7.2原子核的衰变基础巩固（含答案）

7.2原子核的衰变基础巩固2021—2022学年高中物理沪教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．“放射性同位素电池”是由放射性同位素的衰变能转换为电能的装置，下面可能表示我国第一个钚238同位素电池的衰变方程的是（　　）
A． B．
C． D．
2．下列核反应方程正确的是（　　）
A．Na＋→X＋H，X为Mg
B．Al＋→Y＋n，Y为P
C．O＋n→M＋H，M为N
D．Si＋H→N＋n，N为P
3．下列说法中正确的是（　　）
A．丹麦物理学家玻尔进行了α粒子散射实验并首先提出了原子的核式结构模型
B．一群处于能级的氢原子，最终跃迁到能级状态，在此过程中能放出6种不同频率的光子
C．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g钍
D．核反应方程中的为质子
4．硼（B）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一。治疗时先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，产生高杀伤力的α粒子和锂（Li）离子。这个核反应的方程是（　　）
A．B+n→Li+He B．B+He→N+n
C．N+He→O+ H D．N+n→C+H
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．中国社会科学院考古研究所研究员仇士华通过艰苦的努力，开创了碳十四考古年代学的探讨之路，使中国的新石器考古学有了确切的年代序列而进入了一个新时期。外来的宇宙射线与地球高空大气作用产生中子，中子和大气氮核发生核反应生成14C，14C发生某种衰变后变成氮元素，已知14C的半衰期为5730年。下列说法中正确的是（　　）
A．生成14C的核反应为：
B．14C发生的衰变为α衰变
C．100个原子经过5730年后还剩下50个没有衰变
D．当环境温度发生变化时，14C衰变的半衰期可能会发生变化
7．2021年4月，日本决定将福岛核电站冷却废水排入海中，会造成海洋污染．核电站废水中含有放射性元素氚，氚会逐渐发生衰变，衰变方程为，x代表某种射线，下列关于该射线的判断正确的是（　　）
A．x是红外线 B．x是射线
C．x是射线 D．x是射线
8．2021年3月，被誉为“20世纪人类最重大考古发现之一”的三星堆考古再次备受瞩目。科研机构对4号坑样品使用碳14年代检测方法进行了分析，判定其为距今约3000年的商代晚期。碳14是中子撞击大气中的氮（）发生核反应产生的，其反应方程为，碳14具有放射性，其半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　）
A．反应方程中的是α粒子
B．碳14原子处在高压的地下时，其半衰期将变长
C．经过两个半衰期，即11460年，所有的碳14都将消失
D．测得样品中碳14含量是当前大气中含量的0.707，则该样品距今约为2900年
9．有关下列四幅图的说法正确的是（　　）
A．甲图，射线甲由粒子组成，射线乙为射线，射线丙由粒子组成
B．乙图，卢瑟福通过粒子散射实验发现绝大多数粒子发生较大偏转
C．丙图，粒子通过气泡室时的照片，通过照片可以分析粒子的动量、能量及带电情况
D．丁图，氢原子能级是分立的，但原子发射光子的频率是连续的
10．我国近年来在原子核物理研究方面取得了一系列的研究成果，其中“新核素的合成和研究”项目组在世界上首次建立了短寿命缺中子核铒153和镱157两个重要核素的衰变纲图和具有重要物理意义的新的三粒子态、新的同质异能态和核基态形状新的突变点。对铒153（）和铒167（）进行比较，其中短寿命缺中子核铒153的缺中子的含义是其中子数少于（　　）
A．质子数 B．核电荷数
C．铒167的质子数 D．铒167的中子数
11．氡222检测是指使用采样泵或自由扩散方法将待测空气中的氡抽入或扩散进入测量室，通过直接测量所收集氡产生的子体产物或经静电吸附浓集后的子体产物的a放射性，推算出待测空气中氡的浓度的测量过程。已知质量为的氡222，经过时间t后剩余的氡222质量为m，其图像如图所示。从图中可以得到氡222的半衰期为（　　）
A． B． C． D．
12．静止的核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们的速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法错误的是（　　）
A．衰变方程可表示为
B．Th核和粒子的圆周轨道半径之比为
C．Th核和α粒子的动能之比为
D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相同
13．原子核钍234的β衰变方程为：Th→Pa+e，衰变同时伴随着γ射线放出，测量发现：1g钍234在48天后还剩0.25g。则（　　）
A．β射线的穿透能力比γ射线强
B．钍234的半衰期与其质量有关
C．16个钍234原子核在48天后还剩4个
D．β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子
14．碳14可以用来作示踪剂标记化合物，也常在考古学中测定生物死亡年代。在匀强电场中有一个初速度可以忽略的放射性碳14原子核，它所放射的粒子与反冲核经过相等的时间所形成的径迹如图所示，a、b均表示长度，那么碳14的衰变方程可能为（　　）
A．C→He＋Be B．C→e＋B C．C→e＋N D．C→H＋B
15．有一钚的同位素核静止在匀强磁场中，该核沿与磁场垂直的方向放出x粒子后，变成铀（U）的一个同位素原子核．铀核与x粒子在该磁场中的旋转半径之比为1∶46，则
A．放出的x粒子是
B．放出的x粒子是
C．该核反应是核裂变反应
D．x粒子与铀核在磁场中的旋转周期相等
二、填空题（共4题）
16．完成下列各核反应方程
（1）＋→＋（______）
（2）＋（______）→＋
17．请写出完整的核反应方程：
（1）发现质子的核反应方程：______
（2）发现中子的核反应方程：______
（3）原子核衰变方程： ______，______
18．原子核X经图中所示一系列α、β衰变后，生成稳定的原子核Y。在此过程中原子核共经历了_____次β衰变，核X比核Y多____个核子。
19．完成下列各核反应方程。
A． +______
B．+______
C． ______
D．+______
三、综合题（共4题）
20．请填写下表，以总结比较与区分射线、射线、射线的性质。
射线名称 本质 符号 速度 穿透能力 电离本领
射线
射线
射线
21．如图反映了放射性原子核衰变过程中，剩余原子核数n和衰变时间t的关系。
看图并回答：
（1）经过前两个半衰期（共经历时间），发生衰变的原子核数是不是n？
（2）第二个半衰期中发生衰变的原子核数是多少？未发生衰变的原子核数是多少？
22．如图所示，有界匀强磁场磁感应强度为B=0.05T，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界，在磁场中A处放一个放射源，内装Ra（镭），Ra放出某种放射线后衰变成Rn（氡），试写出Ra衰变的方程，若A距磁场的左边界MN的距离OA=1.0m时，放在MN左侧的粒子接收器收到垂直于边界MN方向射出的质量较小的粒子，此时接收器距过OA的直线1.0m，则此时可以推断出一静止镭核Ra衰变时放出的能量是多少？（保留两位有效数字，取1u=1.6×10－27kg，电子电荷量e=1.6×10－19C）
23．静止在匀强磁场中的 核俘获一个运动方向垂直于磁场速度大小为7.7×104m/s的中子，若发生核反应后只产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核（）．反应前后各粒子在磁场中的运动轨迹如图所示，核与另一种未知新粒子在磁场中做匀速圆周运动的半径之比为40:3．则：
（1）写出此核反应的方程式；
（2）求产生的未知新粒子的速度．
参考答案
1．B
2．D
3．B
4．A
5．B
6．A
7．C
8．D
9．C
10．D
11．D
12．C
13．D
14．A
15．A
16．
17． 6 4
18．6 32
19．
20．
射线名称 本质 符号 速度 穿透能力 电离本领
射线 氦核流 0.1c 弱 强
射线 高速电子流 0.9 c 中 中
射线 高频电磁波（光子流） c 强 弱
21．（1）不是；（2）；
22．Ra→Rn＋He；2.0×10－14J
23．（1）；（2）1×103m/s