【高中物理】2018-2019学年高中物理第四章原子核第三节放射性同位素分层训练粤教版选修3-.doc

第三节放射性同位素
A级抓基础
1．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线，其强度容易控制，这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中，属于γ射线的应用的是( )
A．医学上制成γ刀，无需开颅即可治疗脑肿瘤
B．机器运转时常产生很多静电，用γ射线照射机器可将电荷导入大地
C．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机，可对薄铝板的厚度进行自动控制D．用γ射线照射草莓、荔枝等水果，可延长保存期
解析：γ射线的电离作用很弱，不能使空气电离成为导体，B错误；γ射线的穿透能力很强，薄铝板的厚度变化时，接收到的信号强度变化很小，不能控制铝板厚度，C错误；γ射线能量很大，可以杀菌，延长水果的保存期，对肿瘤细胞有很强的杀伤作用，A、D 正确．
答案：AD
2．放射性同位素能被用作示踪原子，以下说法错误的是( )
A．放射性同位素不改变其化学性质
B．放射性同位素的半衰期比天然放射性元素的半衰期短得多
C．半衰期与元素所处的物理、化学状态无关
D．放射性同位素容易制造
解析：放射性同位素用作示踪原子，主要是用放射性同位素替代没有放射性的同位素参与的正常的物理、化学、生物的过程，既要利用化学性质相同，也要利用衰变规律不受物理、化学变化的影响，同时还要考虑放射性的危害，因此，选项A、B、C正确，选项D 错误．
答案：D
3．(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使
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重的影响，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．受到射线伤害后，人能立即感觉到射线对人体的破坏
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伤害有时不会马上感觉到，C正确，D错误．
答案：AC
4．用中子轰击氧原子核的核反应方程式为16
8O＋1
n→a
7
N＋0b X，对式中X、a、b判断正确
的是( )
A．X代表正电子，a＝17，b＝1
B．X代表电子，a＝17，b＝－1
C．X代表中子，a＝17，b＝1
D．X代表质子，a＝17，b＝1
解析：根据电荷数守恒，知b＝1，则X代表正电子. 根据质量数守恒，a＝17，A 正确．
答案：A
5．在中子、质子、电子、正电子、α粒子中选出一个适当的粒子，分别填在下列核反应式的横线上．
(1)238
92U→234
90
Th＋____________；
(2)9
4Be＋4
2
He→12
6
C＋________；
(3)234
90Th→234
91
Pa＋__________；
(4)30
15P→30
14
Si＋____________；
(5)235
92U＋________→90
38
Sr＋136
54
Xe＋101
n；
(6)14
7N＋4
2
He→17
8
O＋________．
解析：在核反应过程中，遵循反应前后电荷数守恒、质量数守恒规律．对参与反应的
所有基本粒子采用左下角(电荷数)配平，左上角(质量数)配平．未知粒子可根据其电荷数和质量数确定．如(1)电荷数为92－90＝2，质量数为238－234＝4，由此可知为α粒子(42
He)，同理确定其他粒子分别为：中子(1
0n)，电子(0
－1
e)，正电子(0
＋1
e)，中子(1
n)，质子(1
1
H)．
答案：(1)4
2He (2)1
n (3)0
－1
e (4)0
＋1
e (5)1
n (6)1
1
H
B级提能力
6．(多选)在下列核反应方程中，X代表质子的方程是( )
A.27
13Al＋4
2
He→30
15
P＋X B.14
7
N＋4
2
He→17
8
O＋X
C.2
1
H＋γ→10n＋X D.31H＋X→42He＋10n
解析：根据核反应的质量数和电荷数相等可知，A中X代表中子1
0n；B中X代表质子1
1
H；
C中X代表质子1
1H；D中X代表氘核2
1
H，故选BC.
答案：BC
7．(多选)下列核反应方程不正确的是( )
A.14
7N＋4
2
He→17
8
O＋1
n
B.235
92U＋1
n→90
38
Sr＋136
54
Xe＋101
n
C．U238
92→234
90
Th＋4
2
He
D.2
1H＋3
1
H→4
2
He＋1
n
解析：由核反应可知，质量数反应前后均为18，反应前电荷数为9，反应后电荷数为
8，不能满足核反应关系，故A错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故B正确；反应
前后质量数及电荷数均守恒，但U238
92
书写错误，故C错误；反应前后质量数及电荷数均守恒，故D正确．本题选错误的，故选AC.
答案：AC
8．以下是物理学史上3个著名的核反应方程
x＋7
3
Li→2y y＋14 7N→x＋17 8O y＋94Be→z＋12 6C
x、y和z是3种不同的粒子，其中z是( )
A．α粒子B．质子
C．中子D．电子
解析：将题给3个方程相加，整理后得7
3Li＋14
7
N＋9
4
Be→17
8
O＋12
6
C＋Z，根据电荷数守恒和
质量数守恒，Z的质量数为1，电荷数为0，为中子，C正确．
答案：C
9．(多选)正电子发射型计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15
8
O注
入人体，15
8
O在人体内衰变放出的正电子与人体内的负电子相遇湮灭转化为一对γ光子，被探测器采集后，经计算机处理生成清晰图像. 则根据PET原理判断下列表述正确的是( )
A.15
8O在人体内衰变方程是15
8
O→15
7
N＋0
1
e
B．正、负电子湮灭方程是0
1e＋0
－1
e→2γ
C．在PET中，15
8
O的主要用途是作为示踪原子
D．在PET中，15
8
O的主要用途是参与人体的新陈代谢
解析：由质量数守恒和电荷数守恒知，衰变方程是15
8O→15
7
N＋0
1
e，故A正确；正负电子
湮灭生成两个光子，故B正确；在PET中，15
8
O的主要用途是作为示踪原子被探测器探测到，故C正确、D错误．
答案：ABC
10．一个静止的氮核14
7
N俘获一个速度为1.1×107m/s的氦核变成B、C两个新核，设B的速度方向与氦核速度方向相同、大小为4×106 m/s，B的质量数是C的17倍，B、C 两原子核的电荷数之比为8∶1.
(1)写出核反应方程；
(2)估算C核的速度大小．
解析：(1)由题可知B、C电荷数之和为9，因为B、C两原子核的电荷数之比为8∶1，则B的电荷数为8，C的电荷数为1；由题可知B、C质量数之和为18，因为B的质量是C
的17倍，则B的质量数为17，则C的质量数为1，所以B为17
8O，C为1
1
H. 故核反应方程为：
14 7N＋4
2
He→17
8
O＋1
1
H
(2)设氦核的速度方向为正方向；根据动量守恒得：
m
He
v
He
＝m B v B＋m C v C
代入数据得：v C＝－2.4×107 m/s
答案：(1)14
7
N＋4
2
He→17
8
O＋1
1
H
(2) v C＝－2.4×107 m/s。