2022-2023學(xué)年新教材高中物理課時跟蹤檢測十七放射性同位素粵教版選擇性必修第三冊

1、PAGE PAGE 5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(shí)驗(yàn)示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放出射線轟擊鈹時會產(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()Aa為質(zhì)子，b為中子 Ba為射線，b為中子Ca為中子，b為射線Da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?yàn)橘|(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射線的貫穿作用 B射線的電離作用C射線的貫穿作用D射線的中和作用解析

2、：選B因射線的電離作用使空氣電離成正負(fù)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(xiàng)B正確。3(多選)近幾年，我國北京、上海、廣州等地引進(jìn)了多臺刀，治療患者數(shù)以萬計(jì)，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，因而刀被譽(yù)為“神刀”。據(jù)報(bào)道，我國自主研發(fā)的旋式刀性能更好。刀治療腦腫瘤主要是利用()A射線具有很強(qiáng)的穿透本領(lǐng)B射線具有很強(qiáng)的電離作用C射線具有很高的能量D射線能很容易地繞過阻礙物到達(dá)目的地解析：選AC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)

3、極強(qiáng)，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(fù)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(fù)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)

4、聽器、航標(biāo)燈、心臟起搏器、微型電動機(jī)械等方面。在諸多設(shè)計(jì)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(shí)現(xiàn)電能輸出。現(xiàn)考慮用氚(eq oal(3,1)H)作為放射性物質(zhì)，其衰變?yōu)樗プ儯胨テ跒?2.43年，則下列說法正確的是()A衰變所釋放的電子來自核外電子B氚的衰變方程是eq oal(3,1)Heq oal(0,1)eeq oal(3,2)HeC提高溫度，增大壓強(qiáng)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衰變的實(shí)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eq oal(3,1)Heq oal(0

5、,1)eeq oal(3,2)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(shí)驗(yàn)室工作人員，用初速度為v00.09c(c為真空中的光速)的粒子轟擊靜止在勻強(qiáng)磁場中的鈉原子核eq oal(23,11)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(yùn)動方向與粒子的初速度方向相同，質(zhì)子的運(yùn)動方向與新核運(yùn)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(yùn)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110，已知質(zhì)子質(zhì)量為m。則()A該核

6、反應(yīng)方程是eq oal(4,2)Heeq oal(23,11)Naeq oal(26,12)Mgeq oal(1,1)HB該核反應(yīng)方程是eq oal(4,2)Heeq oal(23,11)Naeq oal(26,12)Mgeq oal(1,)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)：m234126，核電荷數(shù)：z112112，核反應(yīng)方程：eq oal(4,2)Heeq oal(23,11)Naeq oal(26,12)Mgeq oal(1,1)H，故A正確，B錯誤；質(zhì)子質(zhì)量為m，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，選取粒子運(yùn)

7、動的方向?yàn)檎较颍瑒t由動量守恒得：4mv026meq f(v,10)mv，解出v0.225c，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(eq oal(7,4)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(e)，核反應(yīng)方程為eq oal(7,4)Beeq oal(0,1)eeq oal(A,Z)e，關(guān)于鈹原子核(eq oal(7,4)Be)的“K俘獲”的過程，下列說法正確的是()A新原子核可能會帶負(fù)電B新原子

8、核是鈹原子核的同位素C新原子核比原來的鈹原子核少一個中子D新原子核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(qiáng)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(yùn)動速度和磁場垂直，粒子P和S分別做勻速圓周運(yùn)動。已知粒子P和S做圓周運(yùn)動的半徑和周期之比分別為RPRS451，TPTS90117，則()A放射性原子核W的質(zhì)量數(shù)為238BP和S兩

9、核的質(zhì)量數(shù)之比為1172CP和S兩核的電荷數(shù)之比為451DP和S兩核的動能之比為1172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(yùn)動的半徑表達(dá)式Req f(mv,Bq)，可知eq f(qP,qS)eq f(RS,RP)eq f(1,45)，C錯誤；帶電粒子在磁場中運(yùn)動的周期的表達(dá)式為Teq f(2m,Bq)，故eq f(mP,mS)eq f(qPTP,qSTS)eq f(1,45)eq f(90,117)eq f(2,117)，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衰變，該衰變應(yīng)為衰變，粒子的質(zhì)量數(shù)為4，則衰變后的新核

10、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Ekeq f(p2,2m)，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1172，D正確。91934年，約里奧居里夫婦在用粒子轟擊鋁箔時，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，鋁箔被粒子擊中后發(fā)生了如下反應(yīng)：eq oal(27,13)Aleq oal(4,2)Heeq oa

11、l(30,15)Peq oal(1,0)n。這里的eq oal(30,15)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eq oal(30,15)P放出正電子的核反應(yīng)方程；(2)放射性同位素eq oal(30,15)P放出正電子的衰變稱為正衰變，我們知道原子核內(nèi)只有中子和質(zhì)子，那么正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，eq oal(30,15)P放出正電子的核反應(yīng)方程為eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)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，正衰變是原子核的一個質(zhì)子轉(zhuǎn)

12、變成一個中子，同時放出一個正電子，反應(yīng)過程為eq oal(1,1)Heq oal(0,1)eeq oal(1,0)n。答案：(1)eq oal(30,15)Peq oal(30,14)Sieq oal(0,1)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(dá)100年的放射性同位素鎳63 (eq oal(63,28)Ni)和銅兩種金屬作為長效電池的材料，利用鎳63發(fā)生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eq oal(63

13、,29)Cueq oal(0,1)eeq oal(63,28)NiC升高溫度、增大壓強(qiáng)可以改變鎳63的半衰期D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)生衰變時的方程是eq oal(63,28)Ni01eeq oal(63,29)Cu，銅片得到電子帶負(fù)電，鎳63帶正電，知外接負(fù)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；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(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個粒子后，

14、其速度方向與磁場方向垂直，測得粒子和反沖核軌道半徑之比為441，如圖所示，則下列說法錯誤的是()A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粒子和反沖核的速度之比為188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(yùn)動，由Bqvmeq f(v2,R)得Req f(mv,qB)，若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對粒子：R1eq f(p1,B2e)，對反沖核：R2eq f(p2,BQ2e)，由于p1p2，R1R2441，得Q90，故反沖核的電荷數(shù)為88，故B、C正確；由Ekeq f(p2,2m)知它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故選項(xiàng)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(jì)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m