高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第五章 原子与原子核第二节 放射性元素的衰变课后作业题

5.2放射性元素的衰变基础巩固2021—2022学年高中物理粤教版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．下列有关说法正确的是（　　）

A．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核内部有复杂结构

B．普朗克将光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性

C．德布罗意首次提出能量子的观念解释了黑体辐射实验现象

D．查德威克发现了质子和中子，从而揭示了原子核的组成

2．下列说法正确的是（　　）

A．电子的发现说明原子核有复杂结构

B．β衰变说明原子核中存在独立的电子

C．不确定性关系说明不可能同时准确地知道光子的动量和位置

D．光的波动性是因为光子之间有相互作用，彼此相互带动

3．家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。家庭装修中的射线来源往往是不合格的瓷砖、洁具等，瓷砖、洁具释放的氡气()具有放射性，氡222衰变为钋218()的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放出的粒子和密闭房间中氡气浓度减小87．5%需要的时间分别为

A．电子，11.4天 B．质子，7.6天 C．中子，19天 D．α粒子，11.4天

4．关于原子核的衰变，下列说法正确的是

A．β衰变中产生的β射线实质上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的

B．原子核发生衰变时都遵守电荷守恒、质量守恒、能量守恒和动量守恒

C．发生α衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，核内质量数减少4，且常常伴有γ射线产生，γ射线是原子核衰变过程中的质量亏损即减少的质量

D．衰变成要经过6次β衰变和8次α衰变，同时伴有γ衰变

5．下列说法正确的是（　　）

A．汤姆孙发现了电子，提出原子的核式结构模型

B．卢瑟福粒子散射实验说明原子核由质子和中子组成

C．贝克勒尔发现的天然放射现象，说明原子核可以再分

D．玻尔理论成功地解释了所有原子光谱的特征

6．居里夫人一份约120年前的手稿被保存在法国国立图书馆，记载了放射性元素钋和镭的发现。手稿中残留有镭至今仍具有放射性，因此存放在铅盒里。已知镭的半衰期是1620年，如图所示表示镭含量的直方图中，“今年”表示今年手稿上镭的含量，则可以表示当年手稿上镭含量的是（　　）

A．① B．② C．③ D．④

7．物理现象与物理规律紧密联系，下列对物理现象和规律表述正确的是（　　）

A．用白光做双缝干涉实验时，得到的干涉条纹中，中央亮条纹是白色的

B．体操运动员落地时屈腿能减小触地过程中受到的冲量

C．β衰变时产生的电子是核外电子被激发形成的

D．（钍）的半衰期是24天，1g钍经过96天后还剩0.25g

8．静止在匀强磁场中的核发生α衰变后生成Th核，衰变后α粒子的速度方向垂直于磁场方向，则以下结论中正确的是(      )

A．衰变方程可表示为：

B．衰变后的Th核和α粒子等轨迹是两个内切圆，轨道半径之比为1:45

C．Th核和α粒子的动能之比为2:117

D．若α粒子转了117圈，则Th核转了45圈

9．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素。比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病。根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是（　　）

A．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的

B．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个氡原子核

C．射线一般伴随着或射线产生，在这三种射线中，射线的穿透能力最强，电离能力最弱

D．发生衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

10．若用x代表一个原子中的核外电子数，y代表此原子原子核内的质子数，z代表此原子原子核内的中子数，则对的原子来说（　　）

A． B．

C． D．

11．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是（　　）

A．β射线与γ射线一样都是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱

B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核

C．衰变成要经过8次α衰变和6次β衰变

D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是来自原子核外的电子

12．下列说法中正确的是（       ）

A．在康普顿效应中，当入射光子与晶体中的电子碰撞时，把一部分能量转移给电子，因此光子散射后波长变短

B．黑体辐射时，随着温度的升高，一方面各种波长的辐射强度都有增加，另一方面辐射强度的极大值向频率较小的方向移动

C．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下1个原子核了

D．各种原子的发射光谱都是线状谱，不同原子的发光频率不一样，因此每种原子都有自己的特征谱线，人们可以通过光谱分析来鉴别物质和确定物质的组成

13．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

14．1909 年卢瑟福用 粒千轰击金箔，根据实验结果提出了原子的核式结构模型。关于粒子。下列说法正确的是（　　）

A．粒子的穿透能力很强

B．粒子不带电

C．Th 发生衰变，放出一个粒子，生成新核Pa

D．H和H聚变，放出一个中子，产生一个粒子

15．通过β衰变放出能量高达315keV的高速电子衰变为，同时会放出两束γ射线，在农业、工业、医学上应用非常广泛。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为（　　）

A．2.12年 B．5.27年 C．4.34年 D．6.97年

二、填空题（共4题）

16．、、三种射线的电离作用由强到弱的顺序是______；贯穿本领由大到小的顺序是______。

17．衰变的实质是____________________无线电波的实质是________________。

18．1953年，莱尼斯和柯文建造了一个由大水槽和探测器组成的实验系统，利用在β衰变中产生的中微子与水中的核反应，间接地证实了几乎没有质量且不带电的中微子的存在。中微子与水中的发生核反应，请完成方程式：中微子+→+_______。上述核反应产生的正电子与水中的电子相遇，形成几乎静止的整体后，转变为两个γ光子，即+→2γ，正电子与电子相遇不可能只转变为一个光子，其原因是：_________。

19．1919年卢瑟福通过如图所示的实验装置，第一次完成了原子核的人工转变，并由此发现________．图中A为放射源发出的________粒子，B为________气．

三、综合题（共4题）

20．某实验室工作人员用初速度的粒子轰击静止的氮原子核，产生了质子．若某次碰撞可看作对心正碰，碰后新核与质子同方向运动，运动方向垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1:20，已知质子的质量为m．

(1)写出核反应方程         

(2)求出质子的速度

21．钍具有放射性，它放出一个粒子后变成了什么？写出衰变方程。

22．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于发生衰变，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图所示），今测得两个相切圆半径之比1∶93。则：

(1)试判断发生的是什么衰变，并指出新核的轨迹是哪个？说明理由；

(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？

23．的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg．求：

(1)经过45亿年后，还剩多少238U？

(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb， 矿石中含有多少铅？

(3)这时铀、铅的质量之比是多少？

参考答案：

1．A

2．C

3．D

4．D

5．C

6．B

7．A

8．C

9．A

10．B

11．C

12．D

13．D

14．D

15．B

16．     射线、射线、射线     射线、射线、射线

17．     原子核内的中子转化为质子时放出负电子     电磁波

18．          只转变为一个光子违反动量守恒定律（一个光子动量不会为零）

19．     质子；     a；     氮；

20．（1）（2）

21．，

22．

(1)由动量守恒可知新核和释放的粒子动量大小相等，方向相反，取大圆和小圆切点分析，二者速度方向相反，洛伦兹力方向相同，说明二者带异种电荷，可以判断发生的是β衰变，由牛顿第二定律可得

解得

新核和释放的β粒子动量大小相等，由上式分析可知新核电荷量大，轨道半径小，故小圆1为新核的运动轨迹。

(2) β粒子实质是电子，带电量为e，由前面表达式可知电量和半径成反比，则有

代入数值可得

发生β衰变的实质是原子核里面的中子转化成一个质子和电子，从而说明原来核的质子数为92。

23．(1)m=1kg   (2)0.866kg   (3)1:0.866