5.2放射性元素的衰变 同步练习（Word版含答案）

5.2放射性元素的衰变专题复习2021—2022学年高中物理人教版（2019）选择性必修第三册
一、选择题（共15题）
1．关于原子物理的知识下列说法中错误的为（ ）
A．电子的发现证实了原子是可分的
B．卢瑟福的粒子散射实验建立了原子的核式结构模型
C．天然放射现象的发现揭示了原子核是由质子和中子组成的
D．射线是高速运动的电子流，有较弱的电离本领
2．在下列四个核反应方程中，符号“X”表示中子的是(　　)
A．
B．
C．
D．
3．下列说法正确的是（　　）
A．贝克勒尔发现天然放射现象，说明原子也有复杂的内部结构
B．麦克斯韦提出了电磁场理论，预言并证实电磁波的存在
C．奥斯特发现了电磁感应现象，揭示了磁现象和电现象之间的联系
D．德布罗意提出了物质波，认为粒子的德布罗意波长与其动量成反比
4．下列说法错误的是（　　）
A．原子核发生β衰变中放出的电子来自原子核外的内层电子
B．α衰变实质是核内的两个质子和两个中子转化成了一个氦原子核
C．放射性同位素和它的非放射性同位素化学性质相同，可以作为示踪原子
D．利用γ射线可以为金属探伤或者治疗肺癌、食道癌等疾病，还可以照射种子使其基因变异，培育优良品种
5．关于射线，下列说法不正确的是（ ）
A．射线是原子核受激发而产生的
B．射线是不带电的波长很短的电磁波
C．射线的贯穿本领比射线弱
D．射线往往是伴随射线和射线而产生的
6．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
7．2019年9月10日，我国国产首批医用钻－60原料组件从秦山核电站启运，这标着着我国国伽马刀设备“中国芯”供应问题得到解决，核电站是利用中子照射钻－59制备钻－60，伽马刀是利用钻－60发生衰变释放的射线工作的，已知钻－60的半期约为5.3年，下列说法正确的是（）
A．秦山核电站制备钴－60的反应是重核衰变
B．钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60少一个电子
C．钻－60发生衰变后生产的新核比钻－60多一个中子
D．钻－60制成后，经过5.3年剩下的钻－60的约有一半
8．已知天然放射现象放出α、β、γ 三种射线。下列说法正确是（　　）
A．α、β、γ三种射线分别是氦原子核、电子和中子
B．三种射线中β射线电离作用最强、γ射线穿透能力最强
C．α射线轰击氮原子核可以产生质子，核反应方程为
D．三种射线在真空中传播速度都是光速
9．天然放射现象中可产生α、β、γ三种射线．下列说法正确的是（ ）
A．β射线是由原子核外电子电离产生的
B．经过一次α衰变，变为
C．α射线的穿透能力比γ射线穿透能力强
D．放射性元素的半衰期随温度升高而减小
10．下列关于近代物理知识的描述正确的是（ ）
A．若用蓝光照射某金属时有电子逸出,则改用红光照射时也一定会有电子逸出
B．处于能级的某个氢原子自发向低能级跃迁时,最多能发出3种不同频率的光子
C．衰变中产生的射线实际上是原子核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．有10个放射性元素的原子核,其中有5个原子核发生衰变所需的时间就是该放射性元素的半衰期
11．下列说法正确的是（　　）
A．普朗克在研究黑体辐射问题时提出了光子说
B．发生光电效应时，光电子的最大初动能一定等于金属的逸出功
C．康普顿在研究石墨中的电子对X射线的散射时发现，有些散射波的波长比入射波的波长略大
D．由可知，在密闭的容器中混合存放一定比例的氦气和氮气，几天后将有氧气生成
12．在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反冲核的径迹是两个相外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42∶1，如图所示。那么氡核的衰变方程应是（ ）
A．
B．
C．
D．
13．变成要经过m次衰变、n次衰变，中子数减少的个数为q，则（ ）
A．m=8，n=6，q=32
B．m=6，n=8，q=32
C．m=8，n=6，q=22
D．m=6，n=8，q=22
14．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)
A．密立根发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒
B．汤姆孙利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量
C．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础
D．卢瑟福发现了中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献
15．下列说法正确的是
A．玻尔原子理论很好地解释了氦原子的光谱现象
B．在核反应过程中，质子数守恒
C．放射性元素衰变的快慢，跟原子所处的化学状态和外部环境无关
D．如果一个系统不受外力，系统的总动量一定为零
二、填空题（共4题）
16．一个中子与某原子核发生核反应，生成一个氘核，其核反应方程式为_____________，该反应放出的能量为Q，则氘核的比结合能为_____________ 。
17．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是86Rn―→84Po＋________．已知86Rn的半衰期约为3．8天，则约经过________天，16 g的86Rn衰变后还剩1 g．
18．粒子轰击27Al核后，变成磷的同位素，同时放出一个中子，这个磷的同位素又衰变放出一个正电子，变成硅的同位素，后一个衰变的半衰期是,上述两个核反应方程式为________________和________________．这个磷的同位素若有的质量发生衰变；则经过的时间是________.
19．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰变期为8天．
①碘131核的衰变方程： →____________（衰变后的元素用X表示）．
②经过______天有75%的碘131核发生了衰变．
三、综合题（共4题）
20．原子核的人工转变与放射性元素的衰变有什么区别？
21．原来静止的原子核，经过一次α衰变后生成新原子核Th，并放出一个动能为E0的α粒子，求：
(1)写出α衰变的反应方程式
(2)生成的新原子核Th的动能是多少？用E0来表示
(3)若α粒子与新原子核间相互作用不计，已知α粒子速度方向与磁场方向垂直，则二者在磁场中运动的周期Tα：TTh是多少？
22．中子不带电，比较容易进入原子核，科学上往往利用中子轰击其他原子核来获得需要的粒子。为了研究获得的粒子的属性，也经常将轰击过程放入电磁场中，如图1所示某空间x轴上存在场强大小为E方向向下的匀强电场，x轴下方存在若干个宽度为d的等间隔的长条形匀强电场和匀强磁场区域，电场强度大小相等、方向均向下，磁感应强度大小相等、方向均向外。某中子以一定的水平向右的初速度撞上位于y轴且纵坐标为d的一个静止核，而发生核反应，生成两个原子核，其中一个为核，以水平速度飞出后在电场作用下落在x轴负半轴（图中未画出）；另一个新核X飞出后在电场作用下到达x轴时与x轴正方向成角，如图。若已知中子和质子的质量相等均为u，（不计反应中的质量亏损）质子的带电量为e。不计粒子重力，不考虑高速运动的粒子的相对论效应，假设电磁场均有理想边界。
(1)写出相应的核反应方程式，并求出新核X飞入磁场的速度。（，，结果中质量和电量均用u和e表示）
(2)求出入射中子的初速度
(3)若新核X进入磁场的速度为，经过第一个磁场区域后，新核的速度方向改变了90°，则磁感应强度应调节为多少？（结果用、u、e、d表示）
(4)若新核X进入速度大小为，方向角任意，各电场大小均为E，调节磁场强弱发现新核从第n个匀强磁场区域射出时速度方向与刚进入第一匀强磁场区域时的速度偏角为90°，则B的大小应调节为多少？（结果用、u、e、E、d、θ、n表示）
23．如右上图所示，铅盒内放有少量放射源，该放射源能放出α射线、β射线以及γ射线三种射线，在铅盒外部放置两块很大的平行带电金属板，能分离出三种射线．试画出分离后的三种射线的大致轨迹（标明射线的名称）．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
2．C
3．D
4．A
5．C
6．B
7．D
8．C
9．B
10．B
11．C
12．B
13．C
14．C
15．C
16．
17． 15.2
18． 7.5
19． ； 16；
20．一个是人工转变，一个是自发转变
21．（1）；（2）；（3）10:13
22．(1) ，；(2) ；(3) ；(4)
23．
答案第1页，共2页