上海市丰华高中2019-2020学年物理沪科版选修3-5：4.2原子核的衰变 课时训练（含解析）

4.2原子核的衰变
1．下列说法不正确的是（ ）
A．卢瑟福α粒子散射实验说明了原子核内部具有复杂结构
B．普朗克的能量子假说是对经典思想与观念的一次突破
C．汤姆孙发现电子使人们认识到原子本身也具有结构
D．贝可勒尔对天然放射现象的发现开启了人类研究原子核结构的序幕
2．下列说法正确的是
A．β射线是由原子核外电子电离产生
B．氢原子从基态跃迁到激发态时，电势能变大，总能量变大，电子动能变小
C．用加温、加压或改变其化学状态的方法都能改变原子核衰变的半衰期
D．氡的半衰期为3．8天，8个氡的原子核，经过7．6天只剩下2个氡原子核
3．在原子核衰变为原子核的过程中，发生α衰变的次数为（ ）
A．5 次 B．7 次 C．8 次 D．10 次
4．下列关于半衰期的理解正确的是（ ）
A．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天就只剩下一个
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，元素的半衰期也变短
C．把放射性元素放到密闭的容器中，会减慢它的衰变速度
D．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关
5．一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为1:16，则以下说法正确的是
A．该原子核发生了α衰变
B．原静止的原子核的原子序数为15
C．反冲核沿大圆做逆时针方向运动
D．沿大圆和沿小圆运动的粒子的周期相同
6．以下是物理学史上3个著名的核反应方程x+37Li→2y y+147N→x+817O y+49Be→z+126C，x、y和z是3种不同的粒子，其中x是（）
A．中子 B．质子
C．α粒子 D．电子
7．下列应用中,属于将放射性同位素作为示踪原子的是( )
A．γ射线探伤仪
B．利用60Co治疗肿瘤等疾病
C．检测古生物体中14C与非放射性碳的含量比,以确定该生物死亡年代
D．把含有放射性元素的肥料施给农作物,用以检测确定农作物吸收养分的规律
8．在下列四个核反应方程中，x1、x2、x3和x4各代表某种粒子，以下判断中正确的是（　　）
① ②
③ ④ ．
A．x1是电子 B．x2是质子 C．x3是中子 D．x4是中子
9．一个Th原子核具有天然放射性，它经过若干次衰变，放出N1个α粒子和N2个β粒子后会变成一个Po原子核。下列说法中正确的是（　　）
A．核比少16个核子 B．核比Th少6个中子
C．， D．，
10．能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的途径之一．下列释放核能的反应方程中，表述正确的是(　　)
A． 是原子核的人工转变
B． 是原子核的人工转变
C． 是α衰变
D． 是裂变反应
11．在一个 原子核衰变为一个 原子核的过程中，发生α衰变的次数为______次，发生β衰变的次数为______次。
12．某核反应方程为H＋H―→He＋X.已知H的质量为2.0136 u，H的质量为3.0180 u，He的质量为4.0026 u，X的质量为1.0087 u．则X是________，该反应________(选填“吸收”或“释放”)能量________________ MeV（取3位有效数字）．（1 u相当于931. 5 MeV的能量）
13．放射性物质 和的核衰变方程为： 　方程中的X1代表的是________，X2代表的是________。
14．已知钍234的半衰期是24天，1g钍234经过120天后还剩下多少？
15．一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6 000次．将他注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10 cm3的血样，测得每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期是5小时，试根据上述数据，计算人体血液的总体积．
参考答案
1．A
【解析】
【详解】
卢瑟福通过α粒子散射实验提出原子核式结构模型，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，故A说法错误；普朗克的能量子假说是对经典思想与观念的一次突破，故B说法正确；汤姆逊发现电子使人们认识到原子本身也具有结构，故说法C正确；贝克勒尔对天然放射现象的发现开启了人类研究原子核结构的序幕，故D说法正确。所以选A。
2．B
【解析】
【详解】
β射线是由原子核内的中子转化为质子时放出的负电子，选项A错误；氢原子从基态跃迁到激发态时，电势能变大，总能量变大，电子动能变小，选项B正确；用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期，选项C错误；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核的衰变不适用，选项D错误。
3．C
【解析】
【详解】
每发生一次α衰变则质量数减小4，则发生α衰变的次数为（238-206）÷4=8次，故选C.
4．D
【解析】
【详解】
半衰期是统计规律，对于大量的原子核才适用，对于少量原子核是不成立的，故A错误；放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与外界的物理和化学状态无关，故BC错误，D正确。
5．B
【解析】
【详解】
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β衰变，故A错误；由洛伦兹力作用下的圆周运动的半径公式得，反冲核必沿小圆周运动，有左手定则可知，反冲核运动方向为逆时针，故C错误；由A项分析结合公式，且r1：r2=1：16知，反冲核核电荷数为16，故静止的原核的原子序数为15，故B正确；由周期公式得，周期与比荷有关，而β粒子与反冲核比荷不同，故D错误。
6．B
【解析】
【详解】
将上述三个方程相加，整理后得，根据电荷数守恒和质量数守恒，z的质量数为1，电荷数为0，为中子。在y+49Be→z+126C中，根据电荷数守恒和质量数守恒，y的质量数为4，电荷数为2，为粒子；在 x+37Li→2y，根据电荷数守恒和质量数守恒，x的质量数为1，电荷数为1，为质子。
7．D
【解析】
【详解】
γ射线探伤仪是利用γ射线的穿透性，故A错误。利用钴60治疗肿瘤等疾病是利用它的射线，故B错误；检测古生物体中14C与非放射性碳的含量比以确定该生物死亡年代是利用它的半衰期进行计算，选项C错误；把含有放射性元素的肥料施给农作物，用检测放射性的办法确定放射性元素在农作物内转移和分布情况，找出合理施肥的规律是示踪原子使用，故D正确.
8．BC
【解析】
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知：反应①中的x1为；反应②中的x2为，为质子；反应③中的x3为，为中子；反应④中的x4为，为质子；故选BC.
9．AD
【解析】
【详解】
A、核子数等于质量数，可知Po核比Th少16个核子，故A正确。
B、Po核的中子数为132，Th核的中子数为142，可知Po核比Th少10个中子，故B错误。
CD、整个过程中，电荷数少6，质量数少16，根据4N1=16，2N1-N2=6知，N1=4，N2=2，故C错误，D正确。
10．AD
【解析】
【详解】
A．是原子核的人工转变，选项A正确；
B．是轻核聚变方程，选项B错误；
C．是人工转变方程，选项C错误；
D．是裂变反应，选项D正确。
11． 8 6
【解析】设经过了n次α衰变，m次β衰变．有：4n=32，2n-m=10，解得n=8，m=6．
点睛：α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变．
12． 中子 释放 18.9
【解析】核反应方程为，根据核反应方程质量数和核电荷数守恒得：X的质量数为1，核电荷数为0．所以X是中子；反应前质量为2.0136u+3.018u=5.0316u，反应后质量为4.0026u+1.0087u=5.0113u，反应过程质量亏损为，反应过程释放的能量．
13．
【解析】根据质量数和电荷数守恒可求X1是；X2代表的是
14．1/32 g
【解析】已知钍234的半衰期是24天，经过120天后，发生5个半衰期，剩下的质量为
15．3750 cm3
【解析】每分钟衰变次数与原子核的总数成正比，
故
将t=15h，T=5h代入，得△N=750次/分
因
得．
【点睛】本题考查了半衰期的知识，难点在于如何把衰变次数与血液容量结合在一起．