高中物理粤教版选修3-5自测题 第四章第二节放射性元素的衰变 Word版含解析

第四章 原子核
第二节 放射性元素的衰变
A级　抓基础
1．关于三种天然放射线，下列说法正确的是(　　)
A．α射线是高速运动的氦原子
B．穿透能力最强的是β射线
C．天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构
D．α射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查
解析：α射线是高速运动的氦原子核，故A错误；穿透能力最强的是γ射线，故B错误；天然放射线的发现说明原子核具有复杂结构，故C正确； γ射线是三种天然放射线中的一种，常利用它的穿透本领做医学检查，故D错误．
答案：C
2．(多选)关于原子核的衰变，下列说法中正确的是(　　)
A．α粒子来自于原子核，说明原子核里含有α粒子
B．β粒子来自于原子中的电子，正如光电效应一样
C．某些原子核发生衰变说明它们是不稳定的
D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
解析：发生β衰变时，原子核内的中子转化为质子和电子，B错误，D正确；原子核由质子和中子组成，并不含有α粒子，A错误；某些原子核的核子间结合不太牢固、不稳定，会放出α粒子，C正确．
答案：CD
3．关于天然放射性，下列说法中正确的是(　　)
A．所有元素都可能发生衰变
B．放射性元素的半衰期与外界的温度有关
C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D．一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
解析：有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，故A错误；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B错误；放射性元素的放射性与核外电子无关，故放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性，故C正确；一个原子核在一次衰变中不可能同时放出α、β和γ三种射线，故D错误．
答案：C
4．(多选)U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列衰变，如图所示，可以判断下列说法正确的是 (　　)
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
解析：Bi衰变成Po，质量数不变，可知发生的是β衰变，则电荷数多1，可知a＝84，Bi衰变成Tl，知电荷数少2，发生的是α衰变，质量数少4，则b＝206，故A正确，B错误；Z衰变，质量数少4，发生的是α衰变，Y和Z是同一种衰变，故C正确；从X衰变中放出的射线是β射线，电离能力不是最强，故D错误．
答案：AC
B级　提能力
5．如图所示，一天然放射性物质发出三种射线，经过方向如图所示的匀强磁场、匀强电场共存的区域时，射线的轨迹只出现图示的两条(其中有两种射线的轨迹重合)下列判断中正确的是(　　)
A．射到b处的一定是α射线
B．射到b处的一定是β射线
C．射到b处的可能是γ射线
D．射到b处的可能是α射线
解析：因为γ射线不带电，所以射到b点的一定不是γ射线，α、β射线在电磁场中受到电场力和洛伦兹力：若电场力大于洛伦兹力，说明射线是α，若洛伦兹力大于电场力说明是β射线．故D正确，A、B、C错误．
答案：D
6．(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
解析：原子核经1次α衰变和1次β衰变后质量数减4，核电荷数减1(先减2再加1)，故A错误；发生α衰变是放出He，发生β衰变是放出电子e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋91＝92，4x＋234＝238，解得x＝1，y＝1，故衰变过程为1次α衰变和1次β衰变，故B正确；发生α衰变是放出He，发生β衰变是放出电子e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故C正确； 发生α衰变是放出He，发生β衰变是放出电子e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x－y＋86＝92，4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰变过程中共有4次α衰变和2次β衰变，故D错误．
答案：BC
7．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现. 已知Np经过一系列α衰变和β衰变后变成霉Bi，下列论断中正确的是(　　)
A．衰变过程中原子核的质量和电荷量守恒
B.Bi的原子核比得Np的原子核少28个中子
C．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变
D．经过两个半衰期后含有Np的矿石的质量将变为原来的四分之一
解析：Bi的原子核比Np的原子核质量数少28，电荷数少10，所以衰变过程中原子核的质量和电荷量不守恒，故A错误； Bi的原子核比Np的原子核质量数少28，电荷数少10，故中子少18个，故B错误； 设Np变为Bi 需要经过x次α衰变和y次β衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：93－83＝2x－y，4x＝237－209，解得：x＝7，y＝4，故C正确； 经过两个半衰期后Np的原子核个数变为原来的四分之一，但含有Np的矿石质量大于原来的四分之一，故D错误．
答案：C
8．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的核，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．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
解析：由动量守恒得Mv′＋mv＝0，其中Mv′为反冲核动量，mv为α粒子的动量，则α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反．设Q为原来放射性元素的原子核的电荷数，则反冲核的电荷数为Q－2，α粒子电荷数为2.反冲核的轨道半径r＝，α的轨道半径R＝；又R∶r＝30∶1，联立可得Q＝62.故A、C正确．
答案：AC
9．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．
解析：(1)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，氦核的速度为v′，取v的方向为正方向，
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．
答案：(1)U―→Th＋He　(2)v，方向与铀核速度方向相同
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