放射性元素的衰變 課時(shí)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(cè)

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1、 5.2放射性元素的衰變 課時(shí)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(gè)經(jīng)過一個(gè)半衰期還剩下50個(gè) 2．（釷）經(jīng)過一系列α衰變和β衰變，變成（鉛）。以下說法中錯(cuò)誤的是（　　） A．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子 B．鉛核比釷核少16個(gè)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(shí)準(zhǔn)確地知道光子的動(dòng)量和位置

2、 D．光的波動(dòng)性是因?yàn)楣庾又g有相互作用，彼此相互帶動(dòng) 4．靜止的核發(fā)生衰變后生成核，核能放出一個(gè)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(gè)粒子的核反應(yīng)方程為 D．10個(gè)原子核經(jīng)過一個(gè)半衰期，將產(chǎn)生5個(gè)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(shí)驗(yàn)驗(yàn)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(duì)三星堆遺址新發(fā)現(xiàn)的6個(gè)“祭祀坑”的73份碳屑樣本使用年代檢

3、測(cè)方法進(jìn)行分析，初步判定其中4號(hào)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(huì)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(shí)，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(cè)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(shì)能和動(dòng)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(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)電器的兩箔片張開，可推測(cè)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(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)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(gè)重核結(jié)合成“超重”元素的反應(yīng)時(shí)，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(cè)厚儀，儀器探測(cè)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(hào)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(shí)，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(cè)器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，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(cè)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(shí)可顯示出射線運(yùn)動(dòng)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(gè)質(zhì)子、143個(gè)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(gè)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?cè)雍怂プ兊陌胨テ? 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(gè)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?yàn)檫@束光的光強(qiáng)太小 二、解答題 16．一個(gè)速度為1.64107 m/s的α粒子撞擊一個(gè)靜止的氮核后產(chǎn)生了一個(gè)新核和一個(gè)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(shí)，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(shí)，新核的核電荷數(shù)相對(duì)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(xiàng)A錯(cuò)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(xiàng)B錯(cuò)誤； C．X是電子，其穿透能力比α粒子強(qiáng)，選項(xiàng)C正確； D．衰變是針對(duì)大量元素而言，少數(shù)無意義，選項(xiàng)D錯(cuò)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(gè)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(gè)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(cuò)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(cuò)誤； B．β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來，原子核內(nèi)沒有電子， B錯(cuò)誤； C．根據(jù)不確定性關(guān)系 不可能同時(shí)準(zhǔn)確地知道微觀粒子的位置和動(dòng)量，C正確； D．在光的雙縫干涉實(shí)驗(yàn)中，減小光的強(qiáng)度，讓光子通過雙縫后，光子只能一個(gè)接一個(gè)地到達(dá)光屏，經(jīng)過足夠長時(shí)間，仍然發(fā)現(xiàn)相同的干涉條紋。這表明光的波動(dòng)性不是由光子之間的相互作用引起的，D錯(cuò)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(gè)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(jì)規(guī)律，對(duì)少量原子核不適用，故D錯(cuò)誤； 本題選擇錯(cuò)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(cuò)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(shí)形成的，故B錯(cuò)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(shí)所用的時(shí)間，22920年為四個(gè)半衰期，因此還未發(fā)生衰

12、變的質(zhì)量為 故C錯(cuò)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(huì)影響半衰期，故D錯(cuò)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(huì)成為，故A錯(cuò)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(shí)，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(cuò)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(cuò)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(cuò)誤； B．核的中子數(shù)為個(gè)，核的中子數(shù)

13、為個(gè)，B錯(cuò)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(gè)半衰期，剩余質(zhì)量為，不會(huì)全部衰變?yōu)?，D錯(cuò)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(cuò)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(shì)能核動(dòng)能之和是不守恒的，故C錯(cuò)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(cuò)誤。 故選B。 10．B 【詳解】 A．α粒子散射實(shí)驗(yàn)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(cuò)誤； B．乙圖用紫外線燈照射原來不帶電的鋅板時(shí)，發(fā)現(xiàn)驗(yàn)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(cè)所用紫外線的頻率超過了鋅板的截止頻率，B正確； C．一個(gè)處于n=4能級(jí)的氫原子向低能級(jí)躍遷時(shí)，最多可能發(fā)出3種不同頻率的光，即n=4能級(jí)到n=3能級(jí)，n=3能級(jí)到n=2能級(jí)，n=2能級(jí)到n=1能級(jí)，3種不同頻率的光子，C錯(cuò)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(cuò)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(cuò)誤； B．放射性同位素發(fā)生衰變時(shí)，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(cuò)誤； C．衰變的實(shí)質(zhì)是核里的一個(gè)中子放出一個(gè)電子變?yōu)橐粋€(gè)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(cè)器得到的射線變?nèi)鯐r(shí)，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(cuò)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(shí)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(dòng)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(cuò)誤； D．把云室放到磁場(chǎng)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(cuò)誤； 故選AB。 14．ABE 【解析】 【詳解】 A．原子核中有92個(gè)質(zhì)子、143個(gè)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(cuò)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(cuò)誤； E．一個(gè)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(shí)質(zhì)是原子核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，電子釋放出來，不是來自核外電子，故C錯(cuò)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?yàn)槿肷涔獾念l率較小，故D錯(cuò)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(dòng)方向?yàn)檎较?，碰撞過程中滿足動(dòng)量守恒定律，即 代入數(shù)據(jù)得 17．（1）α衰變時(shí)，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2；（2）β衰變時(shí)，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(dòng)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(shí)，質(zhì)子數(shù)減少2，中子數(shù)減少2； （2）β衰變時(shí)，原子核內(nèi)的中子放出一個(gè)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(dòng)一位。