高中物理人教版 (2019)选择性必修 第三册2 放射性元素的衰变课时练习

5.2放射性元素的衰变同步练习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．决定放射性元素衰变快慢的是

A．环境温度的高低 B．容器内压强的大小

C．放射源质量的多少 D．核内部自身的因素

2．下列说法正确的是(　　)

A．玛丽·居里首先提出了原子的核式结构模型

B．卢瑟福在α粒子散射实验中发现了电子

C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子

D．玻尔为解释光电效应的实验规律提出了光子说

3．下列说法正确的是（　　）

A．大量氢原子从激发态跃迁到基态最多能发出种不同频率的光

B．通过加压或降温的方法，可以改变放射性元素的半衰期

C．根据波尔理论可知，电子可以绕原子核沿任意轨道做匀速圆周运动

D．的半衰期是 天，个核经过天后一定剩下个核

4．幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断患者胃中幽门螺杆菌的存在。半衰期是5730年，而且大部分是β衰变，其衰变方程为。则下列说法正确的是（　　）

A．X比多一个质子

B．β粒子来自于原子核X

C．含的化合物比单质衰变得可能慢些

D．2000个经过5730年会有1000个发生衰变

5．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（　　）

A．能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的

B．在光电效应现象中，入射光的频率越大遏止电压越大

C．一群处于激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出4种频率的光子

D．射线、线、射线都是波长极短的电磁波

6．PET（正电子发射型计算机断层显像）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程，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（　　）

A．衰变的方程式为→

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

7．以下有关近代物理内容的若干叙述，正确的是（　　）

A．汤姆孙发现了电子，说明原子具有核式结构模型

B．有10个放射性元素的原子核，当有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期

C．为了解释黑体辐射规律，爱因斯坦提出了电磁辐射的能量是量子化的

D．德布罗意把光的波粒二象性推广到实物粒子，认为实物粒子也具有波动性

8．下列说法正确的是

A．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构

B．放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化

C．铀()经过多次α、β衰变形成稳定的铅()的过程中，有6个中子转变成质子

D．一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，则2g氡经过7.6天衰变，剩余氡的质量是1g

9．钾氩定年法是分析岩石矿物形成年代的方法之一。若某密闭容器中有3.35g的和20g的，已知发生衰变时大约有11%衰变为，有89%衰变为，的半衰期为年，和稳定，经历n年后，容器中的和质量相等，则n为（　　）

A． B．

C． D．

10．下列说法正确的是（       ）

A．均匀变化的电场可以产生电磁波

B．β射线是核外电子挣脱核的束缚后形成的

C．经过8次α衰变，6次β衰变后变成

D．卢瑟福用α粒子轰击氮核的实验发现了质子，从而证明了原子的核式结构

11．下列说法中正确的是（　　）

A．天然放射现象中产生的α射线速度与光速相当，穿透能力很强

B．玻尔原子模型引入了量子理论，能很好地解释各种原子光谱的实验规律

C．高速α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为

D．德布罗意提出了实物粒子具有波粒二象性，且物质波的波长与动量有关

12．一个原子核经过6次衰变和4次衰变，最后变成稳定的某种原子核，衰变后，原子核中的中子共减少　　

A．12个 B．4个 C．10个 D．16个

13．在足够大的匀强磁场中，静止的钠的同位素发生衰变，沿与磁场垂直的方向释放出一个粒子后，变为一个新核，新核与放出的粒子在磁场中运动的轨迹为内切圆，如图所示，下列说法正确的是（　　）

A．Na发生的是α衰变 B．轨迹1是新核的径迹

C．新核的中子数为13 D．新核沿逆时针方向旋转

14．天然放射性元素衰变时放出的γ射线是（　　）

A．质子流 B．电子流 C．氦核流 D．电磁波

15．中微子与水中的发生核反应，产生中子()和正电子()，即 中微子＋→＋，可以判定，中微子的质量数和电荷数分别是

A．0和0 B．0和1 C．1和0 D．1和1

二、填空题（共4题）

16．完成下列各核反应方程；

(1)＋―→＋(      )

(2)＋(      )―→＋

(3)＋(      )―→＋

(4)＋―→＋(      )

(5)＋(      )―→＋

(6)＋―→＋(      )；

―→＋(      )

并指出哪个核反应是首次发现质子、中子和正电子的(      )．

17．自然界里放射性核素并非一次衰变就达到稳定，而是发生一系列连续的衰变，直到稳定的核素而终止，这就是级联衰变．某个钍系的级联衰变过程如图(N轴表示中子数，Z轴表示质子数)，图中Pb→Bi的衰变是_________衰变，从到共发生_________次α衰变．

18．核反应

（1）定义：原子核在其他粒子的轰击下产生_____或者发生状态变化的过程。

（2）原子核的人工转变：卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，核反应方程N＋He→______。

（3）遵循规律：______守恒，电荷数守恒。

19．衰变类型

（1）α衰变：

原子核放出α粒子的衰变。进行α衰变时，质量数______，电荷数______，U的α衰变方程：U→Th＋______.

（2）β衰变：

原子核放出β粒子的衰变。进行β 衰变时，质量数______，电荷数______，Th的β衰变方程：Th→ Pa＋______.

三、综合题（共4题）

20．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。

(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5720年，放出β射线，试写出有关核反应方程。

(2)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？

21．静止在匀强磁场中俘获一个速度的中子而发生核反应，生成一个和一个未知粒子，若已知的速度，其方向与反应前中子的方向相同，试求：

①写出核反应方程式并求X粒子元素符号和x,y;

②求出未知粒子的速度大小和方向.

22．一个静止的铀核放出一个粒子后衰变成钍核Th

(1)写出铀核的衰变反应方程；

(2)图中的轨迹哪个是粒子和哪个是钍核Th，并求出它们半径的比值；

(3)若释放的核能全部转化为粒子和新核的动能，已知粒子的动能为，则在此衰变过程中释放的能量为多少

23．如右上图所示，铅盒内放有少量放射源，该放射源能放出α射线、β射线以及γ射线三种射线，在铅盒外部放置两块很大的平行带电金属板，能分离出三种射线．试画出分离后的三种射线的大致轨迹（标明射线的名称）．

参考答案：

1．D

2．C

3．A

4．A

5．B

6．C

7．D

8．C

9．D

10．C

11．D

12．D

13．D

14．D

15．A

16．                                        （4）为发现质子的方程式，（1）为发现中子的方程式，（6）为发现正电子的方程式．

17．     β     6

18．     新原子核     O＋H     质量数

19．     减少4     减少2     He     不变     增加1     e.

20．(1)，；(2)17160年

21．(1)，未知粒子为 (2) v2= -1000m/s，方向与相反

22．(1) ；(2) 3是粒子，4是Th，；(3)

23．