课下巩固训练(21) 核反应 放射性同位素及其应用-【正禾一本通】2024-2025学年高中物理选择性必修3同步课堂高效讲义配套练习（人教版2019）

[课下巩固训练(二十一)]　核反应　放射性同位素及其应用 ________________________________________________________________________ (选择题每题5分，非选择题每题10分，建议用时：40分钟)　　　　　　　　　　　　　 【基础应用题】 1．(多选)关于人工放射性同位素，下列说法正确的是(　　 ) A．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多 B．人工放射性同位素产生的放射强度容易控制 C．人工放射性同位素的γ射线能进行金属探伤 D．使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染 解析：选BCD。人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的短，故A错误；人工放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；人工放射性同位素产生的γ射线能进行金属探伤，故C正确；使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染，故D正确。 2．科学家用α粒子等轰击原子核，实现原子核的转变并研究原子核的结构，还可以发现和制造新元素。关于核反应方程＋X，下列说法正确的是(　　 ) A．X是电子 B．X是质子 C．X是中子 D．X粒子由卢瑟福发现 解析：选C。根据质量数与电荷数守恒可知，该核反应方程为+，可知X是中子，中子由查德威克发现，故C正确。 3．放射性元素钋发生衰变时，会产生和一种未知粒子X，并放出γ射线，其核反应方程为He＋γ，则(　　 ) A．原子核X的中子数为206 B．利用射线能杀伤癌细胞或阻止癌细胞分裂，所以人体可以经常照射 C．γ射线的电离作用很强，可用来消除有害静电 D．为防止射线泄漏，可将放射性元素钋密封于铅盒中 解析：选D。根据核反应方程遵循质量数守恒有y＝210－4＝206，则X的中子数为206－82＝124，故A错误；大剂量的射线照射会对人体和动物造成某些损害，放射性元素也能损伤遗传物质，引起基因突变和染色体畸变，故B错误；γ射线的穿透作用很强，α射线的电离作用很强，故C错误；为了防止射线的泄漏，可将放射性元素密封于铅盒中，以避免射线对人体造成伤害和放射性物质对环境造成放射性污染，故D正确。 4．(2024·江苏淮安期末)2024年4月，我国首次成功利用核电商用堆批量生产碳14，破解了国内碳14长期依赖进口的难题。用中子()撞击氮核()，生成碳()并放出一个粒子，该粒子是(　　 ) A．质子 B．电子 C．氘核 D．光子 解析：选A。根据质量数与电荷数守恒可知，该粒子的电荷数为1，质量数也为1，即该粒子是质子，故A正确。 5．下列核反应中放出的粒子为中子的是(　　) A.俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子 B.俘获一个α粒子，产生并放出一个粒子 C.俘获一个质子，产生并放出一个粒子 D.俘获一个质子，产生并放出一个粒子 解析：选B。根据质量数和电荷数守恒可知，四个核反应方程分别为 ++,++,+e+,++,故只有B选项符合题意。 6．(2023·全国甲卷)在下列两个核反应方程中、Li―→2X，X和Y代表两种不同的原子核，以Z和A分别表示X的电荷数和质量数，则(　　) A．Z＝1，A＝1 B．Z＝1，A＝2 C．Z＝2，A＝3 D．Z＝2，A＝4 解析：选D。设Y的电荷数和质量数分别为m和n，根据核反应方程中质量数和电荷数守恒，可知第一个核反应方程的核电荷数和质量数满足A＋14＝n＋17，Z＋7＝m＋8，第二个核反应方程的核电荷数和质量数满足n＋7＝2A，m＋3＝2Z，联立解得Z＝2，A＝4，故D正确。 【综合提升题】 7．PET(正电子发射型计算机断层显像)的基本原理是：将放射性同位素O注入人体，参与人体的代谢过程O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，下列说法不正确的是(　　 ) O衰变的方程为 B．将放射性同位素注入人体，其作用为示踪原子 C．一对正负电子湮灭后也可能只生成一个光子 D．PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期 解析：选C。衰变的方程为+,A正确，不符合题意；放射性同位素的作用为示踪原子，B正确，不符合题意；一对正负电子湮灭后生成两个光子，C错误，符合题意；放射性同位素需要参与人体的代谢过程并在代谢过程中显像，因此PET所选的放射性同位素的半衰期应小于人体的代谢周期，D正确，不符合题意。 8．(多选)某医院利用放射线治疗肿瘤，被利用的放射源必须具备以下两个条件：(1)放出的射线有较强的穿透能力，能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。现有四种放射性同位素的放射线及半衰期如表所示。关于在表中所列的四种同位素，下列说法正确的是(　　 ) 同位素 钴60 锶90 锝99 氡222 放射线 γ β γ α 半衰期 5年 28年 6小时 3.8天 A.最适宜作为放疗使用的放射源应是钴60 B．最适宜作为放疗使用的放射源应是锶90 C．放射线的电离能力最强的放射源是锝99 D．放射线的电离能力最强的放射源是氡222 解析：选AD。钴60放出的γ射线穿透能力强，半衰期长，A正确，B错误；α射线电离能力最强，γ射线的电离能力最弱，氡222放出的是α射线，C错误，D正确。 9．(多选)1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为++。X会衰变成原子核Y，衰变方程为e，则(　　 ) A．X的质量数与Y的质量数相等 B．X的电荷数比Y的电荷数少1 C．X的电荷数比的电荷数多2 D．X的质量数与的质量数相等 解析：选AC。设X和Y的质子数分别为n1和n2，质量数分别为m1和m2，根据反应方程电荷数和质量数守恒，则有2＋13＝n1，n1＝n2＋1，4＋27＝m1＋1，m1＝m2＋0，解得n1＝15，n2＝14，m1＝30，m2＝30，X的质量数(m1＝30)与Y的质量数(m2＝30)相等，比的质量数多3，故A正确，D错误；X的电荷数(n1＝15)比Y的电荷数(n2＝14)多1，比的电荷数多2，故B错误，C正确。 【创新拔高题】 10．(多选)某实验室工作人员，用初速度为v0＝0.09c(c为真空中的光速)的α粒子轰击静止在匀强磁场中的钠原子核，产生了质子。若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核的运动方向与α粒子的初速度方向相同，质子的运动方向与新核运动方向相反，它们在垂直于磁场的平面内分别做匀速圆周运动。通过分析轨迹半径，可得出新核与质子的速度大小之比为1∶10，已知质子质量为m。则(　　 ) A．该核反应方程是++ B．++ C．质子的速度约为0.225c D．质子的速度为0.09c 解析：选AC。新原子核的质量数m＝23＋4－1＝26，核电荷数z＝11＋2－1＝12，核反应方程为++，故A正确，B错误；质子质量为m，α粒子、新核的质量分别为4m、26m，设质子的速度为v，对心正碰，选取α粒子运动的方向为正方向，则由动量守恒得4mv0＝26m－mv，解出v＝0.225c，故C正确，D错误。 学科网（北京）股份有限公司 $$