5.2放射性元素的衰变 课时检测-2021-2022学年高二下学期物理粤教版（2019）选择性必修第三册（Word含答案）

5.2放射性元素的衰变 课时检测（解析版）
一、选择题
1．放射性元素衰变时放出三种射线，按电离由弱到强的排列顺序是（　　）
A．α射线，β射线，γ射线 B．γ射线，β射线，α射线
C．γ射线，α射线，β射线 D．β射线，α射线，γ射线
2．在下列描述核过程的方程中，属于α衰变的是（　　）
A．C→N＋e B．P→S＋e
C．U→Th＋He D．N＋He→O＋H
3．用α粒子轰击得到了和一种粒子，这种粒子是（　　）
A．电子 B．质子 C．中子 D．正电子
4．氚核H发生β衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2×104s时间内形成的平均电流为5.0×10﹣8A。已知电子电荷量为1.6×10﹣19C，在这段时间内材料中所有氚核H发生β衰变的总次数为（　　）
A．5.0×1014 B．1.0×1016 C．2.0×1016 D．1.0×1018
5．1934年，约里奧 居里夫妇用粒子轰击铝核，产生了人工放射性同位素X，并放出一个中子：。X的原子序数和质量数分别为（　　）
A．15和28 B．15和30 C．16和30 D．17和31
6．已知的半衰期为24天。经过72天还剩下（　　）
A．0 B． C． D．
7．关于γ射线，下列说法正确的是（　　）
A．γ射线是波长极短的电磁波
B．γ射线是高速运动的电子流
C．γ射线的贯穿本领比射线弱
D．γ射线对空气的电离本领比射线强
8．下列说法正确的是（　　）
A．若质子、电子具有相同的动能，则它们的物质波波长相等
B．黑体辐射中，黑体的温度越高，辐射的电磁波的波长越长
C．一个静止的钚核Pu自发衰变成一个铀核U和另一个原子核X，假设该反应没有射线产生，则X与铀核的动能之比为4：235
D．做光电效应实验时，当用某一频率的光入射，有光电流产生，若保持入射光的光强不变而不断提高入射光的频率，则饱和光电流强度减小
9．物理学重视逻辑，崇尚理性，在人们对物理世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用，物理理论往往建立在对科学实验事实观察的基础上，下列说法符合历史事实的是（　　）
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子
C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，提出了原子核式结构模型
D．爱因斯坦发现光电效应的规律，揭示了光具有波动性
10．如图，一个原子核经图中所示的一系列、衰变后，生成稳定的原子核，下列说法正确的是（　　）
A．在此过程中共经历10次衰变
B．在此过程中放射出氦核的总个数为8个
C．原子核发生衰变时，放出的射线是高速电子流，因为原子核内没有电子，所以射线是核外电子逸出原子形成的
D．在此过程中增加温度可加快核反应速度
11．根据下列四幅图作出的解释，正确的是（　　）
A．甲图中A处和C处都能观察到大量的闪光点
B．乙图用紫外线灯照射原来不带电的锌板时，发现验电器的两箔片张开，可推测所用紫外线的频率超过了锌板的截止频率
C．丙图中一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时可以发出6种不同频率的光子
D．丁图中A为β射线，B为γ射线，C为α射线
12．一静止的U原子核发生衰变，其衰变方程为U→Th+X，生成的两粒子处于匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，其运动轨迹正确的是（　　）
A．B．C．D．
13．下列说法正确的是( )
A．康普顿发现了电子
B．卢瑟福提出了原子的核式结构模型
C．贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象
D．伦琴发现了X射线
14．关于原子和原子核，下列说法中正确的是（　　）
A．粒子散射实验揭示了原子核内部的复杂性
B．玻尔原子理论的基本假设认为，电子绕核运行轨道的半径是任意的
C．已知的半衰期是24d，48g的经过72d后衰变了42g
D．电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性
15．1934年，约里奥·居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物像天然放射性元素一样发生衰变，放出正电子，且伴随产生中微子 ，核反应方程为 。则下列说法正确的是（　　）
A．核反应生成物X是质子
B．中微子的质量数，电荷数
C．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化
D．正电子产生的原因是原子核内的质子转化为中子和正电子时释放出来的
二、解答题
16．是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为和一个未知粒子。
(1)写出该衰变的方程；
(2)已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量。
参考答案
1．B
【详解】
电离能力只要看射线所带的电荷的多少，电荷量越大的电离能力越强，所以按电离由弱到强的排列顺序是γ射线，β射线，α射线，则B正确；ACD错误；
故选B。
2．C
【详解】
A．C→N＋e是β衰变方程，选项A错误；
B．P→S＋e是β衰变方程，选项B错误；
C．U→Th＋He是α衰变方程，选项C正确；
D．N＋He→O＋H是原子核的人工转变方程，选项D错误。
故选C。
3．C
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，这种粒子的质量数为4+9-12=1，电荷数为2+4-6=0，即为中子。
故选C。
4．B
【详解】
根据电流的定义可知t=3.2×104s内由氚核发生β衰变所产生的的总电荷量为
q=It=5.0×10﹣8×3.2×104C=1.6×10﹣3C
由于1个氚核发生1次β衰变时产生1个电子，所以这段时间内材料中所有氚核发生β衰变的总次数为
故选B。
5．B
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为30，电荷数为15，即原子序数为15。
故选B。
6．B
【详解】
ABCD．根据半衰期公式可得
故B正确ACD错误。
故选B。
7．A
【详解】
A．射线实质是高速运动的氦核，射线实质是高速运动的电子流，射线是波长极短的电磁波，故A正确；
B．射线实质是高速运动的氦核，射线实质是高速运动的电子流，射线是波长极短的电磁波，故B错误；
C．射线穿透最强，因此它的贯穿能力比射线强，故C错误；
D．三种射线中，射线电离作用最强，射线电离作用最弱，因此射线对空气的电离作用比射线弱，故D错误；
故选A。
8．D
【详解】
A．根据德布罗意波长公式
可知，质子、电子具有相同动能，由于质量不等，则物质波波长不等，故A错误；
B．无论温度高低，黑体都会产生所有波长的电磁波，故B错误；
C．由原子核衰变时电荷数和质量数守恒可知，X的质量数为4，电荷数为2，即为，钚核衰变过程动量守恒，铀核与X的动量大小相等、方向相反，根据动能与动量的关系，可以得到两粒子的动能之比为其质量的反比，即X与铀核的动能之比为235：4，故C错误；
D．保持入射光的光强不变，入射光的频率变大，则单位时间内光子个数减少，光电子个数减少，饱和光电流变小，故D正确。
故选D。
9．A
【详解】
A．麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，故A正确；
B．卢瑟福用粒子轰击，获得反冲核，发现了质子，故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结构，故C错误；
D．爱因斯坦发现光电效应的规律，揭示了光具有粒子性，故D错误。
故选A。
10．B
【详解】
AB．X的中子数为146，质子数为92，质量数为
Y的中子数为124，质子数为82 ，质量数为
质量数减少
发生α衰变的次数为
发生β衰变的次数为
即在此过程中放射出氦核的总个数为8个，故A错误，B正确；
C．β射线是高速电子流，来自原子核内部中子的衰变，故C错误；
D．快核反应速度与温度无关，故D错误。
故选B。
11．B
【详解】
A．α粒子散射实验中，绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，少数α粒子穿过金箔后发生了大角度偏转，极少数α粒子甚至被反弹回来，所以甲图中A处可以观察到大量的闪光点，B处、C处能观察到较少闪光点，A错误；
B．乙图用紫外线灯照射原来不带电的锌板时，发现验电器的两箔片张开，说明有光电子逸出，发生光电效应，可推测所用紫外线的频率超过了锌板的截止频率，B正确；
C．一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时，最多可能发出3种不同频率的光，即n=4能级到n=3能级，n=3能级到n=2能级，n=2能级到n=1能级，3种不同频率的光子，C错误；
D．根据左手定则，丁图中A为α射线，B为γ射线，C为β射线，D错误。
故选B。
12．B
【详解】
根据动量守恒定律可知，生成的两粒子动量等大反向，则根据
可得
电量较大的在磁场中的运动半径较小，即Th核的运转半径小于X；因两粒子均带正电，速度反向，可知运动轨迹为外切圆，结合左手定则可判断B正确，ACD错误。
故选B。
13．BD
【详解】
A．电子是汤姆生发现的，故A项不正确；
B．卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子的核式结构模型，故B项正确；
C．贝克勒尔发现了含铀矿物的天然放射现象，但铀不是他发现的，故C项不正确；
D．伦琴发现了X射线，并因此获得了诺贝尔奖，故D项正确
故选BD。
14．CD
【详解】
A．粒子散射实验中没有涉及原子核内部问题，是提出了原子核式结构模型的实验基础，故A错误；
B．根据玻尔理论知道，电子的轨道不是任意的，电子有确定的轨道，且轨道是量子化的，故B错误；
C．经过
个半衰期后，48g的还剩下
故衰变了
C正确；
D．衍射是波特有的属性，所以电子束通过铝箔时的衍射图样证实了运动电子具有波动性，D正确。
故选CD。
15．BD
【详解】
A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应生成物X质量数为1，电荷数为0，是中子，选项A错误；
B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，中微子的质量数，电荷数，选项B正确；
C．温度、压强等条件对半衰期无影响，选项C错误；
D．正电子产生的原因是原子核内的质子转化为中子和正电子时释放出来的，选项D正确。
故选BD。
16．(1) ；(2)
【详解】
(1)衰变的方程为
(2)半衰期为2.5min，则经过5min后发生2次衰变，则容器中剩余的质量为