5.2放射性元素的衰变 同步训练（word版含答案）

5.2放射性元素的衰变
一、选择题（共15题）
1．下列说法正确的是（　　）
A．原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“玻尔原子结构假说一核式结构模型一枣糕模型”
B．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素不会发出射线
C．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等；较重的原子核，中子数大于质子数
D．只有光具有波粒二象性，宏观物体只具有粒子性
2．下列说法中正确的是
A．采用高温高压的方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．发生光电效应时，光电子的最大初动能与入射光的强度有关
C．做双缝干涉实验，只把双缝间距改小一些，干涉条纹间距将变大
D．由玻尔理论可知，氢原子的基态能量大于激发态能量
3． 具有天然放射性，会自发地发生衰变，衰变成并放出一个粒子x；在中子的轰击下会发生裂变，用一个中子轰击会裂变成、和n个中子。则关于x和n，下列说法正确的是
A．x为β粒子
B．x的穿透能力很强
C．n＝9
D．n＝10
4．下列说法正确的是（　　）
A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子
B．实验表明，只要照射光的强度足够大，就一定能发生光电效应
C．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g
D．根据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝3的激发态时，核外电子动能减小
5．有关量子理论及相关现象，下列说法中正确的是（ ）
A．能量量子化的观点是爱因斯坦首先提出的
B．在光电效应现象中，遏止电压与入射光的频率成正比
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子
D．α射线、β射线、γ射线都是波长极短的电磁波
6．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些装饰材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核
C．衰变成 要经过8次β衰变和8次α衰变
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的
7．如图所示,纵坐标表示放射性元素氡222在某时刻的质量m与t=0时刻的质量m0的比值,则下列说法正确的是（　　）
A．氡的半衰期为3.8天
B．若温度降低,分子、原子等粒子的运动将变慢,氡的半衰期将增大
C．一个氡222原子核要经过3.8天才发生衰变
D．10个氡222原子核经过3.8天一定还剩5个
8．某些放射性元素如的半衰期很短，在自然界很难被发现，可以在实验室使用人工的方法发现。已知经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列说法正确的是（　　）
A．的原子核比的原子核少28个中子
B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
C．β衰变过程中放出的β射线是来自于原子核外电子形成的高速电子流
D．若继续衰变成新核，需放出一个α粒子
9．关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时不具有放射性了
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强
10．A、B两种放射性元素，原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹（　　）
A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹
B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹
D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
11．下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福首先发现了中子
B．某原子核发生一次α衰变后，生成的新核比原核的中子数少2个
C．只要入射光的强度足够大，照射时间足够长，就一定能发生光电效应
D．根据玻尔理论，一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出6种频率的光子
12．下列说法正确的是（　　）
A．在光电效应中，金属每吸收一个光子就可放出多个光电子
B．10个某元素的原子核，经过一个半衰期之后，一定还剩5个未衰变
C．在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛，两者同时落地
D．一切爆炸过程都遵循动量守恒，但不遵循能量守恒
13．原子核具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核．下列原子核中，哪几种是衰变过程中不可能产生的是
A． B．
C． D．
14．天然放射性元素(钍)经过一系列衰变和衰变之后，变成(铅)。下列论断中正确的是
A．铅核比钍核少24个中子
B．铅核比钍核少8个质子
C．衰变过程中共有4次衰变和8次衰变
D．衰变过程中共有6次衰变和4次衰变
15．下列说法正确的是（ ）
A．采用物理或化学方法可以有效地改变放射性元素的半衰期
B．由玻尔理论知道氢原子从激发态跃迁到基态时会放出光子
C．热物体的红外辐射比冷物体的红外辐射强
D．原子核所含核子单独存在时的总质量小于该原子核的质量
二、填空题
16．在天然放射现象中放出的三种射线，射线均来源于 ___________ ， 其中 ___________射线是氦原子核， ___________射线是频率很高的电磁波， ___________射线是高速电子流。
17．请你完成此核反应方程
(1)____
(2)____
(3)_____
(4)____
18．放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入如图所示的匀强电场和匀强磁场中，请根据图像分析射线类型：
（1）_______（请填写射线序号）是α射线
（2）_______（请填写射线序号）是β射线
（3）_______（请填写射线序号）是γ射线
三、综合题
19．用粒子轰击硼，产生一个中子和一个具有放射性的核，这个核是什么？这个核能放出正电子，它衰变后变成什么？写出核反应方程。
20．如图所示，在某一足够大的真空室中，虚线PH的右侧是一磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场．在虚线PH上的点O处有一镭核（Ra)．某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为m、电荷量为q的粒子而衰变为质量为M、电荷量为Q氡核(Rn)，设粒子与氡核分离后它们之间的作用力及重力忽略不计，涉及动量问题时，亏损的质量可不计．
(1)写出镭核衰变为氡核的核反应方程；
(2)经过一段时间粒子刚好到达虚线PH上的A点，测得= L．求此时刻氡核的速度为多大．
21．1926年美国波士顿的内科医生鲁姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”，氡的发射性同位素有27种，其中最常用的是．经过m次α衰变和n次衰变后变成稳定的．
①求m、n的值
②一个静止的氡核（）放出一个粒子后变成钋核（），已知钋核的速率，求粒子的速率．
22．静止的锂核Li俘获一个速度为8×106 m/s的中子，发生核反应后产生了两个新粒子，其中一个粒子为氦核He，它的速度大小是3.5×106 m/s，方向与反应前的中子速度方向相同，试写出核反应方程，并求反应后产生的另一个粒子的速度大小．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【详解】
A．原子结构模型的提出按时间先后，顺序为“枣糕模型一核式结构模型一波尔原子结构假说”，故A错误；
B．原子序数大于或等于83的元素都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素有些也会发出射线，故B错误；
C．自然界中较轻的原子核，质子数与中子数大致相等，对于较重的原子核，中子数大于质子数，越重的元素，两者相差就越大。故C正确；
D．根据德布罗意的观点，宏观物体也具有波粒二象性，故D错误。
故选C。
2．C
【详解】
A项：元素的半衰期是由元素本身决定的与外部环境无关，故A错误；
B项：在光电效应中，光电子的最大初动能与入射光的频率有关，与入射光的强度无关，故B错误；
C项：根据知，如果将双缝的间距变小，则屏上的干涉条纹的间距将变大，故C正确；
D项：由玻尔理论可知，氢原子的基态能量小于激发态能量，故D错误．
3．D
【详解】
AB． 根据质量数守恒与电荷数守恒可知，x的质量数为4，电荷数为2，可知x是α粒子，α粒子的穿透能力较弱，故A错误B错误；
CD． 根据质量数守恒可知n的个数：
n=1+235-136-90=10
故C错误D正确。
故选D。
4．A
【详解】
A、β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子，故A正确；
B、根据光电效应方程可知，发生光电效应的条件与光的频率有关，与光的强度无关，故B错误；
C、钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，发生5次衰变，根据m＝m0（）5g＝0.03125g，故C错误；
D、据玻尔的原子理论，氢原子从n＝5的激发态跃迁到n＝3的激发态时，库仑力提供向心力，向心力增加，速度变大电子动能增加，故D错误．
5．C
【详解】
A．能量量子化的观点是普朗克首先提出的，选项A错误；
B．在光电效应现象中，根据光电效应方程，可知遏止电压与入射光的频率是线性关系，但不是成正比，选项B错误；
C．一个处于n＝4激发态的氢原子向基态跃迁时，最多能辐射出3种频率的光子，分别对应于4→3，3→2，2→1，选项C正确；
D．α射线、β射线不是电磁波，只有γ射线是波长极短的电磁波，选项D错误；
故选C。
6．D
【详解】
A．γ射线是电磁波，β射线不是电磁波，β射线穿透本领远比γ射线弱，选项A错误；
B．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适应，选项B错误；
C．因为β衰变的质量数不变，所以α衰变的次数n=＝8，在α衰变的过程中电荷数总共少16，则β衰变的次数m＝＝6．故C错误．
D．β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，不是来自核外电子．故D正确．
故选D．
7．A
【详解】
A．由图和半衰期的定义可知氡的半衰期为3.8天，故A正确；
B．放射性元素的半衰期由原子核内部结构决定，与外界因素(如温度、压强等)无关，也与物态变化无关，B错误；
CD．半衰期具有统计意义,对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故C、D错误。
故选A。
8．B
【详解】
A．的原子核比少10个质子，质子数和中子数总共少237-209=28，所以 的原子核比少18个中子，故A错误；
B．令衰变为需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有93=2x-y+83，4x=237-209所以解得：x=7，y=4，即衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变，故B正确；
C．β衰变过程中放出的β射线是来自于原子核内中子转化成质子同时放出电子而形成的高速电子流；故C错误；
D．根据衰变前后电荷数、质量数守恒可知，若继续衰变成新核，放出一个α粒子，则电荷数、质量数增加了，故D错误。
故选B。
9．D
【详解】
A．有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B错误；
C．放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C错误；
D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，故D正确。
故选D。
10．C
【详解】
两个衰变中，α粒子是正电荷，β粒子为负电荷，两个粒子和它们的反冲核的速度方向相反，但α粒子和β粒子受到的洛伦兹力的方向相反。静止的放射性元素衰变满足动量守恒
在磁场中洛伦兹力提供向心力
则
所以α粒子和β粒子的轨迹均为大圆，又根据左手定则判断可得C的轨迹符合题意。
故选C。
11．B
【详解】
A．查德威克首先发现了中子，故A错误；
B．某原子核发生一次α衰变后，释放出一个，所以生成的新核比原核的中子数少2个，故B正确；
C．发生光电效应的条件是入射光的频率达到极限频率，就一定能发生光电效应，故C错误；
D．根据玻尔理论，一个处于n=4能级的氢原子向低能级跃迁时最多能辐射出共3种频率的光子，故D错误。
故选B。
12．C
【详解】
A．在光电效应中，金属每吸收一个光子只能放出1个光电子，A错误；
B．半衰期是统计规律，10个某元素的原子核，经过一个半衰期之后，不一定还剩5个未衰变，B错误；
C．在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛，因为月球表面无空气，两者均做自由落体运动，所以同时落地，C正确；
D．一切爆炸过程都遵循动量守恒，也遵循能量守恒，D错误。
故选C。
13．BC
【详解】
A. 与原子核相比，质量数少28，知经历了7次α衰变，电荷数少8，知经历了6次β衰变，故A不符合题意；
B、与原子核相比，质量数少10，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变质量数不变化，电荷数增加1，由质量数的变化可确定α衰变的次数（必须是整数），进而可知β衰变的次数，由此可知衰变不是整数次，故B符合题意；
C与原子核相比，质量数少14，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变质量数不变化，电荷数增加1，由此可知衰变不是整数次，故C符合题意；
D与原子核相比，质量数少8，知经历了2次α衰变，电荷数少8，知经历了2次β衰变，故D不符合题意。
故选BC.
14．BD
【详解】
AB．根据核反应方程及质量及电荷数守恒原则可知，铅核比钍核少16个中子，铅核比钍核少8个质子，故A错误，B正确；
CD．由题意可得
解得
即衰变过程中共有6次衰变和4次衰变，故C错误，D正确。
故选BD。
15．BC
【详解】
A、半衰期只和元素本身有关，和物理或化学条件无关，故A错；
B、从高能级向低能级跃迁，要释放能量，即以光子的形式释放出来，故B正确；
C、热辐射的强度和温度有关，温度越高，辐射越强，故C对
D、核子结合成原子核放出核能,因此原子核所含核子单独存在时的总质量大于核原子核的质量，故D错
综上所述本题答案是：BC
16． 原子核 r
【详解】
在天然放射现象中放出的三种射线，射线均来源于原子核；
其中α射线是氦原子核，γ射线是频率很高的电磁波，β射线是高速电子流。
17．
【详解】
(1)根据电荷数守恒和质量数守恒知
(2)根据电荷数守恒和质量数守恒知
(3)根据电荷数守恒和质量数守恒知
(4)根据电荷数守恒和质量数守恒知
18． ①④ ④① ③⑥ ⑥③ ②⑤ ⑤②
【详解】
α射线带正电在平行板电场中向负极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向左偏转，β射线带负电在平行板电场中向正极板偏移，由左手定则可判断在如图所示的磁场中向右偏转， γ射线不带电在平行板电场和磁场中不偏转。故可以判断①④是α射线，③⑥是β射线，②⑤是γ射线。
19．，，，
【详解】
用粒子轰击硼，产生一个中子和一个具有放射性的核，这个核是，放出正电子，它衰变后变成，核反应方程为
20．（1）；（2）
【详解】
（1）核反应方程为
（2）设衰变后，氡核的速度为 v0，α粒子速度为 vα，由动量守恒定律得Mv0=mVα，
α粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，到达A点需要的时间为 ，
qvαB＝
氡核在电场中做匀加速直线运动，t时刻速度为v=v0+at，
氡核的加速度为，
由以上各式解得
21．①、②
【详解】
试题分析：①核反应过程质量数与核电荷数守恒，由题意可得：，解得：，
，解得：；
②核反应过程系统动量守恒，以粒子的速度方向为正方向，由动量守恒定律得：，
代入数据解得：；
22．；2×106m/s
【详解】
核反应方程为：
根据动量守恒定律得：mnv1=mHev2+mHv3
得：，方向与原来中子的方向相反．
答案第1页，共2页