择题 ‎11．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．‎ ‎(1)U→Th＋________；‎ ‎(2)Be＋He→C＋________；‎ ‎(3)Th→Pa＋________；‎ ‎(4)P→Si＋________；‎ ‎(5)U＋________→Sr＋Xe＋10n；‎ ‎(6)N＋He→O＋________.‎ 解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒，质量数守恒规律．对参与反应的所有基本粒子来用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(He)，同理确定其他粒子分别为：中子(n)，电子(e)，正电子(e)，中子(n)质子(H)．‎ 答案：(1)He (2)n (3)e (4)e (5)n (6)H ‎12．正电子发射计算机断层扫描(PET)是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段．‎ PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂．氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的．反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程．‎ 解析：由题意可知：氧16(O)在质子(H)的轰击下产生了氮13()和另外一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另一种粒子是He，所以核反应方程为：‎ O＋H→N＋He.‎ 答案：O＋H→N＋He