新版高中物理5.2 放射性元素的衰變 練習(xí)-2020-2021學(xué)年【新教材】人教版（2019）高中物理選擇性必修三

第=page22頁(yè)，共=sectionpages22頁(yè)放射性元素的衰變練習(xí)一、單選題關(guān)于原子核、原子核的衰變、核能，下列說(shuō)法正確的是(????)A.原子核的結(jié)合能越大，原子核越穩(wěn)定

B.任何兩個(gè)原子核都可以發(fā)生核聚變

C.?92238U衰變成?82206Pb要經(jīng)過(guò)8次β衰變和6次α衰變已知Co60的衰變方程為2760Co→2860Ni+X，半衰期為5.27年，則X和1克Co60A.質(zhì)子0.5克 B.電子0.5克 C.質(zhì)子0.25克 D.電子0.25克放射性同位素釷?90232T?經(jīng)一系列α、β衰變后生成氡?A.每經(jīng)過(guò)一次α衰變?cè)雍说馁|(zhì)量數(shù)會(huì)減少2個(gè)

B.每經(jīng)過(guò)一次β衰變?cè)雍说馁|(zhì)子數(shù)會(huì)增加1個(gè)

C.放射性元素釷?90232T?的原子核比氡?86220Rn原子核的中子數(shù)少4個(gè)

D.釷?90232T?衰變成氡?某些放射性元素如?93237Np半衰期很短，在自然界很難被發(fā)現(xiàn)，可以在實(shí)驗(yàn)室使用人工的方法發(fā)現(xiàn)。已知?93237Np經(jīng)過(guò)一系列α衰變和βA.?83209Bi子核比?93237Np的原子核少28個(gè)中子

B.衰變過(guò)程中共發(fā)生了4次α衰變和7次β衰變

C.衰變過(guò)程中共有4個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子

D.若關(guān)于核反應(yīng)方程?23892U→?23490Th+X，下列說(shuō)法正確的是A.此核反應(yīng)一定會(huì)釋放能量

B.通過(guò)降低溫度的方法，一定能縮短U的半衰期

C.此核反應(yīng)方程中的X代表的粒子為氫原子核

D.鈾核的比結(jié)合能大于釷核的比結(jié)合能放射性衰變通常都有一定的周期，并且不因物理或化學(xué)環(huán)境而改變，這就是放射性可用于確定年代的原因。由于一個(gè)原子的衰變是自然地發(fā)生的，即不能預(yù)知何時(shí)會(huì)發(fā)生，因此會(huì)以概率來(lái)表示。關(guān)于原子核的衰變，下列說(shuō)法正確的是A.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，但半衰期會(huì)發(fā)生變化

B.在原子核的衰變中放出α射線的為α衰變，放出β射線的為β衰變，放出γ射線的為γ衰變

C.某原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變和兩次β衰變，核內(nèi)中子減少6個(gè)

D.放射性原子核在發(fā)生α衰變、β衰變時(shí)，形成的新原子核會(huì)輻射γ光子，形成γ射線下列說(shuō)法正確的是(????)A.用不可見(jiàn)光照射金屬一定比用可見(jiàn)光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能大

B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)

C.核反應(yīng)方程：?49Be+?24He→?612C+x中的x為質(zhì)子

碘131是元素碘的一種放射性同位素，為人工放射性同位素，其半衰期為8.3天，可用于診斷和治療甲狀腺疾病。53131I核發(fā)生衰變時(shí)會(huì)產(chǎn)生β粒子和原子核X，同時(shí)放出γ射線，下列有關(guān)該元素及其衰變過(guò)程的說(shuō)法中正確的是(

A.衰變時(shí)產(chǎn)生的β粒子來(lái)自于核外電子

B.原子核X的中子數(shù)為77

C.碘131進(jìn)入人體后半衰期會(huì)變長(zhǎng)

D.γ射線是53131以下核反應(yīng)方程中屬于a衰變的是(????)A.?24He+?49Be→釷具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓h，同時(shí)伴隨有γ射線產(chǎn)生，其方程為+x，釷的半衰期為24天．則下列說(shuō)法中正確的是(

)A.x為質(zhì)子

B.x是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的

C.γ射線是釷原子核放出的

D.1g釷經(jīng)過(guò)120天后還剩0.2g釷二、多選題關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是(????)A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大

B.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的

C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)

D.鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82206Pb)的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次1934年，約里奧—居里夫婦用α粒子轟擊鋁箔，首次產(chǎn)生了人工放射性同位素X，反應(yīng)方程為：24He+1327Al→X+01n。A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等 B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)少1

C.X的電荷數(shù)比1327Al的電荷數(shù)多2 D.X的質(zhì)量數(shù)與下列說(shuō)法正確的是(????)A.氘核分離成質(zhì)子與中子的過(guò)程中需要吸收的最小能量就是氘核的結(jié)合能

B.氪90(3690Kr)經(jīng)過(guò)一系列衰變成為穩(wěn)定的鋯90(4090Zr)要經(jīng)過(guò)1次α衰變和4次β日本地震造成的核泄漏，對(duì)周邊環(huán)境的污染是由放射性元素造成的，下列有關(guān)放射性元素的說(shuō)法中正確的是(

)A.β射線與γ射線一樣都是電磁波，但穿透本領(lǐng)遠(yuǎn)比γ射線弱

B.氡的半衰期為3.8天，4個(gè)氡原子核經(jīng)過(guò)7.6天后就一定只剩下1個(gè)氡原子

C.92238U衰變成82206Pb要經(jīng)過(guò)6次β衰變和8次α衰變

三、填空題放射性同位素614C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來(lái)判定古生物體的年代。宇宙射線中高能量中子碰撞空氣中的氮原子后，就會(huì)形成很不穩(wěn)定的614C，它很容易發(fā)生β衰變，變成一個(gè)新核，其半衰期為5730年。該衰變的核反應(yīng)方程式為_(kāi)_______。614C的生成和衰變通常是平衡的，即生物機(jī)體中614C的含量是不變的。當(dāng)生物體死亡后，機(jī)體內(nèi)614?2760Co發(fā)生一次β衰變后變?yōu)镹i，其衰變方程為_(kāi)_____在該衰變過(guò)程中還發(fā)出頻率為ν1、(1)用同一光電管研究a、b兩種單色光產(chǎn)生的光電效應(yīng)，得到光電流I與光電管兩極間所加電壓U的關(guān)系如圖。則a光光子的頻率____b光光子的頻率(選填“大于”“小于”或“等于”);且a光的強(qiáng)度____b光的強(qiáng)度(選填“大于”“小于”或“等于”)。

(2)一個(gè)靜止的原子核，衰變時(shí)放出一個(gè)質(zhì)量為m1、速率為v1的粒子，同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)質(zhì)量為m2的反沖新核和一個(gè)光子，測(cè)得新核的速率為v2、光子與新核運(yùn)動(dòng)方向相同。已知普朗克常量為h，寫(xiě)出該衰變的方程并_______求出光子的波長(zhǎng)λ=?14C發(fā)生放射性衰變?yōu)?14N，半衰期約為5700年。已知植物存活其間，其體內(nèi)?14C與?12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，?14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過(guò)測(cè)量得知，某古木樣品中?14C答案和解析1.【答案】D【解析】解：A、比結(jié)合能越大原子核越穩(wěn)定，原子核的結(jié)合能越大，原子核不一定越穩(wěn)定，故A錯(cuò)誤；

B、只有較小的原子核才會(huì)發(fā)生聚變，故B錯(cuò)誤；

C、鈾核(?92238U)衰變?yōu)殂U核(?82206Pb)的過(guò)程中，α衰變一次質(zhì)量數(shù)減少4個(gè)，次數(shù)n=238?2064=8，

β衰變的次數(shù)為n=8×2+82?92=6要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變，故C錯(cuò)誤；

D、α粒子為氦核，由兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子組成，所以發(fā)生α衰變時(shí)，新核與原來(lái)的原子核相比，中子數(shù)減少了2，故D正確；

衰變，及知道衰變的種類，注意原子核穩(wěn)定與比結(jié)合能有關(guān)，與結(jié)合能無(wú)關(guān)．

2.【答案】B

【解答】

原子核衰變過(guò)程的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)均守恒，可得X為電子；

1克Co60中有大量的原子核，1克Co60經(jīng)過(guò)5.27年后，還有m=(12)tT?m0=(12)5.275.27×1g=0.5g沒(méi)有衰變，選項(xiàng)B正確，ACD錯(cuò)誤。

3.【答案】B

【解答】

A經(jīng)過(guò)一次α衰變，電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，故A錯(cuò)誤；

B經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，質(zhì)子數(shù)等于電荷數(shù)，則質(zhì)子數(shù)增加1個(gè)，故B正確；

C元素釷?90232T?的原子核的質(zhì)量數(shù)為232，質(zhì)子數(shù)為90，則中子數(shù)為142，氡?86220Rn原子核的質(zhì)量數(shù)為220，質(zhì)子數(shù)為86，則中子數(shù)為134，可知放射性元素釷?90232T?的原子核比氡?86220Rn原子核的中子數(shù)多8個(gè)，故【解析】解：A、?83209Bi子核比?93237Np少10個(gè)質(zhì)子，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)總共少237?209=28，故?83209Bi的原子核比?93237Np少18個(gè)中子，故A錯(cuò)誤；

B、設(shè)?83209Bi變?yōu)?93237Np需要經(jīng)過(guò)x次α衰變和y次β衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒則有：93=2x?y+83，4x=237?209，所以解得：x=7，y=4，即衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變。故B錯(cuò)誤；

C、衰變過(guò)程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變，所以衰變過(guò)程中共有4個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子，故C正確；

D，根據(jù)衰變前后質(zhì)量數(shù)守恒可知，該說(shuō)法是不可能的，故D錯(cuò)誤。

5.【答案】A

【解答】C.由電荷數(shù)守恒與質(zhì)量數(shù)守恒可知x的質(zhì)量數(shù)為4，電荷數(shù)為2，核反應(yīng)方程為

所以此核反應(yīng)方程中的x代表的粒子為α粒子，故C錯(cuò)誤;

B.半衰期與外界的溫度等條件無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤;

A.此反應(yīng)為α衰變，由于發(fā)生質(zhì)量虧損釋放能量，故A正確

D、鈾核的比結(jié)合能小于釷核的比結(jié)合能，故D錯(cuò)誤;

6.【答案】D

【解答】

A.放射性元素的半衰期只與原子核結(jié)構(gòu)有關(guān)，與溫度或與其他元素構(gòu)成的化合物等因素?zé)o關(guān)，因此，放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，但半衰期不會(huì)發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤；

B.在α衰變、β衰變中會(huì)有γ射線放出，沒(méi)有γ衰變，故B錯(cuò)誤；

C.原子核經(jīng)過(guò)一次α衰變，電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少4，經(jīng)過(guò)兩次β衰變，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)增加2，則整個(gè)過(guò)程中電荷數(shù)不變，質(zhì)量數(shù)減少4，所以中子減數(shù)少4，故C錯(cuò)誤；

D.放射性原子核在發(fā)生α衰變和β衰變后產(chǎn)生的新核往往處于高能級(jí)，這時(shí)它要向低能級(jí)躍遷，因此γ射線經(jīng)常伴隨α射線和β射線產(chǎn)生，故D正確。

7.【答案】B

【解答】

A.不可見(jiàn)光的頻率不一定比可見(jiàn)光的頻率大，則用不可見(jiàn)光照射金屬不一定比用可見(jiàn)光照射同種金屬產(chǎn)生的光電子的初動(dòng)能大，故A錯(cuò)誤；

B.α粒子散射實(shí)驗(yàn)中極少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉(zhuǎn)是盧瑟福猜想原子核式結(jié)構(gòu)模型的主要依據(jù)，故B正確；

C.根據(jù)電荷數(shù)守恒，質(zhì)量數(shù)守恒知，x的電荷數(shù)為0，質(zhì)量數(shù)為1，則x為中子，故C錯(cuò)誤；

D.測(cè)得一古生物遺骸中的?614

C含量只有活體中的18，知經(jīng)過(guò)了3個(gè)半衰期，則此遺骸距今約有17190年，故D錯(cuò)誤。

8.【答案】B

【解答】

A.放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，故A錯(cuò)誤；

B.53131I核中含有的中子數(shù)為131?53=78，發(fā)生β衰變時(shí)，其中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子，故原子核X的中子數(shù)為77，故B正確；

C.原子核的半衰期與物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故C錯(cuò)誤；

D.γ射線是衰變后產(chǎn)生的新核處于高能級(jí)狀態(tài)，自發(fā)向低能級(jí)躍遷時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤。

9.【答案】D

【解答】

A.核反應(yīng)方程?24He+?49Be→?01n+?612C，是人工核反應(yīng)方程。故A錯(cuò)誤；

B.核反應(yīng)方程?714N+?24He→?817O+?11H；是人工核反應(yīng)方程，是發(fā)現(xiàn)質(zhì)子的核反應(yīng)方程，不屬于α衰變。故B錯(cuò)誤；

C.核反應(yīng)方程?90234T?→?91234Pa+??10e，釋放出一個(gè)電子，是β衰變的過(guò)程。故C錯(cuò)誤；

D.核反應(yīng)方程?92238【解答】

A.半衰期由元素本身決定，與元素所處物理、化學(xué)環(huán)境無(wú)關(guān)，故A錯(cuò)誤；

B.β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核的一個(gè)中子變?yōu)橘|(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子，故B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)α、β、γ三種射線性質(zhì)可知，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)，故C正確；

D.92238U的質(zhì)子數(shù)為92，82206Pb的質(zhì)子數(shù)為82，因而鉛核比鈾核少10個(gè)質(zhì)子，注意到一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，故α衰變的次數(shù)為x=238?2064=8次，再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律來(lái)判定β衰變的次數(shù)y應(yīng)滿足：2x?y+82=92，y=2x?10=6次，故D正確。

12.【答案】AC

【解答】

設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為M，電荷數(shù)為A，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：4+27=1+M；2+13=0+A

解得：M=30，A=15；

設(shè)Y的質(zhì)量數(shù)為M′，電荷數(shù)為A′，根據(jù)核反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可知：30=M′+0；15=A′+1

解得：M′=30，A′=14；

A.X的質(zhì)量數(shù)與Y的質(zhì)量數(shù)相等，都是30，故A正確；

B.X的電荷數(shù)比Y的電荷數(shù)多1，故B錯(cuò)誤；

C.X的電荷數(shù)為15，比鋁的電荷數(shù)多2，故C正確；

D.X的質(zhì)量數(shù)為30，和鋁的質(zhì)量數(shù)不相等，故D錯(cuò)誤。

13.【答案】AD

【解答】

A.氘核分離成質(zhì)子與中子的過(guò)程中需要吸收的最小能量就是氘核的結(jié)合能，故A正確。

B.氪903690Kr經(jīng)過(guò)一系列衰變成為穩(wěn)定的鋯90(4090Zr)要經(jīng)過(guò)4次β衰變，故B錯(cuò)誤；

C、β衰變中產(chǎn)生的β射線實(shí)際上是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子同時(shí)釋放一個(gè)電子，故C錯(cuò)誤；

D、半衰期是指大量該元素的原子核中有半數(shù)發(fā)生衰變所需要的時(shí)間，故D正確；

14.【答案】CD

【解答】

A.β射線的實(shí)質(zhì)是電子流，γ射線的實(shí)質(zhì)是電磁波，γ射線的穿透本領(lǐng)比較強(qiáng)，故A錯(cuò)誤；

B.半衰期對(duì)大量的原子核適用，對(duì)少量的原子核不適用，故B錯(cuò)誤；

C.因?yàn)棣滤プ兊馁|(zhì)量數(shù)不變，所以α衰變的次數(shù)n=238?2064=8，在α衰變的過(guò)程中電荷數(shù)總共少16，則β衰變的次數(shù)m=16?101=6，故【解析】解：發(fā)生一次β衰變后，原來(lái)的原子核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1，故衰變方程：?2760Co→???2860Ni?+?10e

每個(gè)光子的能量為hv，頻率為ν1、ν2的兩個(gè)光子的能量分別是?v1和?v2，其總能量為