5.2放射性元素的衰变 自主提升过关练（Word版含解析）

5.2放射性元素的衰变 自主提升过关练（含解析）
一、选择题
1．铀同位素的衰变对岩石中元素丰度的影响可以用来进行地质测年，其中U核发生α衰变生成Th核，下列说法正确的是（　　）
A．U核的质量等于Th核与α粒子的质量之和
B．U核的质量数等于Th核与α粒子的质量数之和
C．U核的电荷数大于Th核与α粒子的电荷数之和
D．U核的中子数小于Th核与α粒子的中子数之和
2．钚是一种放射性元素，是原子能工业的重要原料，可作为核燃料和核武器的裂变剂。钚239是经过中子照射蜕变形成的，蜕变方程为；再经历两次衰变形成钚239，则钚元素的质子数是（　　）
A．88 B．90 C．94 D．96
3．在核反应方程He+N→O+（X）的括弧中X所代表的粒子（　　）
A．H B．H C．e D．n
4．我国甘肃省武威市某新型核电装置正要试验以钍元素为燃料的第四代核能发电方式。该装置中的钍吸收某种粒子X后转变成钍，然后衰变为铀，其衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．X为质子
B．Y为中子
C．该衰变为β衰变
D．升高温度，增大压强可以加快钍的衰变速度
5．关于近代物理学史的相关知识，下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子和中子
B．汤姆孙研究衰变时发现了电子，说明电子是原子核的重要组成部分
C．玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出光子说，成功解释了氢原子光谱是分立的线状光谱
D．研究发现原子序数大于83的元素都具有天然放射性
6．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素铝26，铝26的半衰期为72万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　）
A．X是质子
B．经过两个半衰期后现有铝26将全部衰变
C．X是原子核外电子提供的
D．将铝26置于高温高压环境中，其半衰期不发生改变
7．关于近代物理学的相关知识，下列说法正确的是（　　）
A．衰变为要经过4次衰变和4次衰变
B．用人工的方法首次得到放射性同位素的核反应方程是
C．在光电效应中，只增大光的强度就可以增加光电子的最大初动能
D．铋210的半衰期是5天，80个铋210原子核经过10天只剩下20个铋210原子核
8．地面土壤中含有的氡222具有放射性，衰变方程为。下列说法正确的是（　　）
A．X是粒子
B．X是粒子
C．温度变化，可以改变氡222的半衰期
D．施加压力，可以改变氡222的半衰期
9．天然放射现象通常会放出三种射线，即α、β、γ射线，关于这三种射线以下说法正确的是（　　）
A．云室中α射线径迹长而粗，这是因为α射线具有较强的穿透能力
B．β射线来源于原子内层电子，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板
C．γ射线是能量很高的电磁波，在电场和磁场中都不偏转
D．用β射线照射带负电的验电器，则验电器的张角一定会变大
10．关于原子核的变化，下列说法正确的是（ ）
A．原子核发生衰变的快慢取决于环境温度的高低 B．天然放射现象表明原子核由质子和中子组成
C．射线是电子流，是由原子核外电子电离产生的 D．原子核衰变均会放出能量
11．下列说法正确的是（　　）
A．普朗克首先把能量子引入了物理学，打破了“能量连续变化”的传统观念
B．用同一回旋加速器分别加速两种同位素，交流电源的频率相同
C．在α、β、γ三种射线中，γ射线的电离能力最强
D．两碰碰车碰撞过程中，它们所受撞击力的冲量相同
12．幽门螺杆菌可产生高活性的尿素酶，当病人服用碳14标记的尿素后，胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的CO2，通过分析呼气中标记的CO2的含量即可判断患者胃中幽门螺杆菌的存在。半衰期是5730年，而且大部分是β衰变，其衰变方程为。则下列说法正确的是（　　）
A．X比多一个质子
B．β粒子来自于原子核X
C．含的化合物比单质衰变得可能慢些
D．2000个经过5730年会有1000个发生衰变
13．在医疗上，常用钴60产生的射线对患有恶性肿瘤的病人进行治疗。钴60的衰变方程为，半衰期为5.27年。下列说法正确的是（　　）
A．环境温度升高时，钴60的半衰期不变
B．粒子是电子（）
C．粒子是钴60原子核中的一个质子转化为一个中子时释放出来的
D．10个钴60经过5.27年后，一定还有5个没有衰变
14．1932年，查德威克用α粒子轰击铍核，发现了中子，并因这一伟大发现而获得诺贝尔物理学奖。发现中子的核反应方程为，其中为生成的新核。下列说法正确的是（　　）
A．x=5 B．x=6 C．y=12 D．y=13
15．关于威尔逊云室探测射线下列说法正确的是（　　）
A．威尔逊云室内充满饱和蒸汽，射线经过时可显示出射线运动的径迹
B．威尔逊云室中径迹粗而直的是α射线
C．威尔逊云室中的径迹细而长的是γ射线
D．威尔逊云室中显示粒子径迹的原因是电离，所以无法由径迹判断射线
二、解答题
16．如图所示，真空中的一直角坐标系y轴上安装有荧光屏，在x轴上方有高度为h的沿y轴正方向的匀强电场，电场强度为E，在x轴下方有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。坐标原点有一个原来静止的核，发生一次α衰变后，产生一个氦核和一个新核。新核立即进入x轴上方电场，氦核进入x轴下方磁场，最后沿x轴负方向打在荧光屏上P点（0，－h）。元电荷量为e，一个中子和质子质量均为m，不计粒子重力，新核元素符号用X表示。
(1)x轴下方匀强磁场的方向以及衰变方程；
(2)衰变后新核的速度大小；
(3)新核射出电场的坐标。
17．静止在匀强磁场中的锂核俘获一个速度为7.7×104m/s的中子而发生核反应，反应中放出的粒子的速度为2×104m/s，其方向与反应前的中子的速度方向相同。
(1)写出核反应方程；
(2)求反冲核的速度；
(3)求粒子与反冲核运动周期之比。
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
A．α衰变时要伴随释放一定的能量，总质量减小，故A错误；
BCD．α衰变衰变时，遵循质量数守恒和电荷数守恒，其中质量数等于中子数和质子数之和，电荷数为质子数，所以此核反应前后的中子数也不变，故B正确，CD错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
因每经历一次β衰变电荷数增加1，则再经历两次衰变形成钚239，则钚239的电荷数为94，质子数为94。
故选C。
3．A
【解析】
【详解】
设X的质量数为m，电荷数为n，则有
4+14=17+m
2+7=8+n
解得
m=1
n=1
所以X表示质子，故BCD错误，A正确。
故选A。
4．C
【解析】
【详解】
A．根据核反应遵循质量数和电荷数守恒的原则，可知钍转变成钍经历的核反应方程为
所以X为中子，故A错误；
BC．同理，可得衰变方程为
Y为电子，为β衰变，故B错误，C正确；
D．半衰期与温度、压强以及化学状态均无关，故D错误。
故选C。
5．D
【解析】
【详解】
A．卢瑟福提出原子的核式结构模型，并发现了质子，同时预言了中子的存在，但发现中子的是查德威克，选项A错误；
B．汤姆孙硏究阴极射线时发现了电子，说明原子是可以再分的，电子是原子的重要组成部分，选项B错误；
C．玻尔借鉴普朗克的能量子假说提出氢原子理论，成功解释了氢原子光谱是线状谱，爱因斯坦提出光子说，选项C错误；
D．最初来自于天然放射现象的硏究，表明所有原子序数大于83的元素都具有天然放射性，选项D正确。
故选D。
6．D
【解析】
A．根据质量数和电荷数守恒可知，X质量数为0，电荷数为+1，是正电子，选项A错误；
B．经过两个半衰期后现有铝26将剩余到原来的四分之一，选项B错误；
C．X是原子核内质子转化为中子时产生的正电子，选项C错误；
D．半衰期不受外部条件的影响，即将铝26置于高温高压环境中，其半衰期不发生改变，选项D正确。
故选D。
7．B
【解析】
【详解】
A．衰变为，质量数减小16，而质子数减小6，而经过一次衰变，质量数减小4，质子数减小2，而经过一次衰变质量数不变，则质子数增大1，因此要经过4次衰变和2次衰变，选项A错误；
B．1934年小居里夫妇用人工的方法首次得到放射性同位素的核反应方程是，选项B正确；
C．根据光电效应方程，光电子最大初动能与入射光的频率有关，而与光的强度无关，选项C错误；
D．半衰期是大量放射性元素原子核的统计规律，对少量的放射性原子核衰变没有规律，选项D错误。
故选B。
8．B
【解析】
AB．根据电荷数守恒和质量数守恒可得，X的电荷数为
质量数为
故X是粒子，A错误,B正确；
CD．半衰期是一种统计规律，半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度和压力大小没有关系，CD错误。
故选B。
9．C
【解析】
【详解】
A．粒子的质量大，不易改变方向，电离本领大，产生的粒子多，故云室中射线径迹直而短粗，故A错误；
B．射线是衰变中产生的电子，是原子核中的一个中子转化而来的，不是源于原子内层电子，穿透能力较强，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板，故B错误；
C．射线是能量很高的电磁波，本身不带电，则在电场和磁场中都不偏转，故C正确；
D．用β射线照射带负电的验电器，由于射线有较强的电离本领，则验电器的金属球会吸附空气中被电离出来的正电荷与原先的负电荷进行中和，张角会变小，故D错误。
故选C。
10．D
【解析】
A．天然放射性元素的衰变的快慢由元素本身决定，与原子所处的物理、化学状态无关，即与环境温度，压强，及质量多少均无关，故A错误；
B．天然放射现象中的射线来自原子核，说明原子核内部有复杂结构，但是不能揭示原子核由质子和中子组成，故B错误；
C．β射线是原子核发生β衰变产生的，不是原子核外电子电离产生的，故C错误；
D．原子核衰变时发生质量亏损，亏损的质量转化成能量释放出来，故D正确。
故选D。
11．A
【解析】
【详解】
A．普朗克首先把能量子引入物理学，破除了“能量连续变化”的传统观念，从而使物理学进入量子理论的领域，故A正确；
B．交流电源的周期与粒子在磁场中匀速圆周运动的周期相等，即为，同位素的电荷量相同，质量不同，则加速质量大的粒子，交流电源的周期较大，频率较小，故B错误；
C．在α、β、γ三种射线中，α射线的电离能力最强，γ射线的穿透能力最强，故C错误；
D．两碰碰车碰撞过程中，受到撞击力的冲量大小相等，方向相反，故D错误。
故选A。
12．A
【解析】
【详解】
A．X为，比多一个质子，A项正确；
B．β粒子来自于原子核，B项错误；
C．含的化合物和单质衰变一样快，C项错误；
D．半衰期是大量原子核的统计规律，对少量原子核的衰变不适用，D项错误。
故选A。
13．AB
【解析】
A．放射性元素的半衰期与环境温度无关，A正确；
B．由核反应过程的质量数和电荷数守恒可知，为电子，B正确；
C．该衰变过程中释放出来的电子是钴60原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子之后的产物，C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，D错误。
故选AB。
14．BC
【解析】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知
x=6，y=12
故选BC。
15．AB
【解析】
A．威尔逊云室内充满饱和蒸汽，射线经过时把气体电离，过饱和蒸气以离子为核心凝结成雾滴，可显示出射线运动的径迹，所以A正确；
B．由于α粒子的电离能力较强，贯穿能力小，所以在云室中的径迹粗而短，所以B正确；
C．尔逊云室中的径迹细而长的是 射线，由于射线的电离本领很弱，所以一般看不到径迹，所以C错误；
D．把云室放到磁场中由射线的弯曲方向就可以判断射线所带的电荷的正负，所以D错误；
故选AB。
16．(1)磁场方向垂直纸面向外；；(2)；(3)（）
【解析】
【详解】
(1)由题意可知磁场方向垂直纸面向外，衰变方程：
(2)系统动量守恒
0=4mv1-234mv2
在磁场中由
得
由几何关系得
由上式可得新核速度为
(3)电场中竖直方向
水平方向，由上式可得
新核射出电场坐标为（）
17．(1) ；(2)1.0×103m/s，方向与原速度方向相反；(3)
【解析】
【详解】
(1)核反应方程
(2)核俘获的过程，系统动量守恒，则
即
=-1.0×103m/s
跟的方向相反。
(3)和的周期之比为
试卷第PAGE页，共SECTIONPAGES页