2024春新教材高中物理第5章原子与原子核第4节放射性同位素课后提升训练粤教版选择性必修第三册

第五章第四节A组·基础达标1．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，消退静电B．利用α射线照耀植物的种子，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，可以作为示踪原子【答案】D【解析】利用放射线消退有害静电是利用α射线的电离性，使空气分子电离成导体，将静电放出，A错误；利用γ射线照耀植物的种子，使产量显著增加，B错误；利用γ射线来治疗肺癌、食道癌等疾病，C错误；依据放射性同位素的应用可知，用放射性同位素参加化学反应可以起到示踪的作用，D正确．2．(多选)联合国环境公署对科索沃地区的调查表明，北约对南联盟进行的轰炸中运用的贫铀炸弹的残留物长期危害环境，对当地居民的健康也产生了严峻的影响，下列有关说法正确的是()A．贫铀炸弹的残留物存在放射性，且半衰期很长，对环境产生长期危害B．贫铀炸弹的残留物不会对人体产生危害，但对环境产生了长期危害C．过量的射线对人体组织具有破坏性D．受到射线损害后，人能马上感觉到射线对人体的破坏【答案】AC【解析】贫铀炸弹的残留物对人体和环境都会产生长期危害，A正确，B错误．过量射线对人体造成的损害有时不会立刻感觉到，C正确，D错误．3．(多选)有一种新型镍铜长效电池，它是采纳半衰期长达100年的放射性同位素镍63(eq\o\al(63,28)Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，为外接负载供应电能．下面有关该电池的说法正确的是()A．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)eB．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,27)Cu＋eq\o\al(0,1)eC．外接负载时镍63的电势比铜片高D．该电池内电流方向是从镍片到铜片【答案】AC【解析】镍63的衰变方程为eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(63,29)Cu，A正确，B错误．电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，C正确，D错误．4．某原子核有N个核子，其中中子n个，当该核俘获一个中子后，相继放出一个α粒子和β粒子，变成一个新核，该新核()A．核子数是(N－4)个 B．质量数是(N＋1)C．有质子(N－n－2)个 D．有中子(n－2)个【答案】D【解析】α衰变生成氦原子核，质子数削减2个，质量数削减4个，所以中子数削减2个；β衰变生成负电子，质子数增加1个，是因为一个中子转化成质子而释放出的电子，中子数削减1个，该核俘获1个中子后，放出1个α粒子，中子数削减2个，放出1个β粒子，中子数削减1个，所以这个新核有(n－2)个中子，原子核内有N个核子，该核俘获1个中子后，放出1个α粒子，质量数削减4个，放出1个β粒子，质量数不变，所以这个新核核子数是(N－3)，A、B、C错误，D正确．5．(多选)有关放射性同位素eq\o\al(30,15)P的下列说法，正确的是()A．eq\o\al(30,15)P与eq\o\al(30,14)X互为同位素B．eq\o\al(30,15)P与其同位素有相同的化学性质C．用eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期变长D．含有eq\o\al(30,15)P的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，视察磷肥对植物的影响【答案】BD【解析】同位素有相同的质子数，所以A错误；同位素有相同的化学性质，所以B正确；半衰期与元素属于化合物或单质没有关系，所以eq\o\al(30,15)P制成化合物后它的半衰期不变，C错误；含有eq\o\al(30,15)P的磷肥由于衰变，可记录磷的踪迹，D正确．6．如图，轧钢厂的热轧机上可以安装射线测厚仪，仪器探测到的射线强度与钢板的厚度有关．已知某车间采纳放射性同位素铱－192作为放射源，其化学符号是Ir，原子序数77，通过β衰变放出γ射线，半衰期为74天，适合透照钢板厚度10～100mm，下列说法正确的是()A．衰变产生的新核用X表示，则铱－192的衰变方程为eq\o\al(192,77)Ir→eq\o\al(192,78)X＋eq\o\al(0,－1)e＋γB．若已知钢板厚度标准为30mm，探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度大于30mm，应当增大热轧机两轮之间的厚度间隙C．若有2g铱－192，经过148天有1.0g没有衰变D．放射性同位素发生衰变时，遵循能量守恒和质量守恒规律【答案】A【解析】β衰变的实质是核里的一个中子放出一个电子变为一个质子，反应过程中遵循质量数守恒和核电荷数守恒，故质量数不变核电荷数加一，A正确；探测器得到的射线变弱时，说明钢板厚度增大，应当减小热轧机两轮之间的厚度间隙，B错误；若有2g铱－192，经过74天后还有1g没有衰变，再过74天(即总共经验148天)还有0.5g没有衰变，C错误；放射性同位素发生衰变时，因遵循能量守恒，放出了能量出现了质量亏损，质量不守恒，D错误．7．放射性同位素衰变的快慢有肯定的规律．氡222衰变为钋218的规律如图所示．纵坐标表示的是随意时刻氡222的质量m与t＝0时的质量m0的比值．下列说法正确的是()A．氡222的半衰期是7.6天B．氡222的半衰期是3.8天C．若上升温度，氡222的半衰期将变长D．若上升温度，氡222的半衰期将变短【答案】B【解析】半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间，是一个统计学规律，对大量的原子核衰变进行统计才有意义．依据图像可得氡222经过3.8天就剩下一半没有衰变，所以A错误，B正确．原子核衰变是原子核内部的反应，温度的高度只能影响分子结构不能影响原子核内部，所以温度对原子核没有影响，无论温度如何，半衰期不变，C、D错误．8．(多选)日本福岛核废水排放引发了全球关注．核废料对海洋环境有严峻的污染作用，其缘由是()A．铀、钚等核废料有放射性 B．铀、钚等核废料的半衰期很长C．铀、钚等重金属有毒性 D．铀、钚等核废料会造成爆炸【答案】ABC【解析】铀、钚等核废料有放射性，射线有危害，A正确；铀、钚等核废料的半衰期很长，短期内很难消逝，B正确；铀、钚等是重金属，重金属都有毒性，C正确；铀、钚等核废料不会造成爆炸，D错误．9．某校学生在进行社会综合实践活动时，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表)，并总结出它们的几种用途．放射性同位素放射线半衰期钋210α138天锶90β28年钴60γ5年镅241β433天锝99γ6小时氡222α3.8天依据上表请你分析推断下面结论正确的是()A．塑料公司生产聚乙烯薄膜，方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄，利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否匀称B．钴60的半衰期为5年，若取4个钴60原子核，经10年后就肯定剩下一个原子核C．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中，放射性元素的半衰期发生改变D．用锝99可以作示踪原子，用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质，当这些物质的一部分到达到检查的器官时，可依据放射性同位素的射线状况分析器官正常与否【答案】D【解析】因为α射线不能穿透薄膜，无法测量薄膜的厚度，所以A不正确；钴60的半衰期为5年是指大量钴60原子核因衰变而削减到它原来数目的一半所须要的时间，因此B、C错误；检查时，要在人体外探测到体内辐射出来的射线，而又不能让放射性物质长期留在体内，所以应选取锝99作为放射源，D正确．B组·实力提升10．(多选)国家环境爱护机构高度重视对进口废物放射性污染的限制，放射性元素钚(eq\o\al(210,84)Po)发生衰变时，会产生eq\o\al(4,2)He和－种未知粒子，并放出γ射线，其核反应方程为eq\o\al(210,84)Po→X＋eq\o\al(4,2)He＋γ，下列说法正确的是()A．X中含有124个中子，82个质子B．上述核反应为β衰变，eq\o\al(4,2)He的穿透实力比γ射线强C．半衰期表示放射性元素衰变快慢，它和外界的温度、压强有关D．由于衰变时释放巨大能量，依据ΔE＝mc2，衰变过程总质量减小【答案】AD【解析】依据质量数电荷数守恒知，X中的质量数为206，电荷数为82，则中子数为206－82＝124，质子数为82，A正确；该核反应放出α粒子，是α衰变，eq\o\al(4,2)He的穿透实力比γ射线弱，B错误；半衰期的大小反映衰变的快慢，与所处的物理环境和化学状态无关，故C错误；由于衰变时释放巨大能量，依据ΔE＝mc2，衰变过程总质量减小，故D正确．11．静止的锂核(eq\o\al(6,3)Li)俘获一个速度为7.7×106m/s的中子，发生核反应后若只产生两个新粒子，其中一个粒子为氦核(eq\o\al(4,2)He)，它的速度大小是8.0×106m/s，方向与反应前的中子速度方向相同．(1)写出此核反应的方程式；(2)求反应后产生的另一个粒子的速度大小及方向．解：(1)eq\o\al(6,3)Li＋eq\o\al(1,0)n→