鲁科版选修3-5 3.2原子核衰变及半衰期 达标作业（解析版)

3.2原子核衰变及半衰期
达标作业（解析版)
1．科学实验在物理学发展中起到了非常重要的作用，下列说法正确的是（　　）
A．卢瑟福通过α粒子散射实验证实了在原子核内部存在质子
B．查德威克仔细地研究了γ射线，从中发现了中子
C．汤姆孙通过一系列关于阴极射线的实验，发现了电子
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
2．下列能正确反映原子核的人工转变的方程是
A．
B．
C．
D．
3．下列核反应方程中，属于α衰变的是(　　)
A．N＋He→O＋H
B．U→Th＋He
C． H＋H→He＋n
D．Th→Pa＋e
4．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
5．衰变为过程中释放出某种粒子流，该粒子流（ ）
A．没有质量 B．速度与光速相同
C．能够穿透1cm的铅板 D．与阴极射线电性相同
6．在核反应方程中，X表示的是
A．质子 B．中子 C．电子 D．α粒子
7．物理学重视逻辑，崇尚理性，其理论总是建立在对事实观察的基础上。下列说法正确的是
A．贝克勒尔发现天然放射现象，其中射线来自原子最外层的电子
B．密立根油滴实验表明核外电子的轨道是不连续的
C．卢瑟福的a粒子散射实验发现电荷量子化的
D．汤姆逊发现电子使人们认识到原子内部是有结构的
8．关于原子或原子核的相关知识，下列说法中正确的是
A．α粒子散射现象说明原子核具有一定的结构
B．原子序数较小的元素都不能自发放出射线
C．原子发光现象没有涉及到原子核内部的变化
D．光电效应现象中逸出的电子是原子核内中子转变成质子时产生的
9．在核反应方程中，x表示的是( )
A．中子 B．电子 C．质子 D．α粒子
10．下面的各种核反应中能产生中子的是（　　）
A．用γ光子轰击2612Mg，生成物之一为2611Na B．用氘核轰击94Be，生成物之一为105B
C．用质子轰击73Li，生成物之一为84Be D．用α粒子轰击73Li，生成物之一为105B
11．放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。
（1）宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5730年，试写出此核反应方程。
（2）若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸距今约有多少年？
12．一静止原子核发生衰变，生成一粒子及一新核．粒子垂直进入磁感应强度大小为B的匀强磁场，其运动轨迹是半径为R的圆．已知粒子的质量为m，电荷量为q；新核的质量为M；光在真空中的速度大小为c．求衰变前原子核的质量．
13．某放射性元素经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素，则表示该核反应的方程为________；若核发生α衰变的半衰期为半年，则经过________年有的核发生了衰变．
14．氡222是一种天然放射性气体，其衰变方程是→＋_________。用此衰变过程中发出的射线轰击，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________________。
参考答案
1．C
【解析】
【详解】
A．卢瑟福通过а粒子散射实验，提出了原子是由原子核和核外电子组成的，而不能说明原子核内存在质子，故A错误；
B．查德威克用放射源钋的α射线轰击铍时，能发射出一种穿透力极强的中性射线，这就是所谓铍“辐射”，即中子流，中子轰击石蜡，将氢中的质子打出，即形成质子流，故B错误；
C．汤姆孙通过一系列关于阴极射线的实验，发现了电子，故C正确；
D．卢瑟福通过а粒子散射实验，证实了原子中存在原子核，故D错误；
故选C．
2．B
【解析】
【详解】
根据核反应方程前后质量数守恒、电荷数守恒知：
A.为β衰变，故A错误；
B. 为卢瑟福用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变，并发现了质子的方程，故B正确；
C.为α衰变，故C错误；
D.为重核的裂变，故D错误。
故选：B。
3．B
【解析】
【详解】
α衰变是放射性元素的原子核放出α粒子()的核反应。
A．N＋He→O＋H．故A不符合题意．
B．U→Th＋He．故B符合题意．
C． H＋H→He＋n．故C不符合题意．
D．Th→Pa＋e．故D不符合题意．
4．D
【解析】
【详解】
α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来，故A错误．β射线是由原子核内的中子转化为质子时产生的电子，选项B错误；γ射线是原子核在发生α衰变和β衰变时产生的能量以γ光子的形式释放．故C错误．放射性元素的放射性是原子核自身决定的，而化学反应不能改变原子的原子核，故化学反应并不能改变物质的放射性．故D正确．故选D．
5．D
【解析】
【详解】
衰变为过程中，根据质量数和电荷数守恒可知，放出β射线，释放出，即负电子；
A．电子有质量，A错误；
B．β射线的速度小于光速，B错误；
C．β射线穿透本领较弱，不能够穿透1cm的铅板，C错误；
D．β射线是电子流，与阴极射线电性相同，D正确。
故选D。
6．A
【解析】设X为：，根据核反应的质量数守恒：，则：
电荷数守恒：，则，即X为：为质子，故选项A正确，BCD错误。
点睛：本题考查了核反应方程式，要根据电荷数守恒、质量数守恒得出X的电荷数和质量数，从而确定X的种类。
7．D
【解析】
【详解】
贝克勒尔发现天然放射现象，其中射线来自于原子核内的质子转化为中子和电子中得电子，而不是原子核外的电子，A错
波尔的氢原子模型说明原子核外的电子的轨道是不连续的，B错；
密立根油滴实验首次发现了电荷量子化，C错误；
电子的发现让人们认识到原子核内的还存在粒子，说明原子核内还是有结构的，D对。
8．C
【解析】
【详解】
A.?α粒子散射现象说明原子的核式结构模型，不能得出原子核内部具有复杂结构，故A错误；
B. 原子序数大于或等于83的元素，都能自发地发出射线，原子序数小于83的元素，有的也能自发地放出射线，故B错误；
C. 原子发光现象是原子从高能级向低能级跃迁时辐射出光子，没有涉及到原子核内部的变化，故C正确；
D. 光电效应现象中逸出的电子是核外电子吸收光子能量后获得足够的能量摆脱原子核的束缚而溢出，故D错误。
故选：C.
9．C
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，x的电荷数为1，质量数为1，为质子；
A．中子，与结论不相符，选项A错误；
B．电子，与结论不相符，选项B错误；
C．质子，与结论相符，选项C正确；
D．α粒子，与结论不相符，选项D错误；
故选C。
10．BD
【解析】
【详解】
A．用γ光子轰击2612Mg，生成物之一为2611Na，反应前后的质量数都是26，所以生成物的质量数是0，不是中子；故A错误；
B．用氘核轰击94Be，生成物之一为105B，反应前的质量数是2+9=11，反应后105B的质量数是10，所以生成物的质量数是1；反应前的电荷数是1+4=5，反应后105B的电荷数是5，所以生成物的电荷数是0．可知生成物是中子．故B正确；
C．用质子轰击73Li，生成物之一为84Be，反应前后的质量数都是8，所以生成物的质量数是0，不是中子．故C错误；
D．用α粒子轰击73Li，生成物之一为105B；反应前的质量数是4+7=11，反应后105B的质量数是10，所以生成物的质量数是1；反应前的电荷数是2+3=5，反应后105B的电荷数是5，所以生成物的电荷数是0．可知生成物是中子．故D正确．
故选BD.
11．(1) ， (2) 17190年
【解析】试题分析：根据电荷数守恒、质量数守恒写出核反应方程；经过一个半衰期，有半数发生衰变，通过剩余的量确定半衰期的次数，从而求出遗骸距今约有多少年。
（1）根据电荷数守恒、质量数守恒得：，
（2）则由半衰期的定义得，即
可得：，所以t =17190年。
点睛：本题关键知道在核反应中电荷数守恒、质量数守恒，以及知道半衰期的定义。
12．
【解析】
【详解】
设衰变产生的粒子的速度大小为v，有洛伦兹力公式和牛顿第二定律得
设衰变后新核的速度大小为V，衰变前后动量守恒，有
设衰变前原子核质量为M0.衰变前后能量守恒，由
联立上式可得
13． 1
【解析】
【详解】
[1]衰变方程为；
[2]经过半年后，有一半发生衰变，再经过半年，剩下的一半的一半发生衰变，所以共用一年时间的核发生衰变．
14．
【解析】
【详解】
[1]放射性元素衰变为，知电荷数少2，质量数少4，知放出一个α粒子，其衰变方程是
；
[2]用α粒子轰击，可得到质量数为22的氖（Ne），知另一种粒子的电荷数为1，质量数为1，核反应方程为：
。