吉林省人教版物理高二選修2-3 5.2原子核衰變同步訓(xùn)練

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1、吉林省人教版物理高二選修2-3 5.2原子核衰變同步訓(xùn)練 姓名:________ 班級:________ 成績:________ 一、 選擇題 (共15題；共30分) 1. （2分） 以下說法中正確的是（ ） A . 原子的核式結(jié)構(gòu)學(xué)說，是盧瑟福根據(jù)天然放射實(shí)驗(yàn)提出來的 B . 核反應(yīng)方程： Be＋ He―→ C＋X中的X為質(zhì)子 C . C的半衰期為5730年，若測得一古生物遺骸中的 C含量只有活體中的 ，則此遺骸距今約有17 190年 D . 一群氫原子處在n＝4的能級，躍遷到較低能級時，輻射的光譜線條數(shù)為4條 2

2、. （2分） (2019高二下河南月考) 關(guān)于原子核，下列說法正確的是（ ） A . 原子核的結(jié)合能是組成原子核的所有核子的能量總和 B . 鐳226衰變?yōu)殡?22的半衰期為1620年，也就是說100個鐳226核經(jīng)過1620年的一定還剩下50個鐳226沒有發(fā)生衰變 C . 是核裂變 D . 在天然放射現(xiàn)象中放出的β射線是電子流，該電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，從原子核中輻射出來的 3. （2分） (2017高二下株洲期中) 關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法中正確的是（ ） A . 由半衰期的定義可知：原子核衰變的速度是均勻的 B . 100 個原子核經(jīng)過一

3、個半衰期后，一定衰變了50個核 C . 半衰期與外界壓強(qiáng)和溫度有關(guān)，與原子的化學(xué)狀態(tài)無關(guān) D . 半衰期可以用于測定地質(zhì)年代、生物年代等 4. （2分） (2017高三上湖南開學(xué)考) 某放射性元素經(jīng)過11.4天有 的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為（ ） A . 11.4天 B . 7.6天 C . 3.8天 D . 2.85天 5. （2分） 已知 、 、 的靜止質(zhì)量分別是226.0254u、222.0175u、4.0026u，u為原子質(zhì)量單位，且1u相當(dāng)于931.5MeV。當(dāng) 發(fā)生α衰變時，下列說法正確的是（ ） A . 的質(zhì)量等于組成它的核子

4、的質(zhì)量之和 B . 發(fā)生一次α衰變釋放的核能為4.93695MeV C . 因 的比結(jié)合能比 小，所以 比 更穩(wěn)定 D . 一個靜止的 發(fā)生一次α衰變，產(chǎn)生的 和 的速度之比約為111：2 6. （2分） 下列說法正確的是（ ） A . 電子的衍射現(xiàn)象說明實(shí)物粒子具有波動性 B . 235U的半衰期約為7億年，隨地球環(huán)境的變化，半衰期可能變短 C . 原子核內(nèi)部某個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r，放出β射線 D . 在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最弱 7. （2分） 下列說法正確的是（ ） A . 用γ射線治療腫瘤時一定要嚴(yán)

5、格控制劑量，以免對人體正常組織造成太大的傷害 B . 兩個質(zhì)子間，不管距離如何，總有核力存在，且核力總是大于庫侖力 C . 放射性元素的半衰期與原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)有關(guān) D . 核子結(jié)合成原子核一定有質(zhì)量虧損，釋放出能量 8. （2分） (2018高三上濟(jì)寧月考) 以下說法中正確的是（ ） A . β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時所產(chǎn)生的 B . 若使放射物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小 C . 湯姆生通過對陰極射線的研究發(fā)現(xiàn)了電子，從而證明了原子核可再分 D . 衰變?yōu)? 的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次 衰變 9. （2分） (2019高

6、二下廈門期中) 14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)l4C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少。現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一。下列說法正確的是（ ） A . 該古木的年代距今約5700年 B . 12C、13C、14C具有相同的中子數(shù) C . 14C衰變?yōu)?4N的過程中放出 射線 D . 增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變 10. （2分） (2017高二下海南期末) 實(shí)驗(yàn)觀察到，靜止在勻強(qiáng)磁場中A點(diǎn)的原子核發(fā)生β衰變，衰變產(chǎn)生的新核與電子恰在紙面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)動方

7、向和軌跡示意如圖．則（ ） A . 軌跡1是電子的，磁場方向垂直紙面向外 B . 軌跡2是電子的，磁場方向垂直紙面向外 C . 軌跡1是新核的，磁場方向垂直紙面向里 D . 軌跡2是新核的，磁場方向垂直紙面向里 11. （2分） 鈾核可以發(fā)生衰變和裂變，鈾核的（ ） A . 衰變和裂變都能自發(fā)發(fā)生 B . 衰變和裂變都不能自發(fā)發(fā)生 C . 衰變能自發(fā)發(fā)生而裂變不能自發(fā)發(fā)生 D . 衰變不能自發(fā)發(fā)生而裂變能自發(fā)發(fā)生 12. （2分） (2018高二下沂南期中) 下列說法中正確的是（ ） A . 普朗克提出了量子化假設(shè) B . 將核子束縛在原子核內(nèi)

8、的力是電磁力 C . 結(jié)合能越大，原子核結(jié)構(gòu)一定越穩(wěn)定 D . β衰變中放出的β射線是核外電子掙脫原子核的束縛而形成的 13. （2分） 關(guān)于天然放射性，下列說法不正確的是（ ） A . 所有元素都可能發(fā)生衰變 B . 放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān) C . 放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性 D . α、β和γ三種射線，γ射線的穿透力最強(qiáng) 14. （2分） (2017高二下故城期中) 若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為10天，相同質(zhì)量的A和B，經(jīng)過20天后，剩下的質(zhì)量之比mA：mB（ ） A . 30：31 B . 31：30 C .

9、1：8 D . 2：1 15. （2分） 某原子核A先進(jìn)行一次β衰變變成原子核B，再進(jìn)行一次α衰變變成原子核C，則（ ） A . 核C的質(zhì)子數(shù)比核A的質(zhì)子數(shù)少2 B . 核A的質(zhì)量數(shù)減核C的質(zhì)量數(shù)等于3 C . 核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于3 D . 核A的中子數(shù)減核C的中子數(shù)等于5 二、 填空題 (共5題；共10分) 16. （2分） 某放射性元素經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，變成一種新原子核，新原子核比原來的原子核質(zhì)子數(shù)減少________，中子數(shù)減少________． 17. （2分） (2016南京模擬) 如圖所示，x為放射源，L為一紙板，紙板與計(jì)數(shù)器之間有強(qiáng)

10、磁場B．當(dāng)強(qiáng)磁場移開時，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明放射源中沒有________（選填“α”、“β”或“γ”）粒子；將紙板L移開，計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)率大幅度上升，這表明放射源中有________（選填“α”、“β”或“γ”）粒子． 18. （2分） (2017高二下株洲期中) 如圖所示，兩個相切的圓表示一個靜止的原子序數(shù)大于 80 的原子核發(fā)生某種衰變后，產(chǎn)生的兩種運(yùn)動粒子在勻強(qiáng)磁場中的運(yùn)動軌跡，則此原子核發(fā)生________衰變（填“α”“β”“γ”），其中輻射出來的射線軌跡是________（填“大圓”或“小圓”） 19. （3分） (2017高二下南陽期中) 在下列的核反應(yīng)方程中，屬于α衰變

11、的是________，屬于裂變的是________，屬于聚變的是________．（填正確答案標(biāo)號） A． U→ Th+ He B． H+ H→ He+ n C． U+ n→ Xe+ Sr+2 n D． N+ He→ O+ H． 20. （1分） (2017高二下海南期末) 碳11的半衰期τ為20min，經(jīng)1.0h剩余碳11的質(zhì)量占原來的________． 三、 計(jì)算題 (共5題；共65分) 21. （15分） (2019高二下通榆月考) 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，一個靜止的放射性原子核發(fā)生了一次α衰變。放射出的α粒子( He)在與磁場垂直的平

12、面內(nèi)做圓周運(yùn)動，其軌道半徑為R。以m、q分別表示α粒子的質(zhì)量和電荷量。 （1） 放射性原子核用 X表示，新核的元素符號用Y表示，寫出該α衰變的核反應(yīng)方程； （2） α粒子的圓周運(yùn)動可以等效成一個環(huán)形電流，求圓周運(yùn)動的周期和環(huán)形電流大?。? （3） 設(shè)該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動能，新核的質(zhì)量為M，求衰變過程的質(zhì)量虧損Δm。 22. （10分） 钚的放射性同位素 靜止時衰變?yōu)殁櫤? 和α粒子，并放出能量為0.097MeV的γ光子，其它的能量都轉(zhuǎn)化為 和α粒子的動能．已知： 、 和α粒子的質(zhì)量分別為mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝

13、4.0026u，1u＝931.5MeV/c2. （1） 寫出衰變方程. （2） 求α粒子的動能（忽略γ光子的動量）． 23. （15分） (2017北京模擬) 1898年7月居里夫婦發(fā)現(xiàn)了一種放射性極強(qiáng)的元素，為了紀(jì)念自己的祖國波蘭把這種新元素定名為釙，同時由于對放射性的研究獲得了諾貝爾物理學(xué)獎．吸煙有害健康，香煙中含有釙210，84210Po是一種很強(qiáng)的放射性同位素，為了探測放射線的性質(zhì)，真空室中在放射源釙210的對側(cè)放有一熒光屏，可以根據(jù)熒光屏上的打點(diǎn)情況來檢測放射線的強(qiáng)弱． （1） 在放射源與熒光屏之間不加任何場時發(fā)現(xiàn)熒光屏的中間有閃光產(chǎn)生，當(dāng)施加一垂直的勻強(qiáng)磁場

14、，發(fā)現(xiàn)熒光屏的閃光都向一側(cè)偏移，撤去磁場在放射源與熒光屏中間放一厚紙，發(fā)現(xiàn)熒光屏上沒有閃光產(chǎn)生，請你根據(jù)上面的情況分析判斷是什么射線，同時寫出衰變方程（新原子核用Y表示） （2） 用α粒子轟擊氮原子核打出了一種新的粒子，根據(jù)這種粒子在電場和磁場中的運(yùn)動情況，測出了它的比荷．如圖為同步加速器模型，M、N為兩塊中心開有小孔的平行金屬板，新的粒子（不計(jì)重力）從M板小孔飄入板間，初速度可視為零，每當(dāng)進(jìn)入板間，兩板的電勢差變?yōu)閁，粒子得到加速，當(dāng)離開N板時，兩板的電荷量均立即變?yōu)榱悖畠砂逋獠看嬖诖怪奔埫嫦蚶锏膭驈?qiáng)磁場，粒子在磁場作用下做半徑為R的圓周運(yùn)動，R遠(yuǎn)大于板間距離，經(jīng)電場多次加速，動能不斷

15、增大，為使R保持不變，磁場必須相應(yīng)的變化．不計(jì)粒子加速時間及其做圓周運(yùn)動此時的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相應(yīng)的變化，不計(jì)粒子的加速時間及其做圓周運(yùn)動此時的電磁輻射，不考慮磁場變化對粒子速度的影響及相對論效應(yīng)，開始時磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0，求這種粒子的比荷以及運(yùn)動第n周時磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度Bn； （3） α粒子以初速度v0轟擊靜止的氮14原子核打出一種新的粒子，同時產(chǎn)生一個新的原子核，新的粒子速度為3v0，且方向不變，反應(yīng)過程中釋放的能量完全轉(zhuǎn)化為系統(tǒng)的動能，已知中子質(zhì)量為m，質(zhì)子質(zhì)量和中子質(zhì)量相等，光速為c，試計(jì)算此反應(yīng)過程中的質(zhì)量虧損． 24. （10分） (2017高二下蘭

16、州期末) 如圖所示，有界的勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=0.05T，磁場方向垂直于紙面向里，MN是磁場的左邊界．在磁場中A處放一個放射源，內(nèi)裝 Ra， Ra放出某種射線后衰變成 Rn． （1） 寫出上述衰變方程； （2） 若A處距磁場邊界MN的距離OA=1.0m時，放在MN左側(cè)邊緣的粒子接收器收到垂直于邊界MN方向射出的質(zhì)量較小的粒子，此時接收器距過OA的直線1.0m．求一個靜止 Ra核衰變過程中釋放的核能有多少？（取1u=1.610﹣27 kg，e=1.610﹣19 C，結(jié)果保留三位有效數(shù)字） 25. （15分） (2017高二下巨鹿期中) 钚的放射性同位素94239Pu

17、靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài)92235U和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)92235U立即衰變?yōu)殁櫤?2235U，并放出能量為0.097MeV的γ光子．已知：94239Pu、92235U和α粒子的質(zhì)量分別為mPu=239.0521u、mU=235.0439u和mα=4.002 6u，1u的質(zhì)量相當(dāng)于931.5MeV的能量． （1） 寫出衰變方程； （2） 計(jì)算釋放的核能；（保留4位小數(shù)） （3） 已知衰變放出的光子的動量可忽略，求α粒子的動能．（保留3位小數(shù)） 第 13 頁 共 13 頁 參考答案 一、 選擇題 (共15題；共30分) 1-1、 2-1、 3-1、 4-1、 5-1、 6-1、 7-1、 8-1、 9-1、 10-1、 11-1、 12-1、 13-1、 14-1、 15-1、 二、 填空題 (共5題；共10分) 16-1、 17-1、 18-1、 19-1、 20-1、 三、 計(jì)算題 (共5題；共65分) 21-1、 21-2、 21-3、 22-1、 22-2、 23-1、 23-2、 23-3、 24-1、 24-2、 25-1、 25-2、 25-3、