卷子答案网-一个不只有答案的网站第五章 原子核
2 放射性元素的衰变
第1课时 原子核的衰变 半衰期
同步练习
一、单选题
1．关于γ射线下列说法正确的是（ ）
A．它是波长极短的电磁波 B．它是高速运动的电子流
C．它的贯穿本领比β射线弱 D．它对空气的电离作用比α射线强
2．下列说法正确的是（ ）
A．射线是由氦原子核衰变产生
B．卢瑟福的粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”
C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同
D．霓虹灯中的各种气体原子的能级不同但跃迁时发射能量相同的光子
3．19 世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。 下列与电子有关的说法中正确的是（ ）
A．电子电荷量的精确测定是在 1909~1913 年间由汤姆孙通过著名的“油滴实验”做出的
B．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
C．爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比
D．卢瑟福认为电子的轨道半径不是任意的，也就是说，电子的轨道是量子化的
4．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．中子，11.4天 B．粒子，7.6天 C．中子，19天 D．粒子，11.4天
5．原子核在天然衰变为的过程中，所经过的衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（ ）
A．8、10、22 B．10、22、8 C．22、8、10 D．8、22、10
6．根据所学的物理知识，下列说法正确的是（ ）
A．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
B．在核反应方程中，X是正电子
C．铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的过程中，要经适8次α衰变和6次β衰变
D．是重核裂变，X是α粒子
7．发生放射性衰变为，半衰期约为5730年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例会持续减少。现测量某古木样品中的比例，发现正好是现代植物样品中14C比例的二分之一。则（ ）
A．该古木生命活动结束的年代距今约5730年
B．再过约5730年，该样品中的将全部衰变殆尽
C．衰变为的本质是
D．改变样品测量环境的温度和压强，可以改变的衰变快慢
8．下列说法正确的是（ ）
A．经一次α衰变后成为
B．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大
C．温度升高能改变放射性元素的半衰期
D．核反应方程应遵循质子数和中子数守恒
9．下列说法错误的是（ ）
A．发现中子的核反应方程为
B．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
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的能量增大
D．现有4个放射性元素的原子核，经2个半衰期后还有一个未衰变
二、多选题
10．装修中用到的某些含有Th（钍）的花岗岩会释放出放射性惰性气体 （氡），核反应方程为：，而氡会继续发生衰变，放出、、射线，这些射线可能会诱发呼吸道方面的疾病，甚至会导致细胞发生癌变。下列说法正确的是（ ）
A．方程中x=3，y是电子
B．方程中x=2，y是中子
C．100个氡经过一个半衰期后还剩下50个
D．上述核反应方程中，中子总数减少了2个
11．以下关于天然放射现象，叙述正确的是（ ）
A．若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将变短
B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
C．α射线是原子核衰变产生的，它有很强的电离作用
D．γ射线是原子核产生的，它是能量很大的光子流
12．在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是（ ）
A．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大
B．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
C．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化
D．查德威克发现了中子，其核反应方程为：Be＋He→C＋n
三、填空题
13．若核反应堆发生泄漏，铯137（Cs）对环境的影响最大，其半衰期约为30年。
(1)请写出铯137（Cs）发生β衰变的核反应方程___________[已知53号元素是碘（I），56号元素是钡（Ba）]；
(2)泄漏出的铯137约要到公元___________年才会有87.5%的原子核发生衰变。
四、解答题
14．原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，如电荷数守恒、质量数守恒、动量守恒和能量守恒等，利用磁场研究原子核衰变是一种常用的方法，可以研究各种基本粒子的性质。现有一个在匀强磁场中原来速度几乎为0的放射性原子核W衰变为两个粒子A和B，衰变后粒子A和B运动速度方向和磁场方向垂直，粒子A和B分别做匀速圆周运动。已知粒子A和B的电荷数之比与质量数之比分别为qA：qB＝1：45，mA：mB＝2：117。已知该衰变过程中的质量亏损为△m，光速为c，设该衰变过程释放的核能都转化为粒子的动能。求：
(1)首先请判断该衰变为α衰变还是β衰变，然后定性画出衰变后两个粒子形成的运动轨迹；
(2)粒子A和B做匀速圆周运动的半径之比；
(3)粒子A的动能EkA。
15．A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为天，天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比为多少？
试卷第1页，总3页
参考答案
1．A
【详解】
射线是激发状态的原子核发出的波长极短的电磁波，是一种光子。它的贯穿本领比射线强，对空气的电离作用比射线弱。
故选A。
2．B
【详解】
A．射线是具有放射性的元素的原子核在衰变时，两个中子和两个质子结合在一起而从原子核内释放出来的，A错误；
B．卢瑟福的核式结构模型的建立，说明了汤姆孙西瓜模型是错误的，B正确；
C．太阳光的可见光是电磁波，而医院的超声波是声波，两者速度存在很大差别，C错误；
D．根据玻尔理论，气体处于不同能级，在跃迁时会辐射出不同频率的光子，所以光子的能量也不相同，D错误；
故选D。
3．B
【详解】
A．电子电荷量的精确测定是在1909~1913年间由密立根通过著名的“油滴实验”做出的，故A错误；
B．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，故B正确；
C．爱因斯坦光电效应方程表明，入射光的频率越大，光电子的最大初动能也越大，但二者不是正比关系，故C错误；
D．玻尔认为电子的轨道半径不是任意的，也就是说，电子的轨道是量子化的，故D错误。
故选B。
4．D
【详解】
氡222衰变为钋218（）质量数减小4，电荷数减小2，则放出粒子；根据密闭房间中氡气浓度减小87.5%，即减小到原来的12.5%=即经过了3个半衰期，即需要时间3.8×3天=11.4天。
故选D。
5．A
【详解】
衰变次数
衰变的次数
质子数减少了
中子数减少了
故选A。
6．C
【详解】
A．β衰变释放的电子来自原子核，不是核外电子，选项A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，中，X是质子，选项B错误；
C．衰变为，根据质量数守恒可知，发生8次α衰变，根据电荷数守恒可知92-82=2×8-x×1可得发生6次β衰变，选项C正确；
D．根据质量数守恒和电荷数守恒知，X为α粒子，该反应为α衰变，选项D错误。
故选C。
7．A
【详解】
A. 由半衰期公式可得
古木样品中的比例，是现代植物样品中14C比例的二分之一，则：，A正确；
B．再过约5730年，该样品中的将变为原来的四分之一，B错误；
C．衰变为的本质是衰变，C错误；
D．改变样品测量环境的温度和压强，不可以改变的半衰期，因此不可以改变的衰变快慢，D错误；
故选A。
8．B
【详解】
A．根据核反应过程中，核电荷数和质量数守恒，知经一次α衰变后成为不会成为，故A错误；
B．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收光子，原子的能量增加，故B正确；
C．半衰期与物理环境无关，故C错误；
D．核反应过程中，核电荷数和质量数守恒，中子数不一定守恒，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．发现中子的核反应方程为选项A正确，不符合题意；
B．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，选项B正确，不符合题意；
C．氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，根据
可知，电子的动能减小，电势能增大，原子的能量增大，选项C正确，不符合题意；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适应，选项D错误，符合题意。
故选D。
10．AD
【详解】
AB．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，因He质量数为4，电荷数为2，可判断方程中 ，y是电子，该反应为衰变方程，不可能出现中子， A正确B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量原子核衰变不适应，C错误；
D．上述核反应为
反应前中子数为
反应后中子数为
即中子总数减少了2个， D正确。
故选AD。
11．CD
【详解】
A．半衰期与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，半衰期不变，故A错误；
B．β衰变所释放的电子是从原子核内释放出的电子，故B错误；
C．α射线是原子核衰变产生的，是氦的原子核，它有很强的电离作用，穿透能力很弱，故C正确；
D．γ射线是原子核发生α或β衰变时产生的，它是能量很大的光子流，故D正确。
故选CD。
12．AD
【详解】
A．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正确；
B．β射线是从原子核辐射出来的，不是原子外层电子电离出来的，B错误；
C．半衰期不随外界因素的变化而变化，C错误；
D．查德威克发现了中子，其核反应方程符合物理学事实，D正确。
故选AD。
13．Cs→Ba＋e 2016
【详解】
(1)[1]发生β衰变的核反应方程为→+。
(2)[2]由半衰期公式N余=N0×知，经历了3个半衰期，即90年，剩余的原子核没衰变，所以要到公元2106年才会有87.5%的原子核发生衰变。
14．(1) α衰变，；(2) 45：1；(3) △mc2
【详解】
(1)由于β粒子的质量数为零，所以根据质量数之比mA：mB＝2：117，可判断该衰变为 衰变，衰变后两个粒子形成的两个外切的轨迹圆如图所示：
(2)根据洛伦兹力提供向心力可得
qvB＝m
得
R＝
根据动量守恒定律可得二者的动量大小相等，所以
＝＝45：1
(3)由动能和动量的关系
Ek＝
得
＝
衰变后总动能
Ek＝△mc2＝EkA+EkB
所以
＝＝△mc2
15．16﹕1
【详解】
解：由半衰期的定义可知，经t=60天时间后，剩下的放射性元素的质量相同，则A的质量mA经6次衰变，B的质量mB经2次衰变，则有
两种元素原来的质量之比
mA﹕mB=16﹕1
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