3.2 原子核衰变及半衰期 同步练习 (含答案解析) (2)

3.2
原子核衰变及半衰期
同步练习
1.天然放射性元素经过一系列α、β衰变后,变成,下列判断正确的是(
)
A.铅核比钍核少24个中子
B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变
解析：由电荷数守恒,有90-82=8,选项B正确.
由质量数守恒(β衰变不改变质量数),有
α衰变数==6次,6次α衰变后,质子数减12再经过4次β衰变,质子数增4,共计8.
选项D正确.
答案：D
2.下列有关半衰期的说法正确的是(
)
A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短,衰变速度越大
B.放射性元素样品不断衰变,随着剩下未衰变的原子核减少,元素的半衰期也变短
C.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素的衰变速率
D.降低温度或增大压强,让该元素与其他物质形成化合物均可减小半衰期
解析：半衰期是指大量的原子核有半数发生衰变的周期,半衰期越短,说明原子核发生衰变的速度越快,故A正确.某种元素的半衰期是这种元素所具有的特性,与原子核个数的多少,所处的位置、温度等都没有任何关系,故B、C、D错误.
答案：A
3.关于天然放射现象,以下叙述正确的是(
)
A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
D.铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变
解析：半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.A错.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,
→+,B对.根据三种射线的物理性质,C对.
的质子数为92,中子数为146,的质子数为82,中子数为124,因而铅核比铀核少10个质子,22个中子.注意到一次α衰变质量数减少4,故α衰变的次数为x==8次.再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数y应满足2x-y+82=92,y=2x-10=6次.
答案：BC
4.一个原子核先后放射出一个α粒子,一个β粒子和γ粒子后,衰变成一个新核,这个新核比原来的核减少(
)
A.2个中子和2个质子
B.3个中子和1个质子
C.3个中子和2个质子
D.4个中子和1个质子
解析：原子核放出一个α粒子,质量数少4,质子数少2,中子数少2;放出一个β粒子,质量数不变,质子数增加1,相应地减少一个中子,故少了3个中子和1个质子,故选B.
答案：B
5.核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射γ射线。下列说法正确的是（
）
A．碘131释放的β射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢。
D．与铯133和铯137含有相同的质子数
答案：D
6.关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)
A．α射线是由氦原子核衰变产生
B．β射线是由原子核外电子电离产生
C．γ
射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
解析：α射线是由氦原子核组成的，不是由氦原子核衰变产生的，A选项错误；β射线中的电子是原子核内部一个中子转变成一个质子的同时从原子核逸出的，B选项错误；γ射线是由原子核内部受激发产生的，常伴随着α衰变和β衰变，C选项错误；物质的放射性反映的是物质的物理性质，与其是否参与化学反应无关，D选项正确．
答案：D
7.原子核_________地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的_________.放射性元素衰变时放出的射线共有三种:
_________、_________、_________.
答案：自发
衰变
α射线
β射线
γ射线
8.放射性同位素钠的样品经6
h后还剩下没有衰变,它的半衰期是.
解析：钠的样品还剩下没有衰变,是经过3个半衰期,故半衰期是2
h.
答案：2
h
11.完成下列核反应方程
(1)+___________.
(2)+_____________.
(3)
+____________.
解析：反应前后质量数、电荷数相等.
(1)质量数27+1-27=1,电荷数12+1-13=0,
故①问中是中子.
(2)质量数6+0-4=2,电荷数12+1-9=4,故②问中是.
(3)质量数7+2-8=1,电荷数14+4-17=1,故③问中是.
答案：(1)
(2)
(3)
9.钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方位的夹角θ=60°如图3-2-6所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间t.
图3-2-6
解析：(1)根据原子核衰变过程质量数守恒和电荷数守恒,知钍核衰变方程为
→+.
(2)设粒子离开电场时速度为v,通过电场的加速过程有qU=mv2-mv02
粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力qvB=m
由以上两式解得R=.
(3)该粒子在磁场中做圆周运动的周期T==
洛伦兹力(即向心力)方向与速度方向垂直,根据几何关系,圆心为O′,圆心角为60°,如图所示.
粒子在磁场中运动时间t=T=.
答案：(1)→+
(2)R=
(3)t=