2020-2021學(xué)年第四節(jié) 放射性同位素課時訓(xùn)練-試卷下載-教習(xí)網(wǎng)

課時跟蹤檢測（十七）放射性同位素A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．如圖所示為查德威克研究原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)的實驗示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放出α射線轟擊鈹時會產(chǎn)生粒子流a，用粒子流a轟擊石蠟后會打出粒子流b，下列說法正確的是(　　)A．a為質(zhì)子，b為中子 B．a為γ射線，b為中子C．a為中子，b為γ射線 D．a為中子，b為質(zhì)子解析：選D　不可見的粒子轟擊石蠟時打出的應(yīng)是質(zhì)子，因為質(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不可見粒子應(yīng)該是中子，故D正確。2．在天然放射性物質(zhì)附近放置一帶電體，帶電體所帶的電荷很快消失的根本原因是(　　)A．γ射線的貫穿作用 B．α射線的電離作用C．β射線的貫穿作用 D．β射線的中和作用解析：選B　因α射線的電離作用使空氣電離成正負離子，空氣就變成了導(dǎo)體，從而導(dǎo)走帶電體所帶的電荷，選項B正確。3．(多選)近幾年，我國北京、上海、廣州等地引進了多臺γ刀，治療患者數(shù)以萬計，效果極好，成為目前治療腦腫瘤的最佳儀器。令人感嘆的是，用γ刀治療時不用麻醉，病人清醒，時間短，半個小時內(nèi)完成手術(shù)，無需住院，因而γ刀被譽為“神刀”。據(jù)報道，我國自主研發(fā)的旋式γ刀性能更好。γ刀治療腦腫瘤主要是利用(　　)A．γ射線具有很強的穿透本領(lǐng)B．γ射線具有很強的電離作用C．γ射線具有很高的能量D．γ射線能很容易地繞過阻礙物到達目的地解析：選AC　γ射線是能量很高的電磁波，電離作用很弱，波長很短，不易發(fā)生衍射，不會很容易地繞過阻礙物，但穿透物質(zhì)的本領(lǐng)極強，能穿透幾厘米厚的鉛板和幾十厘米厚的混凝土，A、C正確，B、D錯誤。4．有些元素的原子核可以從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個電子形成一個新原子(如從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”)，當(dāng)發(fā)生這一過程時(　　)A．新原子是原來原子的同位素B．新原子核比原來的原子核少一個質(zhì)子C．新原子核將帶負電荷D．新原子核比原來的原子核少一個中子解析：選B　原子核“俘獲”一個電子后，帶負電荷的電子與原子核內(nèi)帶正電荷的質(zhì)子中和，原子核的質(zhì)子數(shù)減少1，中子數(shù)增加1，形成一個新原子，新原子與原來的原子相比，質(zhì)子數(shù)不同，中子數(shù)也不同，不是同位素，所以B正確。5．放射性同位素電池已成功應(yīng)用于軍事衛(wèi)星、空間探測器、水下監(jiān)聽器、航標(biāo)燈、心臟起搏器、微型電動機械等方面。在諸多設(shè)計方案中，有一種是衰變產(chǎn)生的射線作用于熒光物質(zhì)激發(fā)熒光，然后使光電管受到熒光的照射而發(fā)生光電效應(yīng)，實現(xiàn)電能輸出?，F(xiàn)考慮用氚(H)作為放射性物質(zhì)，其衰變?yōu)?/span>β衰變，半衰期為12.43年，則下列說法正確的是(　　)A．β衰變所釋放的電子來自核外電子B．氚的衰變方程是H―→e＋HeC．提高溫度，增大壓強可以改變氚的半衰期D．該衰變電池的功率可保持10年不變解析：選B　β衰變的實質(zhì)是原子核的一個中子變?yōu)橘|(zhì)子的同時釋放一個電子，故A錯誤；氚的衰變方程是H→e＋He，故B正確；半衰期與原子核所處物理、化學(xué)環(huán)境無關(guān)，由原子核本身決定，故C錯誤；隨著放射性元素的質(zhì)量不斷減小，放射性元素放出的電子的數(shù)量不斷減小，該衰變電池的功率不斷減小，故D錯誤。6．(多選)某實驗室工作人員，用初速度為v0＝0.09c(c為真空中的光速)的α粒子轟擊靜止在勻強磁場中的鈉原子核Na，產(chǎn)生了質(zhì)子。若某次碰撞可看作對心正碰，碰后新核的運動方向與α粒子的初速度方向相同，質(zhì)子的運動方向與新核運動方向相反，它們在垂直于磁場的平面內(nèi)分別做勻速圓周運動。通過分析軌跡半徑，可得出新核與質(zhì)子的速度大小之比為1∶10，已知質(zhì)子質(zhì)量為m。則(　　)A．該核反應(yīng)方程是He＋Na―→Mg＋HB．該核反應(yīng)方程是He＋Na―→Mg＋0nC．質(zhì)子的速度約為0.225cD．質(zhì)子的速度為0.09c解析：選AC　新原子核的質(zhì)量數(shù)：m＝23＋4－1＝26，核電荷數(shù)：z＝11＋2－1＝12，核反應(yīng)方程：He＋Na―→Mg＋H，故A正確，B錯誤；質(zhì)子質(zhì)量為m，α粒子、新核的質(zhì)量分別為4m、26m，設(shè)質(zhì)子的速度為v，對心正碰，選取α粒子運動的方向為正方向，則由動量守恒得：4mv0＝26m－mv，解出v＝0.225c，故C正確，D錯誤。7．(2021·廣州高二檢測)有些元素的原子核有可能從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個電子形成一個新原子核，從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”。例如一個鈹原子核(Be)發(fā)生了“K俘獲”，生成一個新的原子核X，并放出一個不帶電的、質(zhì)量接近于零的中微子(νe)，核反應(yīng)方程為Be＋e―→Χ＋νe，關(guān)于鈹原子核(Be)的“K俘獲”的過程，下列說法正確的是(　　)A．新原子核Χ可能會帶負電B．新原子核Χ是鈹原子核的同位素C．新原子核Χ比原來的鈹原子核少一個中子D．新原子核Χ比原來的鈹原子核少一個質(zhì)子解析：選D　所有的原子核均帶正電，故A錯誤；原子核俘獲一個電子后，一個質(zhì)子變成中子，質(zhì)子數(shù)減少一個，中子數(shù)多一個，新原子核的質(zhì)子數(shù)發(fā)生變化，新原子核與鈹原子核不是同位素，故B、C錯誤，D正確。8．(多選)原子核的衰變過程遵守一系列的守恒定律，在勻強磁場中有一個原來速度幾乎為0的放射性原子核W衰變?yōu)閮蓚€粒子P和S，衰變后粒子P和S的運動速度和磁場垂直，粒子P和S分別做勻速圓周運動。已知粒子P和S做圓周運動的半徑和周期之比分別為RP∶RS＝45∶1，TP∶TS＝90∶117，則(　　)A．放射性原子核W的質(zhì)量數(shù)為238B．P和S兩核的質(zhì)量數(shù)之比為117∶2C．P和S兩核的電荷數(shù)之比為45∶1D．P和S兩核的動能之比為117∶2解析：選AD　根據(jù)動量守恒定律可知，衰變瞬間P和S兩核的動量大小相等，方向相反，由帶電粒子在磁場中運動的半徑表達式R＝，可知＝＝，C錯誤；帶電粒子在磁場中運動的周期的表達式為T＝，故＝＝×＝，由于電子的質(zhì)量與質(zhì)子、中子相比是很小的，所以該衰變不可能是β衰變，該衰變應(yīng)為α衰變，α粒子的質(zhì)量數(shù)為4，則衰變后的新核具有234個核子，原子核W的質(zhì)量數(shù)為238，A正確，B錯誤；衰變瞬間P和S兩核的動量大小相等，它們的動能Ek＝，可知P與S的動能大小與它們的質(zhì)量成反比，所以P和S兩核的動能之比為117∶2，D正確。9．1934年，約里奧—居里夫婦在用α粒子轟擊鋁箔時，除了測到預(yù)料中的中子外，還探測到了正電子。正電子的質(zhì)量跟電子的質(zhì)量相同，帶一個單位的正電荷，跟電子的電性正好相反，是電子的反粒子，更意外的是，拿走α放射源以后，鋁箔雖不再發(fā)射中子，但仍然繼續(xù)發(fā)射正電子，而且這種放射性也有一定的半衰期。原來，鋁箔被α粒子擊中后發(fā)生了如下反應(yīng)：Al＋He―→P＋n。這里的P就是一種人工放射性同位素，正電子就是它衰變過程中放射出來的。(1)寫出放射性同位素P放出正電子的核反應(yīng)方程；(2)放射性同位素P放出正電子的衰變稱為正β衰變，我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子，那么正β衰變中的正電子從何而來？解析：(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒，P放出正電子的核反應(yīng)方程為P―→Si＋e。(2)原子核內(nèi)只有質(zhì)子和中子，沒有電子，也沒有正電子，正β衰變是原子核的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變成一個中子，同時放出一個正電子，反應(yīng)過程為H―→e＋n。答案：(1)P―→Si＋e　(2)見解析 B組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10.(2021·浙江溫州檢測)科研人員正在研制一種新型鎳銅長效電池，它是采用半衰期長達100年的放射性同位素鎳63 (Ni)和銅兩種金屬作為長效電池的材料，利用鎳63發(fā)生β衰變時釋放電子被銅片俘獲，把鎳63和銅片作電池的兩極為外電阻R提供電能。下列說法正確的是(　　)A．電阻R上的電流方向是從b到a B．鎳63的衰變方程是Cu＋e―→NiC．升高溫度、增大壓強可以改變鎳63的半衰期D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子時所產(chǎn)生的解析：選D　根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒可知，鎳63發(fā)生β衰變時的方程是Ni―→　0－1e＋Cu，銅片得到電子帶負電，鎳63帶正電，知外接負載時鎳63的電勢比銅片的高，電阻R上的電流方向是從a到 b，故A、B錯誤；半衰期由原子核自身因素決定，與外界因素?zé)o關(guān)，故C錯誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子同時釋放的電子，故D正確。11.靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核軌道半徑之比為44∶1，如圖所示，則下列說法錯誤的是(　　)A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反B．原來放射性元素的原子核電荷數(shù)為90C．反沖核的電荷數(shù)為88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88解析：選D　微粒之間相互作用的過程中遵循動量守恒，由于初始總動量為0，則末動量也為0，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反，故A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由Bqv＝m得R＝，若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對α粒子：R1＝，對反沖核：R2＝，由于p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，故反沖核的電荷數(shù)為88，故B、C正確；由Ek＝知它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故選項D錯誤。12．一小瓶內(nèi)含有放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6 000次。將它注射到一個病人的血液中，經(jīng)過15小時，從病人身上取10 cm3的血樣，測得每分鐘衰變2次，已知這種同位素的半衰期為5小時。試根據(jù)上述數(shù)據(jù)，計算人體血液的總體積。解析：設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,15小時后剩余質(zhì)量為m，則m＝m0＝m0設(shè)取出的V′＝10 cm3的血液中放射性同位素的質(zhì)量為m′，人體內(nèi)血液的總量為V，如果認為血液中放射性的溶液是均勻分布的，則＝因單位時間內(nèi)衰變的數(shù)量與放射性物質(zhì)的含量成正比。則＝聯(lián)立以上各式解得V＝3.75×103 cm3。答案：3.75×103 cm3

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