-2021-2022学年高二下学期物理鲁科版（2019）选择性必修第三册-5.2原子核衰变及半衰期 课时检测（word版含答案）

5.2原子核衰变及半衰期 课时检测（解析版）
一、选择题
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．是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．图中是208
B．和都是衰变
C．衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的
D．衰变中放出的射线电离能力最强
3．放射性元素氡经衰变成为钋，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素的矿石，其原因是（　　）
A．目前地壳中的主要来自其他放射性元素的衰变
B．在地球形成的初期，地壳中的含量足够高
C．当衰变产物积累到一定量以后，的增加会减慢的衰变进程
D．主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
4．2020年12月4日，被称为“人造太阳”的核聚变装置——中国环流器二号M实现首次放电，我国的核电研究再次取得重大进步。“人造太阳”内部核反应的主要模式之一是质子一质子循坏，循环的结果可表示为（v是中微子，不带电，质量极小），其中X是（　　）
A．电子 B．正电子 C．质子 D．中子
5．已知的半衰期为24天。经过72天还剩下（　　）
A．0 B． C． D．
6．2021年5月中旬，国外某储存核废水的集装箱泄露的事件，导致部分放射性废水流入大海，核废水中含有放射性物质，其中最难被消除的是氚，氚会发生衰变，其半衰期为12年，要想将大部分氚清除，至少需要60年。饮用水中的氚可以通过消化道等途径进入人体，进而对人类染色体产生消极影响。60年后核废水中的氚含量大约为现在的（　　）
A． B． C． D．
7．下列核反应方程中X表示中子的是（ ）
A． + → + X B． + → + X
C． D．
8．下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变
B．放射性元素放在真空中衰变加快
C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变
D．温度越高，放射性元素衰变越快
9．在核反应方程中，X表示的是（　　）
A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子
10．下列与粒子相关的说法正确的是（　　）
A．天然放射现象中产生的射线速度与光速相当，穿透能力很强
B．（铀238）放出一个粒子后就变为（钍234）
C．1g氡经2个半衰期后，剩余氡原子的质量为0.5g
D．丹麦物理学家玻尔进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
11．在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。下列说法符合历史事实的是（ ）
A．贝克勒尔对天然放射现象的研究发现了原子中存在原子核
B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋（Po）和镭（Ra）两种新元素
C．卢瑟福通过粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
D．汤姆逊用粒子轰击氮原子核是人类第一次实现人工转变
12．朝鲜“核危机”举世瞩目，其焦点问题就是朝鲜核电站采用的是轻水堆还是重水堆。因为重水堆核电站在发电的同时还可以产出供研制核武器的钚，这种由铀衰变而产生。则下列判断中正确的是（　　）
A．与具有相同的中子数
B．核与核内具有相同的质子数
C．经过2次衰变产生
D．经过1次衰变产生
13．室内氡的放射性污染具有长期性、隐蔽性和危害大、不易彻底消除等特点，装修材料中的石材瓷砖中的镭衰变产生的氡是放射性氡的主要来源。已知氡的半衰期约为4天，经衰变后产生一系列的物质，最后变成稳定的，在这一系列过程中，下列说法正确的是（　　）
A．镭衰变成氡的方程式中，粒子X是α粒子
B．衰变成的过程要经过6次α衰变和4次β衰变
C．氡核的质子数为86，中子数为136
D．40个氡核经过4天后一定有20个核发生了衰变
14．2021年4月13日，日本政府举行内阁会议，正式决定向海洋排放福岛核电站含有对海洋环境等有害的核废水。核废水排入大海以后，首先会影响到周边国家，然后经过海洋的大洋环流，十年以后，整个太平洋将会全部受到污染。它如果存在人的体内，就可能导致“三致”，致癌致畸致突变，对人的遗传基因有重大的影响。下图中，关于放射线的探测、应用与防护说法正确的是（　　）
A．甲乙两图是在威耳逊云室中产生的径迹图，根据径迹的长短和粗细，可以知道乙图粒子为β粒子
B．丙图是盖革-米勒计数管，它能用来计数，也能区分射线的种类
C．丁图中是工业部门使用X射线来测塑料板或钢板的厚度
D．（铀核）衰变为（氡核）要经过4次α衰变，4次β衰变
15．放射性元素经过m次α衰变和n次β衰变变成了稳定元素衰变。则（　　）
A．m=12 B．m=6 C．n=8 D．n=4
二、解答题
16．静止的Li核俘获一个速度v1=7.7×104 m/s的中子而发生核反应，生成两个新核。已知生成物中He的速度v2=2.0×104 m/s，其方向与反应前中子速度方向相同。
(1)写出上述反应方程。
(2)求另一生成物的速度。
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】
AB．Y衰变中，由衰变成，电荷数少了2个，Y发生的是衰变，故质量数少4，故a=206，故A错误，又因为衰变成，质量数少4个，电荷数少2个，Z发生的是衰变，故B错误；
C．衰变成，质量数不变，可知X发生的是衰变，放出的电子是中子转变为质子时产生的，故C正确；
D． X发生的是衰变，衰变电离能力最强，故D错误。
故选C。
3．A
【详解】
AB．因为放射性元素氡的半衰期比较短，目前地壳中的氡主要来自其他放射性元素的衰变，故A正确，B错误；
CD．半衰期的大小与温度、压力等无关，由原子核内部因素决定，故CD错误。
故选A。
4．B
【详解】
根据电荷数守恒可知，X的电荷数为1，根据质量数守恒可知，X的质量数为0，所以X是正电子。
故选B。
5．B
【详解】
ABCD．根据半衰期公式可得
故B正确ACD错误。
故选B。
6．A
【详解】
60年是5个半衰期，废水中的氚含量大约为现在的。
选项A正确。
7．A
【分析】
中子的质量数为1，电荷数为0，核反应方程遵循质量数和电荷数守恒，根据这两个守恒，通过简单的加减计算可求出每个反应式中X的质量数和电荷数。
【详解】
A．根据分析的计算方法，X的质量数为1，电荷数为0，是中子，A正确；
B．根据分析的计算方法，X的质量数为1，电荷数为1，是质子，B错误；
C．根据分析的计算方法，X的质量数为0，电荷数为 - 1，是电子，C错误；
D．根据分析的计算方法，X的质量数为4，电荷数为2，是α粒子，D错误。
故选A。
8．A
【详解】
ABD．放射性元素的样品不断衰变，虽然剩下未衰变的原子核越来越少，但元素的半衰期不变，因为半衰期只与原子核自身性质有关与外界因素的改变无关，所以A正确；BD错误；
C．Bi的半衰期是1小时，质量为m的Bi经过3小时后还有m没有衰变，所以C错误；
故选A。
9．B
【详解】
根据质量数守恒和电荷数守恒可得质量数
电荷数
因此X表示的是中子。
故选B。
10．B
【详解】
A．天然放射现象中产生的射线的速度约为光速的，穿透能力不强，选项A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，（铀238）放出一个粒子后就变为（钍234），选项B正确；
C．1g氡经2个半衰期后，剩余氡原子的质量为0.25g，选项C错误；
D．卢瑟福进行了粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型，选项D错误。
故选B。
11．B
【详解】
AC．卢瑟福通过粒子散射实验提出了原子中存在原子核，建立了核式结构模型，AC错误；
B．居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋和镭两种新元素，并因此获得了诺贝尔奖，B正确；
D．卢瑟福用粒子轰击氮原子核实现了第一次原子核的人工转变，而不是汤姆孙，D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．核内有145个中子，核内有147个中子，所以与具有不同的中子数，故A错误；
B．核内有94个质子，核内有92个质子，所以与具有不同的质子数，故B错误；
CD．发生一次衰变质量数不变，质子数增加一个，所以经过2次衰变产生，故C正确，D错误。
故选C。
13．AC
【详解】
A．根据电荷数和质量数守恒可知X的电荷数是2，质量数是4，所以X是α粒子，故A正确；
B．设衰变成的过程要经过m次α衰变和n次β衰变，则222=206+4m，86=82+2m-n，解得m=4、n=4，故B错误；
C．氡核的质子数为86，中子数为136，故C正确；
D．半衰期是针对大量放射性元素的统计规律，对少量放射性元素不适用，故D错误。
故选AC
14．AD
【详解】
A．因为β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子小，所以低速β粒子的径迹又短又粗而且时弯曲的，A正确；
B．不同的射线在盖革-米勒计数管中产生的脉冲现象相同，因此它只能用于计数，不能区分射线种类，B错误；
C．丁图中是工业部门使用r射线来测塑料板或钢板的厚度，C错误；
D．根据质量数和电荷数守恒可得
D正确。
故选AD。
15．BD
【详解】
比 少8个质子，少16个中子，发生α衰变是放出，发生β衰变是放出，根据质量数守恒和电荷数守恒有
解得
故BD正确，AC错误。
故选BD。
16．(1)；(2)1×103 m/s；运动方向与氦核相反
【详解】
(1)根据质量数守恒和电荷数守恒，核反应方程为
(2)设中子、氦核、新核的质量分虽为m1，m2，m3，它们的速度分别为v1，v2，v3，根据动量守恒有
则
负号说明新核运动方向与氦核相反。
17．（1）Um=，I短=Ne；（2） ，，
【详解】
（1）由动能定理
可得
短路时所有逸出电子都到达b壳，故短路电流
（2）此时电流
，
如答图所示
由图像的截距和斜率也可能得出电源的电动势
，
电源内阻
。