高中物理：选择性必修三 5.2放射性元素的衰变（含答案）

放射性元素的衰变
1．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
2．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线为(　　)
A．β射线和γ射线 B．α射线和β射线
C．β射线和X射线 D．α射线和γ射线
3．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(　　)
4．14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(　　)
A．该古木的死亡时间距今约5 700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出α射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
5.如图所示，一天然放射性物质放射出的三种射线经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射，下列判断正确的是(　　)
A．射到a点的是α射线
B．射到b点的是β射线
C．射到b点的是α射线或β射线
D．射到b点的是γ射线
6.如图所示是卢瑟福设计的一个实验：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三束，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线。基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1908年的诺贝尔奖。以下对这三束射线描述正确的是(　　)
A．α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收
B．β射线在真空中的运动速度是光速
C．γ射线本质上是波长很短的电磁波，电离能力极强
D．β射线带负电，是来自镭原子的核外电子
7.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源位于两极板A、B的正中间，其上方小孔向外射出射线。则(　　)
A．a为电源正极，到达A板的为α射线
B．a为电源正极，到达A板的为β射线
C．a为电源负极，到达A板的为α射线
D．a为电源负极，到达A板的为β射线
参考答案：
1．如图，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是(　　)
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
解析：选C　由放射现象中α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电，结合在电场与磁场中的偏转可知②⑤是γ射线，③④是α射线，①⑥是β射线，故选C。
2．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数。若撤去电场后继续观察，发现每分钟闪烁的亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线为(　　)
A．β射线和γ射线 B．α射线和β射线
C．β射线和X射线 D．α射线和γ射线
解析：选D　三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，在电场中不偏转。由题意知，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁的亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线。再将薄铝片移开，则从显微镜内观察到的每分钟闪烁的亮点数大大增加，根据α射线的穿透能力最弱，一张纸就能挡住，而β射线能穿透几毫米的铝板，分析得知射线中含有α射线，不含β射线。故放射源所发出的射线为α射线和γ射线，D正确。
3．14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C的质量，m0为t＝0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(　　)
解析：选C　设衰变周期为T，那么任意时刻14C的质量m＝m0。可见，随着t的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C项图线符合衰变规律，故选C。
4．14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变；生命活动结束后，14C的比例持续减小。现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是(　　)
A．该古木的死亡时间距今约5 700年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出α射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
解析：选A　设原来14C的质量为M0，衰变后剩余质量为M，则有M＝M0，因为剩余质量为原来的，故＝1，所以死亡时间距今为t＝T≈5 700年，A正确；12C、13C、14C具有相同的质子数和不同的中子数，故B错误；14C衰变为14N的过程中，质量数没有变化，而核电荷数增加1，这是因为14C中的一个中子变成了一个质子和一个电子，放出β射线，C错误；放射性元素的半衰期与其所处的物理环境以及化学环境无关，D错误。
5.如图所示，一天然放射性物质放射出的三种射线经过一个匀强电场和匀强磁场共存的区域(方向如图所示)，调整电场强度E和磁感应强度B的大小，使得在MN上只有两个点受到射线照射，下列判断正确的是(　　)
A．射到a点的是α射线
B．射到b点的是β射线
C．射到b点的是α射线或β射线
D．射到b点的是γ射线
解析：选C　因为γ射线不带电，所以γ射线一定射到a点；α、β两种射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力，若满足qvB＝Eq，即v＝，则α、β两种射线都能射到a点，故不合题意；若电场力大于洛伦兹力，则射到b点的是α射线；若洛伦兹力大于电场力，则射到b点的是β射线。故C正确，A、B、D错误。
6.如图所示是卢瑟福设计的一个实验：他在铅块上钻了一个小孔，孔内放入一点镭，使射线只能从这个小孔里发出，随后他将射线引入磁场中，发现射线立即分成三束，他把三束射线分别命名为α射线、β射线、γ射线。基于对这三种射线的深入分析，卢瑟福获得了1908年的诺贝尔奖。以下对这三束射线描述正确的是(　　)
A．α射线的穿透能力最弱，容易被物体吸收
B．β射线在真空中的运动速度是光速
C．γ射线本质上是波长很短的电磁波，电离能力极强
D．β射线带负电，是来自镭原子的核外电子
解析：选A　α射线的穿透能力最弱，电离作用最强，容易被物体吸收，故A正确；β射线的速度可达光速的99%，故B错误；γ射线是一种波长很短的电磁波，电离能力极弱，故C错误；β射线(高速电子流)带负电，是由原子核内中子转化成质子放出的电子，故D错误。
7.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源位于两极板A、B的正中间，其上方小孔向外射出射线。则(　　)
A．a为电源正极，到达A板的为α射线
B．a为电源正极，到达A板的为β射线
C．a为电源负极，到达A板的为α射线
D．a为电源负极，到达A板的为β射线
解析：选B　两粒子在电场中做类平抛运动，水平方向上：a＝，＝at2，解得：t＝d，竖直方向上：x＝vt，可得x＝v·d，根据α粒子与β粒子的速度、质量、电荷量大小关系可以得出，xα>xβ，所以偏转到A板的是β粒子，因β粒子带负电，故a为电源的正极。选项B正确，A、C、D均错误。
PAGE