5.2 放射性元素的衰变 课时对点练2-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第三册

第2节 放射性元素的衰变 课时对点练2 核反应　放射性同位素及其应用 基础对点练 一、选择题: 考点一　核反应 1．用α粒子(He)轰击氮核(N)，生成氧核(O)并放出一个粒子，该粒子是(　　) A．质子 B．电子 C．中子 D．光子 2．在下列4个描述核过程的方程中，X表示α粒子的是(　　) A.P→Si＋X B.Th→Pa＋X C.Al＋X→Mg＋H D.Al＋X→P＋n 3．下面列出的是一些核反应方程式：P→Si＋X；Be＋He→C＋Y；N＋He→O＋Z，其中(　　) A．X是质子，Y是中子，Z是正电子 B．X是正电子，Y是中子，Z是质子 C．X是正电子，Y是质子，Z是中子 D．X是中子，Y是正电子，Z是质子 4．2019年是世界上首次实现元素人工转变100周年.1919年，卢瑟福用氦核轰击氮原子核，发现产生了另一种元素，该核反应方程可写为： He＋N→X＋Y.以下判断正确的是(　　) A．m＝16，n＝1 B．m＝17，n＝1 C．m＝16，n＝0 D．m＝17，n＝0 考点二　放射性同位素及其应用　辐射与安全 5．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 6．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γ粒子放射源制成“烟雾报警器” C．放射育种利用γ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 7．(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 8．(多选)下列哪些应用是把放射性同位素作为示踪原子的(　　) A．γ射线探伤 B．利用含有放射性同位素碘131的油，检测地下输油管的漏油情况 C．利用钴60治疗肿瘤等疾病 D．把含有放射性同位素的肥料施给农作物以检测农作物吸收养分的规律 能力综合练 一、选择题: 9．钴60(Co)是金属元素钴的放射性同位素之一，其半衰期为5.27年．它发生β衰变变成镍60(Ni)同时放出能量高达315 keV的高速电子和两束γ射线．钴60的应用非常广泛，几乎遍及各行各业．在农业上，常用于辐射育种、食品辐射保藏与保鲜等；在工业上，常用于无损探伤、辐射消毒、辐射加工、辐射处理废物以及自动控制等；在医学上，常用于人体肿瘤的放射治疗．关于钴60，下列说法正确的是(　　) A．发生β衰变的衰变方程为Co→Ni＋e B．将钴60放入高温高压环境中可以加快其衰变 C．钴60可以作为示踪原子研究人体对药物的吸收 D．10 g钴60经过10.54年全部发生衰变 10．正电子发射计算机断层扫描(PETCT)，其原理是借助于示踪剂(正电子放射线药物)可以聚集到病变部位的特点来发现疾病的．PETCT常用核素氧15标记，其半衰期仅有2分钟．对含氧元素的物质照射20～50 MeV的X射线，激发原子核边缘的中子，可以产生氧15正电子核素．下列说法正确的是(　　) A．用30 MeV的X射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子 B．氧15发生正电子衰变时，生成的新核含有9个中子 C．经过10分钟，氧15的含量减小为原来 D．将氧15置于回旋加速器中，其半衰期可能发生变化 11．有些放射性元素要经历一系列的衰变才能稳定，关于X、Y、Z三个原子核的衰变方程如下：X→Pb＋8He＋6e；Y→Pb＋7He＋4e；Z→Pb＋6He＋4e.根据以上方程可以推断在X、Y和Z中，下列说法正确的是(　　) A．Z的中子数小于Y的中子数 B．Y的质量数大于X的质量数 C．X、Y和Z互为同位素 D．Z的核电荷数大于Y的核电荷数 12．(多选)一个质子以1.4×107 m/s的速度撞一个孤立的静止铝原子核后被俘获，铝原子核变成硅原子核．已知铝原子核的质量是质子的27倍，硅原子核的质量是质子的28倍，则下列说法正确的是(　　) A．核反应方程为Al＋H→Si B．核反应方程为Al＋H→Si＋n C．硅原子核速度的数量级为107 m/s D．硅原子核速度的数量级为105 m/s 2． 填空与计算题： 13．恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到108 K时，可以发生“氦燃烧”．完成“氦燃烧”的核反应方程：He＋________→Be.Be是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16 s．一定质量的Be，经7.8×10－16 s后所剩下的Be占开始时的________． 14．1934年约里奥·居里夫妇用α粒子轰击静止的Al，发现了放射性元素磷P和另一种粒子X. (1)写出这个过程的核反应方程式； (2)若粒子X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，粒子X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． 参考答案： 1.答案　A解析　核反应方程为：He＋N→O＋X，根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒知，该粒子的电荷数为1，质量数为1，为质子，故A正确，B、C、D错误． 2.答案　D解析　根据电荷数及质量数守恒，可得A中是正电子，B中是电子，C中是中子，D中是氦原子核．故选D. 3.答案　B解析　根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为0，电荷数为1，则X为正电子；Y的质量数为1，电荷数为0，为中子；Z的质量数为1，电荷数为1，为质子，B正确． 4.答案　B解析　根据核反应的质量数和电荷数守恒可得：4＋14＝m＋1,2＋7＝8＋n，解得m＝17，n＝1，故B正确． 5.答案　A解析　14C具有放射性，可以用它标记的C60，通过其放射性发现一种C60的羧酸衍生物，14C的用途是示踪原子，故A正确，B、C、D错误． 6.答案　C解析　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；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；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；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． 7.答案　BCD解析　人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的短，故选项A错误；人工放射性同位素的放射强度容易控制，故选项B正确；人工放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，故选项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，故选项D正确． 8.答案　BD解析　γ射线探伤是利用了γ射线的穿透性，故A错误．放射性同位素检测地下输油管的漏油情况和施放射性同位素的肥料是把放射性同位素作为示踪原子，故B、D正确．利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用了γ射线的生物作用，故C错误． 9.答案　A解析　根据电荷数守恒、质量数守恒，知钴60发生β衰变的衰变方程为：Co→Ni＋e，故A正确．放射性元素衰变的快慢由核自身的因素决定，与所处的外部环境无关，故B错误．钴60半衰期太长，且衰变放出的高能粒子对人体伤害太大，不能作为药品的示踪原子，故C错误.10.54年为两个半衰期，则剩下的钴60为原来的，没有全部衰变，故D错误． 10.答案　A解析　用30 MeV的X射线照射氧16时，生成氧15的同时释放出中子，方程为X＋O→O＋n，故A正确；氧15产生正电子衰变O→e＋N，生成的新核有8个中子，故B错误；经过10分钟，即经过5个半衰期，剩余氧15的含量m＝m0()5＝m0，故C错误；改变元素所处的物理环境和化学状态，不改变半衰期，故D错误． 11.答案　A解析　X→Pb＋8He＋6e，根据质量数与电荷数守恒，则有：X的质量数为238，质子数为92；Y→Pb＋7He＋4e，根据质量数与电荷数守恒，则有：Y的质量数为235，质子数为92；Z→Pb＋6He＋4e，根据质量数与电荷数守恒，则有：Z的质量数为232，质子数为90；由上可知，Z的中子数为232－90＝142，小于Y的中子数235－92＝143，故A正确；由上可知，Y的质量数小于X的质量数，故B错误；由于X和Y的质子数相同，即互为同位素，但Z不是，故C错误；由上可知，Z的核电荷数小于Y的核电荷数，故D错误． 12.答案　AD解析　核反应方程为Al＋H→Si，由动量守恒定律得m×1.4×107 m/s＝28mv′，解得v′＝5×105 m/s，因此选项A、D正确． 13.答案　He　 解析　根据核反应的电荷数守恒、质量数守恒，未知粒子的质量数为4，电荷数为2，为He；半衰期为2.6×10－16 s，经7.8×10－16 s，即3个半衰期， 根据m＝m0()3可得，＝()3＝，知剩余Be占开始时的. 14.答案　(1)Al＋He→P＋n　(2)，方向与粒子X原运动方向相同 解析　(1)核反应方程式为Al＋He→P＋n. (2)由(1)知，粒子X为中子，设粒子X的质量为m，则12C核的质量为12m，设碰撞后12C核的速度为v2，以v0的方向为正方向， 由动量守恒定律可得mv0＝m(－v1)＋12mv2，解得v2＝， 碰撞后12C核的速度方向与粒子X原运动方向相同． 学科网（北京）股份有限公司 $