5.2放射性元素的衰变 专项测试 （word版含答案）

5.2、放射性元素的衰变
一、选择题（共16题）
1．下列说法正确的是（ ）
A．爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象
B．汤姆生发现了电子并提出了原子的核式结构模型
C．卢瑟福发现了质子和中子
D．玻尔理论成功解释了所有原子的光谱
2．图中P为放在匀强电场中的天然放射源，其放出的射线在电场的作用下分成a、b、c三束，以下判断正确的是（　　）
A．a为α射线、b为β射线 B．a为β射线、b为γ射线
C．b为β射线、c为α射线 D．b为α射线、c为γ射线
3．经过m次α衰变和n次β衰变，变成，则（　　）
A．， B．，
C．， D．，
4．第118号元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是（　　）
A．中子 B．质子 C．电子 D．α粒子
5．下列说法正确的是( )
A．电子的衍射现象说明实物粒子的波动性
B．的半衰期约为7亿年,随地球环境的变化,半衰期可能变短
C．原子核内部某个质子转变为中子时,放出射线
D．氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时,要释放一定频率的光子,同时电子的动能增加,电势能增加
6．物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．光电效应说明光具有粒子性，康普顿效应说明光具有波动性
B．卢瑟福用人工转变的方法，发现了质子并预言了中子的存在
C．玻尔的原子理论成功地解释了原子发光的规律
D．贝克勒尔通过对天然放射现象的研究，发现了原子中存在原子核
7．硼（）中子俘获治疗是目前最先进的癌症治疗手段之一，治疗是先给病人注射一种含硼的药物，随后用中子照射，硼俘获中子后，产生高杀伤力的粒子X和锂（）离子，则X是（　　）
A．质子 B．电子 C．β粒子 D．α粒子
8．2007年是我国著名物理学家、曾任浙江大学物理系主任的王淦昌先生一百周年诞辰。王先生早在1941年就发表论文，提出了一种探测中微子的方案∶7Be原子核可以俘获原子的K层电子而成为7Li的激发态（7Li）*，并放出中微子（当时写作）即7Be+e→（7Li）*+，而（7Li）*又可以放出光子γ而回到基态7Li，（7Li）*→7Li+γ。下列说法正确的是（　　）
A．7Be+e→（7Li）*+是核聚变反应
B．（7Li）*和7Li的核子数相同
C．（7Li）*和7Li的比结合能相同
D．（7Li）*→7Li+γ的过程中，由于质量数守恒故未出现质量亏损
9．根据所学的物理知识，下列说法正确的是（　　）
A．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流
B．在核反应方程中，X是正电子
C．铀核（92238U）衰变为铅核（82206Pb）的过程中，要经适8次α衰变和6次β衰变
D．是重核裂变，X是α粒子
10．衰变成，之后衰变成，Pa处于高能级，它向低能级跃迁时辐射一个粒子，在这个过程中，前两次衰变放出的粒子和最后辐射的粒子依次是（　　）
A．α粒子、β粒子、γ光子 B．粒子、β粒子、正电子
C．β粒子、γ光子、中子 D．γ光子、电子、α粒子
11．关于原子、原子核以及核反应，以下说法正确的是（　　）
A．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线，且γ射线穿透能力最强
B．一个氢原子从n=3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子
C．10个原子核经过一个半衰期后，一定还剩5个原子核没发生衰变
D．核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为，由方程可判断x是正电子
12．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度的含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出、、射线：已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（　　）
A．发生衰变时，生成的核和原来相比，核子数少4
B．发生衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在
C．射线一般伴随着和射线产生，其中射线的穿透能力是最强的，电离子能力也最强
D．若只有4个氡核，经过7.6天一定只剩下一个氡核
13．人类在微观领域对物质结构的认识是建立在对事实观察的基础上，下列说法正确的是（　　）
A．电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构
B．天然放射现象说明原子内部是有结构的
C．α粒子散射实验发现电荷是量子化的
D．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
14．一个静止的放射性原子核发生天然衰变时，在匀强磁场中得到内切圆的两条径迹，如图所示．若两圆半径之比为44:1，则（　　　　）
A．发生的是α衰变
B．轨迹2是反冲核的径迹
C．反冲核是逆时针运动，放射出的粒子是顺时针运动
D．该放射性元素的原子序数是90
15．静止的衰变成，静止的衰变为，在同一匀强磁场中的轨道如图1所示.由此可知(　　)
A．甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹
B．甲图为的衰变轨迹，乙图为的衰变轨迹
C．图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹
D．图中2、4为粒子轨迹，1、3为新核轨迹
16．钍核Th具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核(Pa)，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的是
A．该电子就是钍原子核外的电子
B．γ光子是衰变过程中原子核放出的
C．给钍元素加热，其半衰期变短
D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
二、填空题
17．如上图，放射性元素镭衰变过程中释放α、β、γ三种射线，进入匀强电场中，②表示γ射线不带电，则①表示____________射线，③表示____________射线（α带正电 、β带负电）
18．完成下列核反应方程：
( )
( )
( )
( )
19．放射性同位素被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后，就会形成很不稳定的，它很容易发生β衰变，变成一个新核，其半衰期为5730年。该衰变的核反应方程式为_____。的生成和衰变通常是平衡的，即生物机体中的含量是不变的。当生物体死亡后，机体内的含量将会不断减少。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，则这具遗骸距今约有_____年。
20．①如果大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出______种频率的光．
②卢瑟福发现质子的核反应方程为： _____________查德威克发现中子的核反应方程为： _______________
综合题
21．两个半径均为R的圆形磁场区域I、II相切与P点，两圆圆心分别为，园内磁感应强度分别为，；在两圆切点P有一个静止的放射性原子核，某时刻原子核发生β衰变成a、b两个粒子，衰变后进入II区的粒子b从M点沿方向以速度射出磁场，，如图所示；而进入I区的粒子a从N点（图中未画出）射出磁场，且射出磁场时速度方向为同向，
（1）求a和b两粒子电荷量之比；
（2）若a、b两粒子中有一个质量数为14，写出衰变方程；
（3）若a、b两粒子质量之比为k，求两粒子在磁场中的运动时间之比．
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
【详解】
A．爱因斯坦提出“光子说”并成功解释了光电效应现象，故A正确；
B．汤姆生发现了电子，卢瑟福提出了原子的核式结构模型，故B错误；
C．卢瑟福发现了质子，查德威克发现了中子，故C错误；
D．玻尔理论仅成功解释了氢原子的光谱，故D错误。
故选A。
2．B
【详解】
由于α射线带正电则其所受电场力与场强方向相同，所以c为α射线，β射线带负电，则其所受电场力与场强方向相反，所以a为β射线，γ射线不带电，所以不发生偏转，则b为γ射线，所以B正确；ACD错误；
故选B。
3．B
【详解】
原子核每发生一次α衰变，质量数减小4，电荷数减小2；每发生一次β衰变，质量数不变，电荷数加1，故可列出方程
解得
，
故选B。
4．A
【详解】
发生3次α衰变，质量数减少12，核电荷数减少了6，可见，先放出的三个粒子的电荷数是0，该粒子是中子。
故选A。
5．A
【详解】
衍射和干涉是波特有的现象，所以电子的衍射现象说明实物粒子的波动性，故A正确；半衰期由原子核本身决定，与环境变化无关，故B错误；β射线是原子核内部的一个中子转化为质子时同时释放的一个电子，故C错误；氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，电场力做正功，电子的动能增加，电势能减小，故D错误．所以A正确，BCD错误．
6．B
【详解】
A. 光电效应和康普顿效应说明光具有粒子性，故A错；
B、卢瑟福用人工转变的方法，发现了质子并预言了中子的存在，故B正确；
C、波尔的原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，而不是原子发光的规律，故C错误；
D、卢瑟福通过粒子的散射发现了原子中存在原子核，故D错误；
故选B
7．D
【详解】
硼俘获中子后，核反应过程中满足质量数守恒和电荷数守恒，可得
B+n→Li+He
则X是α粒子。
故选D。
8．B
【详解】
A．该反应为原子核的人工转变，故A错误；
B．核反应（7Li）*→7Li+γ中没有质子数和中子数的变化，则（7Li）*和7Li的核子数相同，故B正确；
C．核反应（7Li）*→7Li+γ中放出了能量，则7Li比（7Li）*更稳定，7Li的比结合能大于（7Li）*的比结合能，故C错误；
D．核反应（7Li）*→7Li+γ中放出了能量，故该反应过程发生了质量亏损，故D错误。
故选B。
9．C
【详解】
A．β衰变释放的电子来自原子核，不是核外电子，选项A错误；
B．根据质量数和电荷数守恒可知，中，X是质子，选项B错误；
C．衰变为，根据质量数守恒可知，发生8次α衰变，根据电荷数守恒可知92-82=2×8-x×1可得发生6次β衰变，选项C正确；
D．根据质量数守恒和电荷数守恒知，X为α粒子，该反应为α衰变，选项D错误。
故选C。
10．A
【详解】
根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变成，释放的粒子电荷数为2，质量数为4，为α粒子，衰变成，释放的粒子电荷数为-1，质量数为0，为电子，即β粒子，向低能级跃迁时辐射一个粒子为γ光子。
故选A。
11．B
【详解】
A. 一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，γ射线穿透能力最强，选项A错误；
B. 一个氢原子从n=3的能级发生跃迁，可能只辐射1种频率的的光子，即对应于3→1的跃迁，选项B正确；
C. 半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核的衰变不适用，选项C错误；
D. 核泄漏事故污染物铯(Cs)137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为，由方程可知x质量数为0，电荷数为-1，可判断x是负电子，选项D错误.
12．A
【详解】
A．发生衰变时，其特征方程为
生成的核和原来相比，核子数少4，选项A正确；
B．发生衰变时释放出的电子是核内中子转化为质子时放出的，不能说明原子核内有电子存在，选项B错误；
C．射线一般伴随着和射线产生，其中射线的穿透能力是最强的，电离子能力最弱，选项C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，选项D错误。
故选A。
13．A
【详解】
A. 电子的发现使人们认识到原子具有复杂结构，A正确；
B. 天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B错误；
C. α粒子散射实验发现否定了汤姆生的原子模型，建立了原子的核式结构，C错误；
D. 密立根油滴实验测定了电子的电荷量，D错误。
故选A。
14．BC
【详解】
A．发生衰变时，放出的射线与新核速度方向相反，因轨迹是内切圆，所以是β衰变，故A错误；
B．由半径公式
知，电子轨迹为1，新核轨迹为2，故B正确；
D．由
得
则放射性元素的原子序数为43，故D错误；
C．由左手定则知反冲核是逆时针运动，放射出的粒子是顺时针运动，故C正确。
故选BC。
15．BC
【详解】
AB．P衰变成Si释放出一个质子，原子核Th衰变成Pa释放出一个带负电的电子，原子核发生衰变时，动量守恒，衰变后两粒子的动量p大小相等，速度方向相反，由左手定则可知，原子核衰变释放的粒子带正电时，衰变产生的两粒子受到的洛伦兹力方向相反，两粒子运动轨迹相外切，原子核衰变释放的粒子带负电时，衰变产生的两粒子受到的洛伦兹力方向相同，两粒子运动轨迹相内切，粒子在磁场中做匀速圆周运动，由牛顿第二定律可得
轨道半径
衰变后粒子质量越大，轨道半径r越小，P与Th衰变后，新核的轨道半径小，粒子的轨道半径大；由图示可知，甲图为Th的衰变轨迹，乙图为P的衰变轨迹，A错误B正确；
CD．图中2、4为新核轨迹，1、3为粒子轨迹， D错误C正确。
故选BC。
16．BD
【详解】
A．原子核β衰变是核内中子转化成质子的时候同时产生的电子，不是核外电子，故A错误；
B．在β衰变过程中，处于激发态的原子核将多余的能量以γ光子形式释放出来，故B正确；
C．半衰期是由原子核本身性质决定的，温度、压强等等都不能改变原子核的半衰期，故C错误；
D．原子核的天然放射现象说明原子核有着复杂的内部结构，是可分的，故D正确。
故选BD。
17． β α
【详解】
因β粒子带负电，则在电场中受到向左的电场力，则①表示β射线；因α粒子带正电，则在电场中受到向右的电场力，则③表示α射线．
18．
【详解】
19． 17190年
【详解】
发生β衰变，释放电子，根据质量数守恒，电荷数守恒可知
测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的12.5%，即 ，经过了3个半衰期，故这具遗骸距今约有
年
20． 10
【详解】
①根据=10可知大量氢原子处在n=5的能级，会辐射出10种频率的光；
②根据电荷数守恒，质量数守恒得，卢瑟福用α粒子轰击氮核（）发现质子
查德威克用α粒子轰击铍核（）发现中子
．
21．(1)；(2)；(3)
【详解】
(1)由于与同向，a、b两粒子在磁场中运动轨迹如图所示，设轨迹圆心分别为和
又，由几何关系可知①
因此，，②，
由①②可得
由牛顿第二定律可得得④
由于衰变过程动量守恒⑤，
由④⑤可得⑥，
由③⑥及得⑧
(2)由粒子a的旋转方向可知带负电，即是电子，即核电荷数为1，故静止核发生了β衰变，又由(1)和题设可知，新生核b的核电荷数为7，即氮核，所以衰变方程
(3)由和可知，
由①③⑧及解得；
答案第1页，共2页