人教版高二物理选修3—5第十九章原子核第2节 放射性元素的衰变 课时练

人教版高中物理选修3—5第十九章原子核
第2节《放射性元素的衰变》课时练
一、选择题
1．原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U.放射性衰变①、②和③依次为(　　)
A．α衰变、β衰变和β衰变
B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变
D．α衰变、β衰变和α衰变

2．有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是τ甲＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为M甲、M乙，经过60天后这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M甲∶M乙是(　　)
A．1∶4 B．4∶1 C．2∶1 D．1∶2

3．某原子核的衰变过程如下：XYP，则(　　)
A．X的中子数比P的中子数少2
B．X的质量数比P的质量数多3
C．X的质子数比P的质子数少1
D．X的质子数比P的质子数多1

4．下列表示放射性元素碘131(I)β衰变的方程是(　　)
A.I→Sb＋He
B.I→Xe＋e
C.I→I＋n
D.I→Te＋H

5．重水堆核电站在发电的同时还可以产生可供研制核武器的钚239(Pu)，钚239可由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则n为(　　)
A．2 B．239 C．145 D．92

6．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，衰变速度越快
B．放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素半衰期也变长
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度
D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度

7．(多选)由原子核的衰变规律可知(　　)
A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线
B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质与原来的原子核的化学性质相同
C．放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态无关
D．放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，电荷数减少1

8．(多选)如图，静止的U核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是(　　)

A．衰变方程可表示为U→Th＋He
B．Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45
C．Th核和α粒子的动能之比为1∶45
D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反

9．(多选)14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5700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．该古木的年代距今约5700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β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变

10．(多选)下列说法正确的是(　　)
A.Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变
B.U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变
C.Th衰变为Pb要经过6次α衰变和4次β衰变
D.U衰变为Rn要经过4次α衰变和4次β衰变

11．(多选)日本福岛核电站泄露事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会放出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是(　　)
A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢
B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核
C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的

12．(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是(　　)
A．原子核全部衰变所需要的时间的一半
B．原子核有半数发生衰变所需要的时间
C．相对原子质量减少一半所需要的时间
D．该元素原子核的总质量减半所需要的时间

13．(多选)钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th→Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是(　　)
A．X为质子
B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C．γ射线是镤原子核放出的
D．1g钍Th经过120天后还剩0.3125g

14．(多选)U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是(　　)
eq \o\al(238,92)U―→Bi Po
Y↓ ↓Z
Tl　　　Pb
A．图中a是84，b是206
B．Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的
C．Y和Z是同一种衰变
D．从X衰变中放出的射线电离能力最强

15．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，放出的一个α粒子和反冲核轨道半径之比R∶r＝30∶1，如图所示，则(　　)

A．衰变后瞬间α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反
B．反冲核的原子序数为62
C．原来放射性元素的原子序数为62
D．反冲核与α粒子的速度之比为1∶62

二、非选择题
16．一个氡核Rn衰变成钋核Po，并放出一个α粒子，其半衰期T＝3.8天．
(1)写出该核反应方程；
(2)求32g氡经过多少天衰变还剩余1g氡．








17．　U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：
(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？
(2)Pb与U相比，质子数和中子数各少了多少？
(3)综合写出这一衰变过程的方程．








18.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝1∶44.求：

(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？
(2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)









19．天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(Th)和另一个原子核．
(1)请写出衰变方程；
(2)若衰变前铀(U)核的速度为v，衰变产生的钍(Th)核的速度为，且与铀核速度方向相同，试估算产生的另一种新核的速度．












参考答案
1A 2B 3D 4B 5A 6A 7CD 8AB 9AC 10BC 11AC 12BD 13BC 14AC 15AC
16. 答案　(1)Rn→Po＋He　(2)19
解析　(1)根据衰变过程中质量数和电荷数守恒可知：
该核反应的方程是Rn→Po＋He.
(2)根据半衰期公式可知，m余＝，解得t＝3.8天×5＝19天．
17. 答案　(1)8　6　(2)10　22
(3)U―→Pb＋8He＋6e
解析　(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变，由质量数守恒和电荷数守恒可得
238＝206＋4x①
92＝82＋2x－y②
联立①②解得x＝8，y＝6.
即一共经过8次α衰变和6次β衰变
(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变，而质子数增加1，故Pb较U质子数少10，中子数少22.
(3)衰变方程为U―→Pb＋8He＋6e.

18. 答案　(1)90　(2)见解析
解析　(1)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，
所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2.
根据轨道半径公式有＝＝，
又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2，
以上三式联立解得q＝90e.
即这个原子核原来所含的质子数为90.
(2)因为动量大小相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．
19. 答案　(1)U→Th＋He　(2)v，方向与铀核速度方向相同
解析　(1)由原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，有U→Th＋He.
(2)由(1)知新核为氦核，设氦核的速度为v′，一个核子的质量为m，则氦核的质量为4m、铀核的质量为238m、钍核的质量为234m，
由动量守恒定律，得238mv＝234m·＋4mv′，
解得v′＝v，方向与铀核速度方向相同．


x