5.2原子核衰变及半衰期基础巩固练习（Word版含答案）

5.2原子核衰变及半衰期基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，关于这些射线下列说法正确的是(　　)
A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2
B．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核外电子数减少1
C．β射线是原子的核内中子转变形成的
D．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最强
2．关于天然放射现象中产生的三种射线，以下说法中正确的是（ ）
A．α、β、γ三种射线中，α射线的电离作用最强，穿透能力也最强
B．α、β、γ三种射线中，β射线的速度最快，可以达到0.9c
C．β射线是由原子核外电子电离产生的
D．人们利用γ射线照射种子，可以使种子内的遗传物质发生变异，培育出新的优良品种
3．天然放射现象是1896年法国物理学家贝可勒尔发现的，该研究使人们认识到原子核具有复杂的结构。科学家在研究天然放射现象时发现，铀238核（U）放出一个M粒子，同时生成钍234核（Th），钍234核也具有放射性，它又能放出一个N粒子，同时生成镤（Pa）。则下列分析正确的是（　　）
A．M粒子的质量数为4
B．M粒子的核电荷数为1
C．N粒子的质量数为1
D．N粒子的核电荷数为2
4．放射性物质发生衰变时会发出α、β、γ三种射线，关于这三种射线的本质及它们的本领比较， 下列说法正确的是（　　）
A．α射线是氢原子核 B．γ射线穿透能力最强
C．β射线电离能力最强 D．β射线是氦原子核
5．关于放射性元素的衰变，下列说法错误的是（　　）
A．为铀核的衰变方程
B．放射性元素可以通过改变它的温度来改变它的半衰期
C．原子核的衰变过程会释放出能量
D．衰变产生的射线是高速运动的电子流
6．将威耳逊云室置于匀强磁场中，一个静止在磁场中的放射性原子核Th发生了一次衰变，放射出的粒子与生成的新核（用Y表示）均在与磁场垂直的平面内做圆周运动，如图所示。则粒子与新核Y在磁场中运动的轨道半径之比为（　　）
A．44∶1 B．45∶1
C．58∶1 D．114∶1
7．下列有关说法正确的是（　　）
A．贝克勒尔发现了天然放射现象，说明原子核内部有复杂结构
B．普朗克将光的波粒二象性推广到实物粒子，预言实物粒子也具有波动性
C．德布罗意首次提出能量子的观念解释了黑体辐射实验现象
D．查德威克发现了质子和中子，从而揭示了原子核的组成
8．以下叙述正确的是（　　）
A．光波是概率波
B．光电效应现象说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
C．在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强
D．黑体辐射随着温度升高，各种波长的辐射强度都增加，并且辐射强度的极大值向波长较长的方向移动
9．近年来科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展．科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现所生成的超重元素的核经过次衰变后成为，由此可以判定该超重元素的原子序数和质量数依次是
A． B． C． D．
10．在医疗技术中有时需要利用放射线治疗肿瘤，所用的放射源必须具备以下两个条件：（1）放出的放射线有较强的穿透能力，能辐射到体内肿瘤所在处；（2）能在较长的时间内提供比较稳定的辐射强度．
上表给出了四种放射性同位素的放射线及半衰期，在表中所列的四种同位素中，最适宜作为放疗使用的放射源应是（ ）
A．钋210 B．锶90 C．锝99 D．钴60
11．下列关于放射性现象的说法中，正确的是(　　)
A．原子核发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4
B．原子核发生α衰变时，生成核与α粒子的总质量等于原来的原子核的质量
C．原子核发生β衰变时，生成核的质量数比原来的原子核的质量数多1
D．发生衰变时原子核要释放能量
12．放射性同位素电池已成功应用于军事卫星、空间探测器、水下监听器、航标灯、心脏起搏器、微型电动机械等方面。在诸多设计方案中有一种是衰变产生的射线作用于荧光物质激发荧光，然后再由荧光射入光电管利用光电效应实现电能输出。现考虑用氚（作为放射性物质，其衰变为β衰变，半衰期为12.43年，则下列说法正确的是（　　）
A．β衰变所释放的电子来自核外电子
B．氚的衰变方程是→＋
C．提高温度，增大压强可以改变氚的半衰期
D．该衰变电池的功率可保持10年不变
13．“夜光表”上的夜光材料一般为两种，一种将镉和硫化锌混合，由于镭的辐射，硫化锌就自发光。一种是储光材料，白天吸收光能，晚上将光能释放出来。有一块手表，夜光材料是镭和硫化锌混合物。表盘是硅材料。将光能转化为电能，转化效率为，面积为S。在太阳底下照射t时间就可让手表工作nt的时间，单位时间太阳照到地球单位面积上的能量为E0，以下说法正确的是（　　）
A．首次发现镭的科学家是贝克勒尔
B．手表工作时消耗电能的平均功率
C．已知镭的衰变方程为，该核反应为β衰变
D．储光材料在有光的时候吸收光子，原子从低能级跃迁到高能级，夜晚时受激的原子从高能级跃迁到低能级而发光
14．关于近代物理学，下列说法正确的是（　　 ）
A．α射线、β射线和γ射线是三种波长不同的电磁波
B．阴极射线的本质是高速电子流
C．根据玻尔理论可知，氢原子核外电子跃迁过程中电子的电势能和动能之和守恒
D．经典物理学不能解释原子光谱的不连续性，但可以解释原子的稳定性
15．碘131的半衰期约为8天．若某药物含有质量为m的碘131，经过40天后，该药物中碘131的含量大约还有
A． B． C． D．
二、填空题（共4题）
16．根据核反应方程，完成填空：粒子中含有_____个中子；物理学家卢瑟福用该粒子轰击氮核（），发现了_____，该核反应方程是：____．
17．1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，吴健雄用对此进行了实验验证。次年，李、杨两人为此获得诺贝尔物理学奖，的衰变方程是：，其中是反电子中微子，它的电荷为零，静止质量被认为是零。
（1）在上述衰变方程中，衰变产生的的核子数A是______，核电荷数Z是_______。
（2）在衰变前是静止的，根据云室照片可以看出，衰变产物和的运动径迹不在同一条直线上，如果认为衰变产物只有和，那么衰变过程将违反_______守恒定律。
18．完成下列核反应方程，并指出其中哪个是发现质子的核反应方程，哪个是发现中子的核反应方程______。
① _____
② _______
③ ______
④ _____
19．放射性物质 和的核衰变方程为： 　方程中的X1代表的是________，X2代表的是________．
三、综合题（共4题）
20．一个静止的原子核，衰变时放出一个质量为m1速率为v1的粒子，同时产生一个质量为m2的反冲新核和一个光子，测得新核的速率为v2、光子与新核运动方向相同．已知普朗克常量为h，写出该衰变的方程并求出光子的波长λ．
21．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．
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．正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的。反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．D
3．A
4．B
5．B
6．A
7．A
8．A
9．D
10．D
11．D
12．B
13．D
14．B
15．B
16． 2 质子
17． 60 28 动量
18． 方程①是发生质子的核反应方程，方程④是发生中子的核反应方程
19．
20．；
21．（1）；（2）
22．Ra→Rn＋He；2.0×10－14J
23．
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