5.2放射性元素的衰变 达标作业（word解析版）

2021-2022学年粤教版（2019）选择性必修第三册
5.2放射性元素的衰变 达标作业（解析版）
1．约里奥-居里夫妇用a粒子轰击铝，产生了第一个人工放射性原子核X，其核反应方程为：，则原子核X的原子序数和质量数分别为（　　）
A．15、28
B．15、30
C．16、30
D．17、31
2．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展。下列说法符合事实的是（　　）
A．康普顿通过“油滴”实验，测出了电子的带电量
B．查德威克用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了质子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂的结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
3．下列说法正确的是（　　）
A．电子的发现说明原子核有复杂结构
B．β衰变说明原子核中存在独立的电子
C．不确定性关系说明不可能同时准确地知道光子的动量和位置
D．光的波动性是因为光子之间有相互作用，彼此相互带动
4．铀是一种放射性元素，能放射出和射线，在自然界中分布极少，主要用来产生原子能。一块含铀矿石的质量为，其中铀的质量为，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为，则经过时间（　　）
A．这块矿石的质量为 B．这块矿石中铀的质量为
C．这块矿石的质量为 D．这块矿石中铅的质量为
5．为了说明用α粒子轰击氮打出了质子是怎样的一个物理过程，布拉凯特在充氮云室中，用α粒子轰击氮，在他拍摄的二万多张照片中，终于从四十多万条α粒子径迹中发现了8条产生分叉，这一实验说明了（　　）
A．α粒子的数目很少，与氮发生相互作用的机会很少
B．氮气的密度很小，α粒子与氮接触的机会很少
C．氮核很小，α粒子接近氮核的机会很少
D．氮气和α粒子的密度都很小，致使它们接近的机会很少
6．关于下列四幅图的表述，正确的是（　　）
A．图甲表示随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
B．图乙中的射线测厚装置是利用γ射线的穿透能力来自动控制的
C．图丙中电子衍射实验说明∶电子的动量越大，物质波的波长越长
D．图丁光电效应现象中，光电流与电压的关系表明遏止电压与光的强度有关
7．Se发生β衰变成为，假设含Se材料中发生β衰变产生的电子可以全部定向移动形成5.0×10-8A的平均电流，已知电子的电荷量为1.6×10-19C，则在3.2s时间内发生β衰变的Se的个数为（　　）
A．1×1011个 B．2×1011个 C．5×1011个 D．1×1012个
8．放射性元素针（）发生衰变时，会产生一种未知元素，并放出射线，下列说法正确的是（　　）
A．射线的穿透能力比射线强 B．未知元素的原子核核子数为208
C．未知元素的原子核中子数为124 D．这种核反应称为原子核的人工转变
9．有一名病人突然发病昏厥，医生用进行诊断，通过体外跟踪，迅速查出病因。这是利用了所放出的（　　）
A．热量 B．射线 C．射线 D．射线
10．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是（　　）
A．汤姆逊发现了电子，并首先提出了原子的核式结构模型
B．α粒子散射实验的重要发现是电荷是量子化的
C．密立根通过油滴实验测量出了的电子的电荷量
D．贝克勒尔提出了光电效应方程
11．有些放射性元素要经历一系列的衰变才能稳定，关于X、Y、Z三个原子核的衰变方程如下：X→＋8＋6；Y→＋7＋4；Z→＋6＋4。根据以上方程可以推断在X、Y和Z中，下列说法正确的是（　　）
A．Z的中子数小于Y的中子数
B．Y的质量数大于X的质量数
C．X、Y和Z互为同位素
D．Z的核电荷数大于Y的核电荷数
12．下列说法正确的是（　　）
A．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是α射线
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性
C．红外体温计是依据体温计发射红外线来测体温的
D．半衰期跟放射性元素以单质或化合物形式存在有关
13．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性元素的说法中正确的是（ ）
A．射线与射线一样都是电磁波，但穿透本领远比射线弱
B．氡的半衰期为天，4个氡原子核经过天后就一定只剩下1个氡原子核
C．衰变成要经过4次衰变和7次衰变
D．放射性元素发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
14．以下说法正确的是（ ）
A．机械波的波速取决于介质，且波的传播速度总是与质点振动方向垂直，而电磁波的波速由介质和频率共同决定
B．一束白光穿过玻璃砖，各种单色光在玻璃砖中的速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小
C．电磁波谱中，从无线电波到射线频率不断变大，不同波段的电磁波产生机理不同， 其中三种射线中射线穿透能力最强
D．光纤通信利用了全反射原理，光纤由内芯和外套两层组成，内芯的折射率大于外套的折射率
E.夜晚人们看到的天上星星的位置总比其实际位置低
F.肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，增透膜厚度应为光波在此膜中波长的
G.引力波是爱因斯坦在100年前提出广义相对论时所预言的一种以光速传播的时空波动，广义相对论还告诉我们，强引力的星球附近，时间进程会变快
15．下列说法正确的是( )
A．β射线的穿透能力比γ射线强
B．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
C．电子的衍射图样表明实物粒子也具有波动性
D．大量处于n＝3激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子
16．一质子束入射到静止靶核上．产生如下核反应： ， 式中P代表质子．n代表中子，X代表核反应产生的新核，由反应式可知．新核X的质子数为多少？中子数为多少？
17．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古代生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成，很不稳定，易发生衰变，其半衰期为5720年，放出β射线，试写出有关核反应方程。
(2)若测得一古生物体遗骸中含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？
参考答案
1．B
【详解】
设X的质量数为M，电荷数为A，根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒可知
解得
故其原子序数为15，质量数为30
故选B。
2．C
【详解】
A．密立根通过“油滴”实验，测出了电子的带电量。A错误；
B．卢瑟福用α粒子轰击N获得反冲核O，发现了质子。B错误；
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂的结构。C正确；
D．卢瑟福通过α粒子散射实验，提出了原子核式结构模型。D错误。
故选C。
3．C
【详解】
A．电子的发现说明原子具有复杂的结构， A错误；
B．β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，原子核内没有电子， B错误；
C．根据不确定性关系
不可能同时准确地知道微观粒子的位置和动量，C正确；
D．在光的双缝干涉实验中，减小光的强度，让光子通过双缝后，光子只能一个接一个地到达光屏，经过足够长时间，仍然发现相同的干涉条纹。这表明光的波动性不是由光子之间的相互作用引起的，D错误。
故选C。
4．B
【详解】
经过一个半衰期，含铀矿石中的铀核有一半发生衰变，故经过时间T，这块矿石中铀的质量为0.5m。由于不知道矿石中原来是否具有铅，所以无法判断矿石中铅的质量。由于不知道衰变过程中发生的质量亏损，所以也无法计算这块矿石最终的质量。
故选B。
5．C
【详解】
氮原子核很小，所以α粒子接近氮原子核的机会很少，使得发生反应的机会很少，也就是径迹分叉的机会很少。
故选C。
6．B
【详解】
A．图甲中，随着温度的升高，各种波长的辐射强度都增加且极大值向波长较短的方向移动，选项A错误；
B．图乙中的射线测厚装置是利用γ射线的穿透能力来自动控制的，选项B正确；
C．图丙中电子衍射实验说明电子的动量越大，物质波的波长越短，选项C错误；
D．图丁光电效应现象中，遏止电压与与入射光的强度无关，选项D错误。
故选B。
7．C
【详解】
在3.2s时间内的电量为
发生衰变会产生2个电子。故发生 衰变的个数为
故选C。
8．C
【详解】
A．射线的穿透能力比射线弱，A错误；
B．由质量数守恒可知未知元素的原子核核子数为
B错误；
C．由电荷数守恒可知未知元素的原子核质子数为
故中子数为
C正确；
D．这种核反应称为衰变，D错误。
故选C。
9．D
【详解】
在射线、射线及射线中，射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，因此利用射线穿透本领强进行体外跟踪。
故选D。
10．C
【详解】
A．汤姆逊通过对阴极射线的研究发现了电子，卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了原子是由原子核和核外电子组成的，提出了原子的核式结构模型，A错误；
B．a粒子散射实验的重要发现是原子具有核式结构，B错误；
C．密立根油滴实验测出了电子的电荷量，发现了电荷量的量子化，C正确；
D．贝克勒尔发现的天然放射性现象，天然放射性现象说明原子核有复杂结构，D错误。
故选C。
11．A
【详解】
A．X→＋8＋6，根据质量数与电荷数守恒，则有：X的质量数为238，质子数为92；Y→＋7＋4，根据质量数与电荷数守恒，则有：Y的质量数为235，质子数为92；Z→＋6＋4，根据质量数与电荷数守恒，则有：Z的质量数为232，质子数为90；由上可知，Z的中子数为232－90＝142，小于Y的中子数235－92＝143，故A正确；
B．由上可知，Y的质量数小于X的质量数，故B错误；
C．由于X和Y的质子数相同，即互为同位素，但Z不是，故C错误；
D．由上可知，Z的核电荷数小于Y的核电荷数，故D错误。
故选A。
12．B
【详解】
A．天然放射的三种射线，穿透能力最强的是射线，其次是射线，最弱是 ，故A错误；
B．电子束穿过铝箔后的衍射图样说明电子具有波动性，故B正确；
C．红外体温计是依据人体发射红外线来测体温的，故C错误；
D．半衰期只与原子核种类有关，与环境无关，与状态无关，故D错误。
故选B。
13．CD
【详解】
A．射线的实质是电子流，射线的实质是电磁波，射线的穿透本领比较强，故A错误；
B．半衰期对大量的原子核适用，对少量的原子核不适用，故B错误；
C．因为衰变的质量数不变，所以衰变的次数
在衰变的过程中电荷数总共少16，则衰变的次数
故C正确；
D．衰变时，原子核中的一个中子，转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故D正确．
故选CD。
14．BDF
【详解】
A．机械波的波速取决于介质，横波的传播速度与质点振动方向垂直，纵波的传播方向与质点振动方向平行；电磁波的波速由介质决定，选项A错误；
B．一束白光穿过玻璃砖，各种单色光在玻璃砖中的速度不相等，红光速度最大，紫光速度最小，选项B正确；
C．电磁波谱中，从无线电波到射线频率不断变大，不同波段的电磁波产生机理不同，三种射线中射线穿透能力最强，但是射线不是电磁波，选项C错误；
D．光在光纤中的传输利用了全反射的原理，要求光线从光密介质射向光疏介质，则光纤内芯的折射率比外套的大，故D正确；
E．由于大气的折射，故夜晚人们看到的天上星星的位置总比其实际位置高，选项E错误；
F．肥皂泡呈彩色是光的干涉现象，增透膜厚度应为光波在此膜中波长的，选项F正确；
G．引力波是爱因斯坦在100年前提出广义相对论时所预言的一种以光速传播的时空波动，广义相对论还告诉我们，强引力的星球附近，时间进程会变慢，选项G错误。
故选BDF。
考点：电磁波和机械波的传播；电磁波谱；全反射；光的干涉；相对论
【名师点睛】
此题考查了电磁波和机械波的传播、电磁波谱、全反射、光的干涉以及相对论知识；解题时关键是多看书，加强记忆，对关键的知识要加深理解。
15．BC
【解析】
三种射线中γ射线的穿透能力最强，A错误；根据黑体辐射规律：黑体辐射电磁波的强度，按波长的分布，只与黑体的温度有关，B正确；衍射是波的特性，故电子的衍射图样表明实物粒子具有波动性，C正确；根据可知大量处于n=3激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生3种不同频率的光子，D错误．
16．14，13
【解析】
质子的电荷数为1，质量数为1，中子的电荷数为0，质量数为1．根据电荷数守恒、质量数守恒，X的质子数为1+13﹣0=14，质量数为1+27﹣1=27．因为质量数等于质子数和中子数之和，则新核的中子数为27﹣14=13．
17．(1)，；(2)17160年
【详解】
(1)根据电荷数守恒、质量数守恒得
(2)经过一个半衰期，有半数发生衰变；测得一古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，由半衰期公式
m＝m0()n
n＝
＝()n
＝()n
得
n＝3
则
t＝3T＝5720×3＝17160年