高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 放射性元素的衰变第2课时当堂检测题

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2　放射性元素的衰变第2课时　核反应 放射性同位素及其应用一、单选题1．医学界通过14C标记的C60发现一种C60的羧酸衍生物，在特定条件下可以通过断裂DNA抑制艾滋病病毒的繁殖，则14C的用途是（　　）A．示踪原子 B．电离作用 C．催化作用 D．贯穿作用2．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3．如图所示，为未知的放射源，为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上后，计数器的计数率大幅度减小，在和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则可能是（　　）A．射线和射线的混合放射源 B．纯射线放射源C．纯射线放射源 D．射线和射线的混合放射源4．下列有关放射性同位素的说法，正确的是（　　）A．与互为同位素B．与有相同的化学性质C．用制成化合物后它的半衰期变长D．含有的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响5．在放射性同位素的应用中，下列做法正确的是（　　）A．应该用α射线探测物体的厚度B．应该用粒子放射源制成“烟雾报警器”C．放射育种利用射线照射种子使遗传基因发生变异D．医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较长的放射性同位素6．下列说法中正确的有________A．阴极射线是一种电磁辐射B．所有原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的谱线一定不同C．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的D．古木的年代可以根据体内碳14放射性强度减小的情况进行推算7．下列说法不正确的是A．玻尔大胆提出假设，认为实物粒子也具有波动性B．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性C．氢原子从能级4跃迁到能级3辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长D．在光电效应实验中，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，则这种金属的逸出功W0越小8．2020年新标准高度重视对进口物品放射性污染控制，放射性元素钋发生衰变时，会产生He和一种未知粒子X，并放出γ射线，其核反应方程为，则（　　）A．为防止放射线泄漏，可将放射性元素钋冰冻处理B．是核裂变反应C．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电D．原子核X的核子数为2069．2018年3月1日起正式实施国家环境保护新标准，新标准高度重视对进口废物放射性污染控制，放射性元素钋发生衰变时，会产生He和一种未知粒子X，并放出γ射线，其核反应方程为，则（　　）A．原子核X 的中子数为206B．是核裂变方程C．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电D．为防止放射线泄漏，可将放射性元素钋密封于铅盒中10．下列粒子流中贯穿本领最强的是（）A．α射线   B．阴极射线  C．质子流 D．中子流二、多选题11．关于放射性同位素的应用，下列说法中正确的是( )A．做示踪原子是利用放射性同位素的贯穿能力很强的性质B．做示踪原子是利用放射性同位素放出射线可被仪器探测的特点C．射线探伤利用了射线贯穿能力很强的性质D．射线探伤利用了射线电离能力很强的性质12．有关放射性同位素的下列说法，正确的是（　　）A．与互为同位素B．与其同位素有相同的化学性质C．用制成化合物后它的半衰期变长D．含有的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响13．对放射性的应用，下列说法中正确的是（  ）A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞不会有伤害作用B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的三、填空题14．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________。15．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（___）A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸（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”）        参考答案1．A【详解】14C具有放射性，可以用它标记的C60，通过其放射性发现一种了C60的羧酸衍生物，14C的用途是示踪原子，故A正确，BCD错误。
故选A。2．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。3．D【详解】在放射源和计数器之间加薄铝片后，发现计数器的计数率大幅度减小，说明射线中含有穿透能力弱的粒子，在和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明剩下的粒子不带电，即为射线，因此放射源可能是和的混合放射源，故错误，正确。故选。4．D【详解】AB．同位素应具有相同的质子数，和不是同位素，不具有相同的化学性质故A、B错误；C．元素的半衰期与其所处的状态无关，故C错误；D．放射性同位素可作为示踪原子，故D正确。故选D。5．C【详解】A．γ光子的贯穿能力最强，应该用γ射线探测物体的厚度，故A错误；
B．因为α粒子的电离本领强，所以应该用α粒子放射源制成“烟雾报警器”，故B错误；
C．γ光子的贯穿能力最强，从而使DNA发生变异，所以放射育种利用γ射线照射种子使遗传基因发生变异，故C正确；
D．人体长时间接触放射线会影响健康，所以医院在利用放射线诊断疾病时用半衰期较短的放射性同位素，故D错误。
故选C。6．B【详解】A．阴极射线是高速电子流，故A错误；B．原子光谱，是由原子中的电子在能量变化时所发射或吸收的一系列波长的光所组成的光谱，原子光谱都不是连续的，每一种原子的光谱都不同，称为特征光谱，故B正确；C．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的，故C错误；D．原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与外界环境无关，不随时间改变，故D错误。故选B。7．A【解析】德布罗意提出实物粒子也具有波动性，故A错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故B正确；根据玻尔理论，氢原子从能级4跃迁到能级3辐射出的光子的波长大于从能级2跃迁到能级1辐射出的光子的波长，选项C正确；在光电效应实验中，根据可知，用同种频率的光照射不同的金属表面，从金属表面逸出的光电子的最大初动能Ek越大，这种金属的逸出功W0越小，选项D正确．8．D【详解】A．为了防止放射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染，故A错误；B．该核反应放出粒子，是衰变，故B错误；C．射线的穿透作用很强，射线的电离作用很强，故C错误；D．根据质量数守恒有所以原子核X的核子数为206，故D正确；故选D。9．D【解析】【详解】A．根据核反应方程遵循质量数守恒有y=210-4=206则X中的中子数为206-82=124，故A错误； B．该核反应放出α粒子且反应物只有一个，是α衰变，故B错误； C．γ射线的穿透作用很强，α射线的电离作用很强，故C错误； D．为了防止放射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中以避免射线对人体的伤害和放射性物质对环境造成放射性污染，故D正确。故选D。10．D【解析】【详解】α射线射线的穿透能力最弱，一张纸即可把它挡住，但是其电离能力最强，阴极射线是电子流，能穿透0.5mm的铝板；质子流比电子流的穿透能力要强一些，中子不带电，相同的情况下中子的穿透能力最强．A．α射线，与结论不相符，选项A错误；  B．阴极射线 ，与结论不相符，选项B错误；C．质子流，与结论不相符，选项C错误；D．中子流，与结论相符，选项D正确；故选D．11．BC【详解】作为示踪原子是利用了放射性同位素的射线可以被仪器探测到的特点； γ射线探伤是利用了γ射线贯穿能力很强的性质，故BC正确。12．BD【详解】A．同位素有相同的质子数，所以选项A错误；B．同位素有相同的化学性质，所以选项B正确；C．半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以制成化合物后它的半衰期不变，选项C错误；D．含有的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，所以选项D正确。故选BD。13．BCD【详解】A．放射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，对人体的正常细胞会有伤害作用，故A错误；B．对放射性的废料，要装入特制的容器并埋入深地层进行处理，故B正确；C．γ射线探伤仪中的放射源必须存放在特制的容器里，而不能随意放置，故C正确；D．对可能产生放射性污染的场所或物品进行检测是很有必要的，故D正确。故选BCD。14．B    β    示踪原子    【详解】(1)[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)[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)[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。15．    B        短    【详解】（1）15O在人体内衰变放出正电子，故衰变为β衰变，β衰变是原子核内的中子转化为质子，并产生一个电子的过程，即发生β衰变时衰变前后质量数不变，电荷数增加．写出衰变方程即可．（2）找出15O的作用，进行判断即可．（3）湮灭放出能量，由hf=mc2得求解出频率f，由波长公式计算即可．（4）在受检体内存留时间要短，这样才安全．解：（1）15O在人体内衰变放出正电子，故衰变为β衰变，所以衰变方程为：815O→715N+10e（2）将放射性同位素15O注入人体，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，所以它的作用是为了被探测到的，即它的用途是作为示踪原子，故选B（3）湮灭放出的能量为：mc2由：hf=mc2得：频率：f=，又：λ=cT=c=（4）在受检体内存留时间要短，这样才安全．故填：短故答案为（1）815O→715N+10e（2）B；（3）；（4）短