放射性元素的衰變 課時練-2021-2022學(xué)年高二下學(xué)期物理粵教版（2019）選擇性必修第三冊

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1、 5.2放射性元素的衰變 課時練（解析版） 一、選擇題 1．關(guān)于衰變方程，下列說法正確的是（　?。? A．X是質(zhì)子 B．衰變前后總質(zhì)量保持不變 C．X的穿透能力比α粒子強(qiáng) D．100個經(jīng)過一個半衰期還剩下50個 2．（釷）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成（鉛）。以下說法中錯誤的是（　?。? A．鉛核比釷核少8個質(zhì)子 B．鉛核比釷核少16個中子 C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變 D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變 3．下列說法正確的是（　　） A．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu) B．β衰變說明原子核中存在獨(dú)立的電子 C．不確定性關(guān)系說明不可能同時準(zhǔn)確地知道光子的動量和位置

2、 D．光的波動性是因為光子之間有相互作用，彼此相互帶動 4．靜止的核發(fā)生衰變后生成核，核能放出一個粒子而變成，下列說法不正確的是（　?。? A．粒子本質(zhì)是電子，來源于原子核 B．核發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為 C．核放出一個粒子的核反應(yīng)方程為 D．10個原子核經(jīng)過一個半衰期，將產(chǎn)生5個粒子 5．1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用放射源進(jìn)行了實驗驗證，的衰變方程是，其中是中微子，中微子不帶電，靜止質(zhì)量可忽略。則的衰變方程中表示（　?。? A． B． C． D． 6．2021年3月23日，考古工作者對三星堆遺址新發(fā)現(xiàn)的6個“祭祀坑”的73份碳屑樣本使用年代檢

3、測方法進(jìn)行分析，初步判定其中4號坑最有可能屬于商代晚期。發(fā)生的是衰變，半衰期年。則下列說法正確的是（　?。? A．發(fā)生衰變產(chǎn)生的新核是 B．釋放的核外電子形成射線 C．1g經(jīng)過22920年有發(fā)生了衰變 D．隨著全球變暖，生物體中的衰變會加快 7．下列說法正確的是（　?。? A．經(jīng)一次α衰變后成為 B．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大 C．溫度升高能改變放射性元素的半衰期 D．核反應(yīng)方程應(yīng)遵循質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)守恒 8．銀河系中存在大量的鋁同位素，核衰變的衰變方程為，測得核的半衰期為72萬年，下列說法正確的是（　?。? A．核的質(zhì)量等于核的質(zhì)量

4、 B．核的中子數(shù)大于核的中子數(shù) C．將鋁同位素放置在低溫低壓的環(huán)境中，其半衰期不變 D．銀河系中現(xiàn)有的鋁同位素將在144萬年后全部衰變?yōu)? 9．關(guān)于近代物理學(xué)，下列說法正確的是（　　 ） A．α射線、β射線和γ射線是三種波長不同的電磁波 B．陰極射線的本質(zhì)是高速電子流 C．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中電子的電勢能和動能之和守恒 D．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子光譜的不連續(xù)性，但可以解釋原子的穩(wěn)定性 10．根據(jù)下列四幅圖作出的解釋，正確的是（　?。? A．甲圖中A處和C處都能觀察到大量的閃光點(diǎn) B．乙圖用紫外線燈照射原來不帶電的鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器的兩箔片張開，可推測所

5、用紫外線的頻率超過了鋅板的截止頻率 C．丙圖中一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時可以發(fā)出6種不同頻率的光子 D．丁圖中A為β射線，B為γ射線，C為α射線 11．新元素的合成是探究微觀世界的方式之一，也是材料科學(xué)發(fā)現(xiàn)的必經(jīng)之路。某科學(xué)家在研究某兩個重核結(jié)合成“超重”元素的反應(yīng)時，發(fā)現(xiàn)生成的“超重”元素的核經(jīng)過8次衰變、6次衰變后的產(chǎn)物為。則超重元素的核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是（　?。? A．115，305 B．190，305 C．115，190 D．190，115 12．如圖，軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測厚儀，儀器探測到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān)。已知某車間采用放射性同位素銥-192

6、作為放射源，其化學(xué)符號是Ir， 原子序數(shù)77，通過β衰變放出射線，半衰期為74天，適合透照鋼板厚度10~100mm，下列說法正確的是 （　?。? A．若有2g銥-192，經(jīng)過148天有1.0g沒有衰變 B．放射性同位素發(fā)生衰變時，遵循能量守恒和質(zhì)量守恒 C．衰變產(chǎn)生的新核用X表示，銥-192 的衰變方程為 D．若已知鋼板厚度標(biāo)準(zhǔn)為30 mm，探測器得到的射線變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度大于30 mm，應(yīng)當(dāng)增大熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙 13．關(guān)于威爾遜云室探測射線下列說法正確的是（　?。? A．威爾遜云室內(nèi)充滿飽和蒸汽，射線經(jīng)過時可顯示出射線運(yùn)動的徑跡 B．威爾遜云室中徑跡粗而直的是α射線

7、 C．威爾遜云室中的徑跡細(xì)而長的是γ射線 D．威爾遜云室中顯示粒子徑跡的原因是電離，所以無法由徑跡判斷射線 14．核電站的核能來源于核的裂變，下列說法中正確的是 A．原子核中有92個質(zhì)子、143個中子 B．的一種可能的裂變反應(yīng)方程式為 C．是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度半衰期縮短 D．反應(yīng)后的核廢料已不具有放射性，不需要進(jìn)一步處理 E.一個核裂變的質(zhì)量虧損為Δm=0.215 5 u，則釋放的核能約201 MeV 15．下列說法正確的是（　?。? A．用加熱、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 B．鈾核（）衰變?yōu)殂U核（）的過程中，

8、要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變 C．原子核發(fā)生一次β衰變，該原子外層就失去一個電子 D．一束光照射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，可能是因為這束光的光強(qiáng)太小 二、解答題 16．一個速度為1.64107 m/s的α粒子撞擊一個靜止的氮核后產(chǎn)生了一個新核和一個質(zhì)子，質(zhì)子的速度為3.16107 m/s，且與α粒子的速度方向相同。 ①寫出該核反應(yīng)方程； ②估算新核的速度大小。 17．如圖為α衰變、β衰變示意圖。 （1）當(dāng)原子核發(fā)生α衰變時，原子核的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)如何變化？ （2）當(dāng)發(fā)生β衰變時，新核的核電荷數(shù)相對原來的原子核變化了多少？新核在元素周期表中的位置怎樣變化

9、？ 參考答案 1．C 【詳解】 A．根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，X是電子，選項A錯誤； B．衰變過程釋放能量，根據(jù)質(zhì)能方程，衰變過程總質(zhì)量減小，選項B錯誤； C．X是電子，其穿透能力比α粒子強(qiáng)，選項C正確； D．衰變是針對大量元素而言，少數(shù)無意義，選項D錯誤。 故選C。 2．C 【詳解】 A．鉛核、釷核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90，鉛核比釷核少8個質(zhì)子，A正確，不符合題意； B．鉛核、釷核的中子數(shù)分別為126、142，鉛核比釷核少16個中子，B正確，不符合題意； CD．設(shè)α衰變次數(shù)為x，β衰變次數(shù)為y，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得 解得x＝6，y＝4，C錯誤，

10、符合題意；D正確，不符合題意。 ，故選C。 3．C 【詳解】 A．電子的發(fā)現(xiàn)說明原子具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)， A錯誤； B．β衰變的實質(zhì)是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，原子核內(nèi)沒有電子， B錯誤； C．根據(jù)不確定性關(guān)系 不可能同時準(zhǔn)確地知道微觀粒子的位置和動量，C正確； D．在光的雙縫干涉實驗中，減小光的強(qiáng)度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個接一個地到達(dá)光屏，經(jīng)過足夠長時間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動性不是由光子之間的相互作用引起的，D錯誤。 故選C。 4．D 【詳解】 A．β衰變中產(chǎn)生的電子來源于原子核的內(nèi)部，故A正確； B．根據(jù)質(zhì)

11、量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，核發(fā)生衰變的核反應(yīng)方程為 故B正確； C．根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，核放出一個粒子的核反應(yīng)方程為 故C正確； D．放射性元素的半衰期是統(tǒng)計規(guī)律，對少量原子核不適用，故D錯誤； 本題選擇錯誤的，故選D。 5．A 【詳解】 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，衰變方程為 故A正確，BCD錯誤。 故選A。 6．A 【詳解】 A．發(fā)生衰變的方程為 所以，產(chǎn)生的新核是，故A正確； B．釋放的射線是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時形成的，故B錯誤； C．半衰期是指放射性元素的原子核有一半發(fā)生衰變時所用的時間，22920年為四個半衰期，因此還未發(fā)生衰

12、變的質(zhì)量為 故C錯誤， D．半衰期與外界的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，所以地球氣候變化不會影響半衰期，故D錯誤。 故選A。 7．B 【詳解】 A．根據(jù)核反應(yīng)過程中，核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，知經(jīng)一次α衰變后成為不會成為，故A錯誤； B．氫原子核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收光子，原子的能量增加，故B正確； C．半衰期與物理環(huán)境無關(guān)，故C錯誤； D．核反應(yīng)過程中，核電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒，中子數(shù)不一定守恒，故D錯誤。 故選B。 8．C 【詳解】 A．和的質(zhì)量數(shù)均為相等，但是二者原子核中的質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)不同，所以質(zhì)量不同，A錯誤； B．核的中子數(shù)為個，核的中子數(shù)

13、為個，B錯誤； C．半衰期是原子核固有的屬性，與外界條件無關(guān)，C正確； D．質(zhì)量為的的半衰期為萬年，經(jīng)過萬年為個半衰期，剩余質(zhì)量為，不會全部衰變?yōu)?，D錯誤。 故選C。 9．B 【詳解】 A．α射線是氦核流、β射線是電子流，γ射線是電磁波，故A錯誤； B．陰極射線的本質(zhì)是高速電子流，故B正確； C．根據(jù)玻爾理論可知，氫原子核外電子躍遷過程中氫原子吸收或釋放能量，電子的電勢能核動能之和是不守恒的，故C錯誤； D．經(jīng)典物理學(xué)不能解釋原子光譜的不連續(xù)性，也不能解釋原子的穩(wěn)定性，故D錯誤。 故選B。 10．B 【詳解】 A．α粒子散射實驗中，絕大多數(shù)α粒子穿過金箔后基本上仍沿原

14、來的方向前進(jìn)，少數(shù)α粒子穿過金箔后發(fā)生了大角度偏轉(zhuǎn)，極少數(shù)α粒子甚至被反彈回來，所以甲圖中A處可以觀察到大量的閃光點(diǎn)，B處、C處能觀察到較少閃光點(diǎn)，A錯誤； B．乙圖用紫外線燈照射原來不帶電的鋅板時，發(fā)現(xiàn)驗電器的兩箔片張開，說明有光電子逸出，發(fā)生光電效應(yīng)，可推測所用紫外線的頻率超過了鋅板的截止頻率，B正確； C．一個處于n=4能級的氫原子向低能級躍遷時，最多可能發(fā)出3種不同頻率的光，即n=4能級到n=3能級，n=3能級到n=2能級，n=2能級到n=1能級，3種不同頻率的光子，C錯誤； D．根據(jù)左手定則，丁圖中A為α射線，B為γ射線，C為β射線，D錯誤。 故選B。 11．A 【詳解】

15、 根據(jù)核電荷守恒和質(zhì)量守恒有 故選A。 12．C 【詳解】 A．若有銥，經(jīng)過74天后還有沒有衰變，再過74天（即總共經(jīng)歷148天）還有沒有衰變，故A錯誤； B．放射性同位素發(fā)生衰變時，因遵循能量守恒，放出了能量出現(xiàn)了質(zhì)量虧損，質(zhì)量不守恒，故B錯誤； C．衰變的實質(zhì)是核里的一個中子放出一個電子變?yōu)橐粋€質(zhì)子，反應(yīng)過程中遵循質(zhì)量數(shù)守恒和核電荷數(shù)守恒，故質(zhì)量數(shù)不變核電荷數(shù)加一，衰變方程為 故C正確； D．探測器得到的射線變?nèi)鯐r，說明鋼板厚度增大，應(yīng)當(dāng)減小熱軋機(jī)兩輪之間的厚度間隙，故D錯誤； 故選C。 13．AB 【詳解】 A．威爾遜云室內(nèi)充滿飽和蒸汽，射線經(jīng)過時把

16、氣體電離，過飽和蒸氣以離子為核心凝結(jié)成霧滴，可顯示出射線運(yùn)動的徑跡，所以A正確； B．由于α粒子的電離能力較強(qiáng)，貫穿能力小，所以在云室中的徑跡粗而短，所以B正確； C．爾遜云室中的徑跡細(xì)而長的是 射線，由于射線的電離本領(lǐng)很弱，所以一般看不到徑跡，所以C錯誤； D．把云室放到磁場中由射線的彎曲方向就可以判斷射線所帶的電荷的正負(fù)，所以D錯誤； 故選AB。 14．ABE 【解析】 【詳解】 A．原子核中有92個質(zhì)子、143個中子，故A正確； B．的一種可能的裂變反應(yīng)方程式為： 故B正確； C．是天然放射性元素，常溫下它的半衰期約為45億年，升高溫度后半衰期不變，故C錯誤；

17、 D．反應(yīng)后的核廢料具有放射性，還需要進(jìn)一步處理，故D錯誤； E．一個核裂變的質(zhì)量虧損為Δm=0.215 5 u，釋放的核能約為： ΔE=0.215 5931 MeV≈201 MeV 故E正確。 故選ABE． 15．AB 【詳解】 A.半衰期由原子核本身決定，與外界因素?zé)o關(guān)，故A正確； B.由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知鈾核（）衰變?yōu)殂U核（），的過程中，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得：238=206+84，要經(jīng)過8次衰變，92=82+82-61，6次衰變，故B正確； C.衰變的實質(zhì)是原子核中的一個中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€質(zhì)子和一個電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，故C錯誤； D.一束光照

18、射到某種金屬上不能發(fā)生光電效應(yīng)，是因為入射光的頻率較小，故D錯誤； 故選AB． 16．① ② 【詳解】 ①α粒子是氦核，由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得 ②規(guī)定α粒子的運(yùn)動方向為正方向，碰撞過程中滿足動量守恒定律，即 代入數(shù)據(jù)得 17．（1）α衰變時，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2；（2）β衰變時，新核的核電荷數(shù)增加1.新核在元素周期表中的位置向后移動一位。 【詳解】 （1）根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知，α衰變時，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2； （2）β衰變時，原子核內(nèi)的中子放出一個電子變成質(zhì)子，因此新核的核電荷數(shù)增加1；新核在元素周期表中的位置向后移動一位。