粤教版 (2019)选择性必修 第三册第四节 放射性同位素练习题

5.4放射性同位素同步练习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．关于放射性同位素的应用，下列说法正确的有（　　）

A．放射性改变了布料的性质使其不再因摩擦而生电，从而达到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．用放射性照射作物种子使其DNA发生变异，其结果一定是更优秀的品种

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

2．下列说法正确的是（　　）

A．放射性元素无论是以单质还是化合物的形式存在，其半衰期不变，说明元素的放射性与核外电子无关

B．某种天然放射性元素及其人工放射性同位素可以有相同的半衰期

C．组成原子核的核子之间存在的核力是短程力，且与电荷有关

D．居里夫妇发现经α粒子轰击的铝片中含有放射性磷，核反应方程为：

3．下列有关近代物理内容的叙述正确的是（   ）

A．α粒子散射实验证明原子内是十分“空旷”的

B．利用γ射线的电离作用，可检查金属内部有无砂眼或裂纹

C．受普朗克量子理论的启发，玻尔于1905年为了解释光电效应现象提出了光子说

D．卢瑟福提出了原子的能级结构模型理论，成功地解释了氢原子光谱

4．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

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．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：

（1）放出的放射线有较强的穿透能力，以辐射到体内肿瘤所在处；

（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度。

下表给出了四种放射性同位素的辐射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜做为放疗使用的放射源应是（　　）

A．钋210 B．锶90 C．锝99 D．钴60

7．有关放射性同位素的下列说法中正确的是（     ）

A．与互为同位素

B．与具有不同的化学性质

C．用制成化合物后它的半衰期变短

D．若磷肥中含有，则可用作为示踪原子，观察磷肥对植物的影响

8．下列①②③④四幅图涉及到不同的物理知识，其中说法正确的是（　　）

A．①图反映的辐射强度与波长关系，符合黑体辐射规律

B．②图为放射源放出的三种射线在磁场中运动的轨迹，射线甲为α射线

C．③图为α粒子散射实验示意图，汤姆孙根据此实验提出了原子的核式结构模型

D．④图是风力发电的国际通用标志

9．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

10．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

11．正电子发射计算机断层显像（）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程。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像。将放射性同位素注入人体，的主要用途是（　　）

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

12．下列关于放射线的说法中不正确的是   （        ）

A．放射线可以用来进行工业探伤

B．放射线可以使细胞发生变异

C．放射同位素可以用来做示踪原子

D．放射线对人体无害

13．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

14．Th具有放射性，经以下连续衰变过程，最后生成稳定的Pb：Th→Ra→Ac→Th→…→Pb，下列说法正确的是

A．Th和Th属于放射性同位素，其原子核中子数相同，质子数不同

B．Ra发生β衰变后变为Ac，说明Ra原子核内有β粒子

C．Ra的半衰期约为6.7年，将该元素掺杂到其他稳定元素中，半衰期将增大

D．整个衰变过程共发生6次α衰变和4次β衰变

15．如图所示，是一种放射性物质，虚线框内是匀强磁场，是厚纸板，是荧光屏，实验时发现在荧光屏的、两点处有亮斑，由此可知磁场的方向、到达点的射线种类、到达点的射线种类应属于下表中的（　　）

A．A选项 B．B选项 C．C选项 D．D选项

二、填空题（共4题）

16．应用放射线对金属探伤和测量厚度时，是利用了射线的______________；用于消除静电时，是利用了射线的___________；用于消毒和杀菌时，是利用了射线的________。

17．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”）

18．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，并由吴健雄用Co的衰变来验证，其核反应方程是Co→Ni＋e＋。其中是反中微子，它的电荷量为零，静止质量可认为是零。

(1)在上述衰变方程中，衰变产物Ni的质量数A是________，核电荷数Z是________。

(2)在衰变前Co核静止，根据云室照片可以看出，衰变产物Ni和e的运动径迹不在一条直线上，如果认为衰变产物只有Ni和e，那么衰变过程将违背________守恒定律。

(3) Co是典型的γ放射源，可用于作物诱变育种。我国应用该方法培育出了许多农作物新品种，如棉花高产品种“鲁棉1号”，年种植面积曾达到3 000多万亩，在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大。γ射线处理作物后主要引起________，从而产生可遗传的变异。

19．正电子发射计算机断层显像（PET）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像。根据PET原理，回答下列问题：

(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式。(       )

(2)将放射性同位素15O注入人体，15O的主要用途是(      )

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)PET中所选的放射性同位素的半衰期应______。（选填“长”“短”或“长短均可”）

三、综合题（共4题）

20．举例说明放射性同位素的应用。

21．1934年约里奥—居里夫妇用α粒子轰击静止的Al，发现了放射性磷P和另一种粒子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。

(1)写出这个过程的核反应方程式；

(2)若该种粒子以初速度v0与一个静止的12C核发生碰撞，但没有发生核反应，该粒子碰后的速度大小为v1，运动方向与原运动方向相反，求碰撞后12C核的速度。

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．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？

参考答案：

1．D

2．A

3．A

4．B

5．C

6．D

7．D

8．A

9．D

10．D

11．B

12．D

13．D

14．D

15．C

16．     贯穿能力     电离作用     杀菌能力

17．          B          短

18．     60     28     动量     基因突变

19．     O→N＋e，e＋e→2γ     B     短

20．

放射性同位素的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向发展的。例如，人体内的癌细胞比正常细胞对射线更敏感，因此用放射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”。棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收，但是，什么时候的吸收率最高，磷在作物体内能存留多长时间，磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究，如果用磷的同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度。再比如人体注射碘的同位素碘131，作为示踪原子。

21．(1)Al＋He→P＋n；(2)，方向与该粒子原运动方向相同

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．正电子；56天