2020-2021学年第二节 放射性元素的衰变一课一练

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．下列说法正确的是（　　）

A．在LC振荡电路中，将铁芯插入电感线圈，向外辐射电磁波的本领会增强

B．核反应释放的核能可以将原子核激发到很高的能级，向低能级跃迁时会辐射出γ射线

C．任何一种金属都存在一个极限波长，大于此波长的光可让金属中的电子逸出

D．物质波是一种概率波，在微观物理学中可以用“轨迹”来描述粒子的运动

2．原子核Rn所含的核子数、中子数、质量数分别是

A． B．

C． D．

3．下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子的核式结构模型

B．原子核衰变中产生的射线是核外电子受激发而形成的

C．普朗克通过量子理论成功解释了光电效应现象

D．根据波尔原子理论，原子从高能级向低能级跃迁会吸收光子

4．下列说法正确的是（   ）

A．核反应方程中的为正电子

B．一个氢原子处在的能级，当它跃迁到较低能及时，最多可能辐射6种不同频率的光子

C．（钍核）经过6次α衰变和4次β衰变后变成（铅核）

D．氡的半衰期为3.8天，8个氡原子核经过7.6天后剩下2个氡原子核

5．目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一．有关放射性元素的下列说法正确的是

A．放射性元素发出的α、β、γ三种射线的成分均为带电粒子

B．每发生一次衰变，原子核内的中子数减少4

C．衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子时所产生的

D．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强

6．钍核（）具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤核（），同时伴随有γ射线产生，其方程为．则x粒子为

A．质子 B．中子 C．α粒子 D．β粒子

7．的衰变有多种途径，其中一种途径是先衰变成，然后可以经一次衰变变成（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成，最后都衰变变成，衰变路径如右图所示，下列说法中正确的是（　　）

A．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变

B．过程①是β衰变，过程③是α衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变

C．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是β衰变，过程④是α衰变

D．过程①是α衰变，过程③是β衰变；过程②是α衰变，过程④是β衰变

8．以下说法正确的是（　　）

A．放射性元素的半衰期跟温度压强等外部条件无关，但与原子所处化学状态有关

B．某种频率的紫外线照射到金属锌板表面时能够发生光电效应，若增大该种紫外线照射的强度，从锌板表面逸出的光电子的最大初动能并不改变

C．根据玻尔的原子理论，氢原子由能量较高的定态跃迁到能量较低的定态时，会辐射一定频率的光子，同时核外电子的动能变小

D．用一光电管进行光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的强度不变，增大光电管两端电压则光电流必将变大

9．放射性元素的衰变方程为，下列表述正确的是（　　）

A．该衰变是α衰变

B．该衰变是β衰变

C．X粒子的穿透能力极强

D．Th比Pa少一个中子

10．Se发生β衰变成为，假设含Se材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动形成5.0×10-8A的平均电流，已知电子的电荷量为1.6×10-19C，则在3.2s时间内发生β衰变的Se的个数为（　　）

A．1×1011个 B．2×1011个 C．5×1011个 D．1×1012个

11．下列说法正确的是（　　）

A．用加温或加压的方法不能改变原子核衰变的半衰期

B．某原子核经过一次衰变后，核内质子数减少4个

C．与的核内具有相同的中子数和不同的核子数

D．放射性物质发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子

12．放射性元素U衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成Bi，而Bi可以经一次衰变变成X（X代表某种元素），也可以经一次衰变变成Tl，X和T1最后都变成Pb，衰变路径如图所示。则下列说法正确的是（　　）

A．a=82，b=211

B．X→Pb是α衰变，Tl→Pb是β衰变

C．Bi→X是α衰变，Bi→Tl是β衰变

D．Tl经过一次β衰变和一次α衰变变成Pb

13．新元素的合成是探究微观世界的方式之一，也是材料科学发现的必经之路。某科学家在研究某两个重核结合成“超重”元素的反应时，发现生成的“超重”元素的核经过8次衰变、6次衰变后的产物为。则超重元素的核电荷数和质量数分别是（　　）

A．115，305 B．190，305 C．115，190 D．190，115

14．人类对光的本性以及原子内部结构的进一步认识，促进了科技极大的进步，并大量应用于医疗、通讯等领域．下列说法中正确的是

A．氢原子吸收光子后，从低能级向高能级跃迁，原子能量增加

B．相同频率的光照射不同金属，从金属表面逸出的光电子的最大初动能越大，说明这种金属的逸出功越大

C．的半衰期约为4天，1g经8天全部发生了衰变

D．铀核()衰变为铅核()的过程中，中子数减少了32个

15．关于天然放射性，下列说法错误的是

A．所有元素都可能发生衰变

B．β射线的实质是电子

C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性

D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强

二、填空题（共4题）

16．原子核衰变时_______ 和 _______都守恒．

17．某放射性原子核A经过一系列α衰变和β衰变后变为原子核B．若B核内质量数比A核内少8个，中子数比A核少7个．则发生了___次α衰变和____次β衰变．若核发生α衰变的半衰期为半年，则经过________年有的核发生了衰变．

18．如图所示，为放射源，为一纸板，纸板与计数器之间有磁感应强度为的强磁场。先将强磁场移开，计数器的计数率不变，说明放射源产生的射线中没有______（填“”“”或“”）粒子；再将纸板移开，计数器计数率大幅度上升，这表明放射源产生的射线中有______（填“”“”或“”）粒子。

19．射线的本质

（1）α射线：

a.是高速粒子流，其组成与____原子核相同。

b.速度可达到光速的。

c.____作用强，穿透能力较弱，在空气中只能前进几厘米，用一张纸就能把它挡住。

（2）β射线：

a.是高速______。

b.它的速度更大，可达光速的99%。

c.电离作用较弱，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的_____。

（3）γ射线：

a.是能量很高的______，波长很短，在10-10 m以下。

b.电离作用更弱，穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的_____和几十厘米厚的混凝土。

三、综合题（共4题）

20．（锂核）是不稳定的，它会分裂成一个α粒子和一个质子，同时释放一个γ光子

（1）写出核反应方程；

（2）一个静止的分裂时释放出质子的动量大小为P1，α粒子的动量大小为P2，γ光子与α粒子运动方向相同，普朗克常量为h。求y光子的波长λ。

21．1930年英国物理学家考克饶夫和瓦尔顿建造了世界上第一台粒子加速器，他们获得了高速运动的质子，用来轰击静止的锂原子核（），形成一个不稳定的复合核后分解成两个相同的原子核。

(1)写出核反应方程式；

(2)已知质子的质量为m，初速度为v0，反应后产生的一个原子核速度大小为1.5v0，方向与质子运动方向相同，求反应过程中释放的核能。（设反应过程释放的核能全部转变为动能）

22．1919年，卢瑟福用α粒子轰击氮核发现质子.中国科学院某实验室工作人员，用初速度为v0的α粒子，轰击静止的氮原子核，产生了质子.若某次碰撞可看做对心正碰，碰后释放的核能全部转化为动能，新核与质子同方向运动，且垂直磁场方向，通过分析偏转半径可得出新核与质子的速度大小之比为1：17。

（1）写出核反应方程；

（2）求出质子的速度；（质子中子的质量均为m）

（3）求释放后新核的动能。

23．是一种常见的反射性元素，它可以衰变成，需要经过多次α衰变和β衰变。

①写出衰变成的核反应方程。

②用波长为300 nm的光照射锌板，电子逸出锌板表面的最大初动能为1.28×10-19 J。已知普朗克常量为6.63×10-34 J·s，真空中的光速为3.00×108 m·s-1，能使锌产生光电效应的单色光的最低频率约为多少。（结果保留两位有效数字）

参考答案：

1．B

2．B

3．A

4．C

5．C

6．D

7．B

8．B

9．B

10．C

11．A

12．B

13．A

14．A

15．A

16．     质量数     电荷数

17．     2     3     1

18．         

19．     氦     电离     电子流     铝板     电磁波     铅板

20．（1）；（2）

21．(1)；(2)

22．（1）；（2）2v0；（3）

23．①   ②