人教版高中物理选修三 第5章 第2节 放射性元素的衰变 课时1(word版含答案)

人教版高中物理选修三 第5章 第2节 放射性元素的衰变 课时1
一、单项选择题（共14小题；）
1. 烟雾探测器使用了一种半衰期为 年的放射性元素镅 来探测烟雾。当正常空气分子穿过探测器时，镅 会释放出射线将它们电离，从而产生电流。烟尘一旦进入探测腔内，烟尘中的微粒会吸附部分射线，导致电流减小，从而触发警报。则下列说法正确的是
A. 镅 发出的是 射线，它是镅 原子核自发放出的氦核
B. 镅 发出的是 射线，它是镅 原子核外电子电离形成的电子流
C. 镅 发出的是 射线，它是镅 原子核外电子电离形成的电子流
D. 发生火灾时，由于温度的升高，会使镅 的半衰期减小
2. 碘 的半衰期约为 天。若某药物含有质量为 的碘 ，经过 天后，该药物中碘 的含量大约还有
A. B. C. D.
3. 元素 是 的同位素，分别进行下列衰变：，。则下列说法正确的是
A. 和 不是同位素 B. 和 的原子序数相同
C. 和 的质量数相同 D. 的质子数多于前述任何元素
4. 一个氡核 衰变成钋核 并放出一个粒子，其半衰期为 天。 氡经过 天衰变掉的氡的质量，以及 衰变成钋核 的过程放出的粒子是
A. ， 粒子 B. ， 粒子 C. ， 粒子 D. ， 粒子
5. 原子核 经放射性衰变①变为原子 ，继而经放射性衰变②变为原子核 再经放射性衰变③变为原子核 放射性衰变①、②和③依次为
A. 衰变、 衰变和 衰变 B. 衰变、 衰变和 衰变
C. 衰变、 衰变和 衰变 D. 衰变、 衰变和 衰变
6. 目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出 、 、 射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识，下列说法正确的是
A. 氡的半衰期为 天，若取 个氡原子核，经 天后就一定剩下一个原子核了
B. 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C. 射线一般伴随 或 射线产生，三种射线中， 射线的穿透能力最强，电离能力也最强
D. 发生 衰变时，生成核与原来的原子核相比，核子数减少了
7. 下列说法中正确的是
A. 把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变
B. 把放射性元素同其他稳定元素结合变成化合物，放射性元素的半衰期不变
C. 半衰期是放射性元素的原子核全部衰变所需时间的一半
D. 某一铅的矿石中发现有 个氢原子核，经过 天（氡的半衰期），此矿石中只剩下 个氡原子核
8. 一块含铀的矿石质量为 ，其中铀的质量为 ，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅。已知铀的半衰期为 。则经过时间
A. 矿石中铅的质量为 B. 矿石中铀的质量为
C. 矿石的质量为 D. 矿石的质量为
9. 伽耳顿板可用以演示统计规律。如图，使大量小球从上方漏斗形入口落下，最终小球都落在槽内。重复多次实验后发现
A. 某个小球落在哪个槽是有规律的
B. 大量小球在槽内的分布是无规律的
C. 大量小球落入槽内后均匀分布在各槽中
D. 越接近漏斗形入口处的槽内，小球聚集越多
10. 设某放射性元素 的半衰期为 ，另一放射性元素 的半衰期为 ，在初始时刻， 的原子核数目为 ， 的原子核数目为 ，则
A. 经过时间 ， 、 的原子核数目都等于
B. 经过时间 ， 、 的原子核数目都等于
C. 经过时间 ， 、 的原子核数目都等于
D. 经过时间 ， 、 的原子核数目都等于
11. 一静止的 原子核发生衰变，其衰变方程为 ，生成的两粒子处于匀强磁场中，速度方向与磁场方向垂直，其运动轨迹正确的是
A. B.
C. D.
12. 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 ，则
A. 发生的是 衰变
B. 轨迹 是新核的径迹
C. 该放射性元素的原子序数是
D. 新核是逆时针运动，放射出的粒子是顺时针运动
13. 下述方法中可以减缓放射性元素的衰变的是
A. 把该元素放置在低温处
B. 把该元素密封在很厚的铅盒子里
C. 把该元素同其他的稳定元素结合成化合物
D. 上述各种办法无法减缓放射性元素的衰变
14. 一个静止的铀核，放在匀强磁场中，它发生一次 衰变后变为钍核，衰变后， 粒子和钍核都在匀强磁场中做匀速圆周运动，则以下判断正确的是
A. 是 粒子的径迹， 是钍核的径迹
B. 是钍核的径迹， 是 粒子的径迹
C. 是 粒子的径迹， 是钍核的径迹
D. 是钍核的径迹， 是 粒子的径迹
二、双项选择题（共1小题；）
15. 放射性元素 衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变成 ，而 可以经一次衰变变成 （ 代表某种元素），也可以经一次衰变变成 ，\（\ce{_{\it a}^{210}\rm X}\） 和 最后都变成 ，衰变路径如图所示。则
A. ，
B. 是 衰变， 是 衰变
C. 是 衰变， 是 衰变
D. 经过一次 衰变变成
答案
1. A
【解析】镅 会释放出射线将正常空气电离，从而产生电流，而三种射线中，只有 射线能使空气电离，它是镅 原子核自发放出的氦核，选项A正确，B、C错误；半衰期与外界因素无关，故D错误。
2. C
【解析】经过 天，也就是 个半衰期，剩下没有衰变的碘 的质量是原来质量的 ，C 正确，ABD 错误。
3. D
【解析】设放射性 经过 次 衰变，变成 ， 经过 次 衰变后，变成稳定的新元素 ，则表示该核反应的方程为：，。
设 的同位素 经过 次 衰变，变成 ， 经过 次 衰变，变成 ，则表示该核反应的方程为：，。
由此可见， 和 的质子数相同，是同位素，选项 A 错误；
和 的原子序数不相同，选项 B 错误；
和 的质量数不相同，选项 C 错误。
4. B
【解析】氡核的半衰期为 天，根据半衰期的定义得：，
其中 为剩余氡核的质量， 为衰变前氡核的质量， 为半衰期， 为经历的时间。
由于 天， 天，
解得：，所以衰变掉的氡的质量为 ，
根据衰变过程中质量数和电荷数守恒，由于生成物质量数减小 ，电荷数减小 ，所以放出的粒子是 粒子。
5. A
【解析】A
6. B
【解析】半衰期是统计规律，只对大量的原子核适用。故选项A错误； 衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的，故选项B正确； 射线一般伴随 或 射线产生，三种射线中， 射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故选项C错误； 衰变时，电荷数减少 ，质量数减少 ，核子数减少 ，故选项D错误。
7. B
【解析】放射性元素的半衰期与其化学、物理状态无关，仅由原子核的内部结构决定，故 A 错，B 正确；
半衰期遵循统计规律，对大量的原子核才适用，故 D 错；
半衰期是指大量原子核有半数发生衰变所需的时间，故 C 错。
8. B
9. D
10. B
11. B
12. D
【解析】由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两者运动方向相反，故小粒子应该带负电，故发生了 衰变，故A错误；
静止原子核发生 衰变时，根据动量守恒定律得知， 粒子与新核的动量大小相等、方向相反，由半径公式 可知，两粒子作圆周运动的半径与电荷量成反比， 粒子的电荷量较小，则其半径较大，即半径较大的圆是 粒子的径迹，半径比较小的轨迹 是新核的径迹。故B错误；
两圆半径之比为 ，由半径公式 得， 粒子与新核的电荷量之比为：，所以该放射性元素的原子序数是：。故C错误；
衰变后新核所受的洛伦兹力方向向右，根据左手定则判断得知，其速度方向向下，沿小圆作逆时针方向运动，而放出的粒子与新核运动方向相反，故为顺时针方向，故D正确。
13. D
14. B
【解析】无论是哪种衰变，反应后的两个粒子运动方向一定是相反的。
一个粒子是新的原子核带正电，另一个粒子带电情况要看是哪种衰变。
由左手定则知 衰变后产生的径迹是两个外切的圆， 衰变后产生的径迹是两个内切的圆。
对于半径大小，由 ， 就是动量，由动量守恒可知新核的动量和放出的 （或 ）粒子的动量等大反向。
所以动量大小相同了，半径就看电量了，谁电量大谁半径小。
对于 衰变， 粒子电量为 ，新核的电量都是几十个 （能自发衰变的都是超过 号的元素），所以 衰变后产生的两个外切圆，大的是 粒子，小的新核的。
综上分析知，A、C、D 错误，B 正确。
15. C， D
【解析】 衰变后变为 ，质量数没有发生变化，为 衰变，即 ，解得 ， 衰变后变为 ，核电荷数减少 ，为 衰变，即 ，解得 ，故A、B错误；结合上述分析可知 ， 故C、D正确。
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