2019高中物理 第四章 原子核 第二节 放射性元素的衰变同步练习1 粤教版选修3-5
物理粤教版选修3-5 第四章第二节走进原子核 放射性元素的衰变 课时作业 含解析
一、单项选择题1．最早发现天然放射现象的科学家为( )A．卢瑟福B．贝可勒尔C．爱因斯坦D．查德威克解析：选B.卢瑟福发现质子，查德威克发现中子，爱因斯坦发现了光电效应，贝可勒尔发现天然放射现象，故B正确，A、C、D不正确．2．关于原子核，下列说法正确的是( )A．原子核是组成原子的最小微粒B．原子核的质量数并不是原子核的质量C．中子的质量与质子的质量严格相等D．质子与中子分别带等量异种电荷，整体呈中性解析：选B.原子核由质子和中子组成，并不是原子的最小微粒；原子核的质量数等于质子个数与中子个数之和，并不是原子核的质量；中子质量几乎与质子质量相等，但并不是严格相等；中子不带电，质子带正电．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中的电子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．γ射线一定是由α、β衰变产生的解析：选C.半衰期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；原子核是由质子和中子组成的，原子核中无电子，B 错；根据三种射线的物理性质，C 对；处于高能态的原子核在向低能态发生跃迁时，也会放出γ射线，因此γ射线不一定是由α、β衰变产生的，D 错．4．原子序数大于83的所有元素，都能自发地放出射线．这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线．下列说法中正确的是( )A ．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B ．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C ．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D ．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：选D.发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.5．某放射性元素经过11.4天有7/8的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )A ．11.4天B ．7.6天C ．5.7天D ．3.8天解析：选D.根据半衰期的定义，剩余原子个数N ＝N 总×⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12t τ，t 是经历的天数，τ是半衰期，故11.4＝3τ，τ＝3.8 天，D 项正确．6．朝鲜的“核危机”曾引起全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(239 92U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A ．2B ．239C ．145D ．92解析：选A.其衰变方程为：239 92U ―→239 94Pu ＋n 0－1e ，β衰变时质量数不变，由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次．二、双项选择题7．下列说法中正确的是( )A ．原子中含有带负电的电子，所以原子带负电B ．原子核中的质子数，一定跟核外电子数相等C ．用α粒子轰击氮、氟、钠、铝等元素的原子核都可以打出质子，因此人们断定质子是原子核的组成部分D ．绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷跟质子电荷之比，因而原子核内还存在一种不带电的中性粒子解析：选CD.原子中除了带负电的电子外，还有带正电的质子，故A 错误．对于中性原子来说原子核中的质子数才跟核外电子数相等，故B 错误．正是用α粒子轰击原子核的实验才发现了质子，故C 正确．因为绝大多数原子核的质量跟质子质量之比都大于核电荷跟质子电荷之比，才确定原子核内必定还有别的中性粒子，故D 正确．8．关于放射性元素的半衰期，下列说法中正确的是( )A ．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B ．半衰期是原子核有半数发生衰变所需的时间C ．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D ．半衰期可以用于测定地质年代、生物年代等。
2019-2020年高中物理(SWSJ)粤教版选修3-5教学案：第四章 第二节 放射性元素的衰变(含答案)
2019-2020年高中物理（SWSJ）粤教版选修3-5教学案：第四章第二节放射性元素的衰变(含答案)(对应学生用书页码P48) 1．α射线实际上就是高速运动的α粒子流，速度可达到光速的1/10，其电离能力强，穿透能力较差，在空气中只能前进几厘米。
2．β射线是高速运动的电子流，它速度很大，可达光速的90%，它的穿透能力较强，电离能力较弱。
3．γ射线呈电中性，是能量很高的电磁波，波长很短，在10－10 m以下，它的电离作用更小，但穿透能力更强，甚至能穿透几厘米厚的铅板。
4．原子核放出一个α粒子后，核的质量数减少4，电荷数减少2。
5．半衰期越大，说明放射性元素衰变得越慢，放射性元素的半衰期是由核本身的因素决定的，与原子所处的物理状态或化学状态无关。
(对应学生用书页码P48)1.2．三种射线的分离(1)用匀强电场分离时，带正电的α射线沿电场方向偏转，带负电的β射线沿电场的反方向偏转，且α射线偏转小，β射线偏转大，而γ射线不偏转。
如图4－2－1所示。
(2)用匀强磁场分离时，α射线和β射线沿相反的方向做匀速圆周运动，且在同样的条件下α射线的轨道半径大，β射线的轨道半径小；γ射线不偏转。
如图4－2－2所示。
图4－2－21．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源前面时，射线的强度减为原来的13，而当用1 cm 厚的铝板放在放射源前面时，射线的强度减小到几乎为零。
由此可知，该放射源所放射出的( )A ．仅是α射线B ．仅是β射线C ．是α射线和β射线D ．是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板。
本题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线。
故选项C 对。
答案：C1.定义图4－2－1一种元素经放射过程变成另一种元素的现象，称为原子核的衰变。
2．衰变规律原子核衰变时，电荷数和质量数都守恒。
高中物理 4.2 放射性元素的衰变知能演练 粤教版选修35
第二节 放射性元素的衰变基础达标1．一放射源放射出某种或多种射线，当用一张薄纸放在放射源的前面时，强度减为原来的13，而当用1 cm 厚的铝片放在放射源前时，射线的强度减小到几乎为零．由此可知，该放射源所射出的( )A ．仅是α射线B ．仅是β射线C ．是α射线和β射线D ．是α射线和γ射线解析：三种射线中，γ射线贯穿本领最强，能穿透几厘米厚的铅板，题中用1 cm 厚的铝片即能挡住射线，说明射线中不含γ射线，用薄纸便可挡住部分射线，说明射线中含有贯穿本领较小的α射线，同时有大部分射线穿过薄纸，说明含有β射线． 答案：C2．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射线是原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A错；β射线是原子核内中子转化为质子和电子而放出的，选项B错；γ射线是衰变后的原子核从高能级向低能级跃迁产生的，选项C错；放射性是原子核的固有属性，选项D正确．答案：D3．朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94Pu)，这种239 94Pu 可由铀239(239 92U)经过n次β衰变而产生，则n为( )A．2 B．239C．145 D．92解析：其衰变方程为239 92U→239 94Pu＋n0－1e，β衰变时质量数不变，由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次．答案：A4．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A．半衰期是原子核质量减少一半所需的时间B．半衰期与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关C．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个氡原子核D．氡的半衰期为3.8天，4 g氡原子核，经过7.6天就只剩下1 g氡原子核解析：原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半，而并非原子核质量减少一半，故A错．原子核的衰变快慢是由原子核内部因素决定的，与外界环境或化学状态无关，故B错．半衰期是一个统计规律，是对大量原子核而言的，对一个或几个原子核来说，半衰期是没有意义的，某一个或某几个具有放射性的原子核，经过多长时间发生衰变是偶然的，故C错．由半衰期公式可知D对．答案：D5．(双选)在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，有些含有铀、钍的花岗岩会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B ．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D ．在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱解析：根据衰变规律，发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数减少2，质量数减少4，故选项A 错误；发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内电荷数增加1，中子数减少1，故选项B 正确；β衰变的实质在于原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，β射线不是原子的核外电子电离后形成的电子流，故选项C 错误；选项D 说法正确．答案：BD能力提升6．(2012·全国理综) U 经过m 次α衰变和n 次β衰变，变成Pb ，则( )A ．m ＝7，n ＝3B ．m ＝7，n ＝4C ．m ＝14，n ＝9D ．m ＝14，n ＝18解析：质量数减少为：4m ＝235－207＝28，m ＝7.核电荷数减少为：2m －n ＝92－82＝10，n ＝4.答案：B7．钫23887Fr 的β衰变半衰期是21 min ，则原来16 g 钫经衰变后剩下1 g 所需要的时间是( )A ．315 minB ．336 minC ．84 minD ．5.25 min解析：半衰期T 12＝21 min ，根据衰变公式，经时间t 后剩下的质量数为即m ＝m 0＝116 m 0. 所以t T 12＝4，t ＝4T 12＝84 min. 答案：C8．原子核与氘核反应生成一个α粒子和一个质子，由此可知( )A ．A ＝2，Z ＝1B ．A ＝2，Z ＝2C ．A ＝3，Z ＝3D ．A ＝3，Z ＝2解析：由核反应过程中质量数和电荷数守恒可得：A ＋2＝4＋1，Z ＋1＝2＋1，两式联立解得A ＝3、Z ＝2，故选项D 对．答案：D9．(双选)天然放射性元素经过一系列α衰变和β衰变之后，变成，下列论断中正确的是( )A ．铅核比钍核少24个中子B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变C ．铅核比钍核少8个质子D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变解析：铅核中子数208－82＝126，钍核中子数232－90＝142，故铅核比钍核少142－126＝16个中子，铅核比钍核少90－82＝8个质子，选项A 错，C 对．α衰变的次数为n ＝232－208＝6次，α衰变后减少的电荷数为12，而现在只减少了90－82＝8个，故β衰变4的次数为4次，选项B错，D对．答案：CD10.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb与238 92U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．解析：(1)设238 92U衰变为206 82Pb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＋4x①92＝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)因为原子核的电荷数等于质子数，因此质子数减少92－82＝10个．原子核的质量数为质子数与中子数的和．故中子数减少量为：(238－92)－(206－82)＝22个．(3)此核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)8 6 (2)10 22(3)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e核反应核反应是指入射粒子(或原子核)与原子核(称靶核)碰撞导致原子核状态发生变化或形成新核的过程．反应前后的能量、动量、角动量、质量、电荷都必须守恒．核反应是宇宙中早已普遍存在的极为重要的自然现象．现今存在的化学元素除氢以外都是通过天然核反应合成的，在恒星上发生的核反应是恒星辐射出巨大能量的源泉．在核反应中，用于轰击原子核的粒子称为入射粒子或轰击粒子，被轰击的原子核称为靶核，核反应发射的粒子称为出射粒子，反应生成的原子核称为剩余核或产物核．入射粒子a 轰击靶核A，发射出射粒子b并生成剩余核B的核反应可用以下方程式表示：A＋a→B＋b或简写为：A(a，b)B若a、b为同种粒子，则为散射，并根据剩余核处于基态还是激发态而分为弹性散射和非弹性散射，用A(a，a)A和A(a，a′)A*表示，给定的入射粒子和靶核能发生的核反应往往不止一种．每一种核反应称为一个反应道．反应道由入射道和出射道构成．入射粒子和靶核组成入射道，出射粒子和剩余核组成出射道．同一入射道可以有若干出射道，同一出射道也可以有若干入射道．发生某种核反应的几率用核反应截面来表征．只有满足质量数、电荷、能量、动量、角动量和宇称等守恒条件，核反应才能发生，相应的反应道称开道，反之为闭道．核反应过程总是伴随着能量的吸收或释放，前者称为吸能反应，反者称为放能反应．反应能常用Q表示，等于反应后与反应前体系动能之差，可标明在核反应方程式中，例如：3H＋2H→4He＋n＋Q Q＝17.6 MeV对于吸能反应，仅当入射粒子的动能高于阈能(Eth)时才能引起核反应．核反应按其本质来说是质的变化，但它和一般化学反应有所不同．化学反应只是原子或离子的重新排列组合，而原子核不变．因此，在化学反应里，一种原子不能变成另一种原子．核反应乃是原子核间质点的转移，致使一种原子转化为其他种原子，原子发生了质变．核反应的能量效应要比化学反应的大得多．核反应能常以兆电子伏计量，而化学反应能一般只有几个电子伏．例如：核反应不是通过一般化学方法所能实现的，而是用到很多近代物理学的实验技术和理论．首先要用人工方法产生高能量的核“炮弹”，如氦原子核、氢原子核、氘原子核等，利用这些“炮弹”猛烈撞击别的原子核，从而引起核反应．各种各样的加速器，都是为了人工产生带电的高能粒子用做核“炮弹”来进行核反应的．当1932年人们发现中子后，不但对原子核的结构有了正确的认识，而且发现中子是一种新型的核“炮弹”．由于中子不带电荷，它和原子核之间不存在电排斥力，因而用它来产生核反应时，比用带电的其他高能粒子效果好得多．一些工厂有核反应堆．核反应通常分为四类：衰变、粒子轰击、裂变和聚变．前者为自发发生的核转变，而后三种为人工核反应(即用人工方法进行的非自发核反应)．。
粤教版高中物理选修(3-5)4-1、2《走进原子核 放射性元素的衰变》word规范训练
第四章原子核第一节走进原子核第二节放射性元素的衰变(时间：60分钟)知识点一原子核的组成及同位素1．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子Th的原子来说()．数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对23490A．x＝90y＝90z＝234B．x＝90y＝90z＝144C．x＝144y＝144z＝90D．x＝234y＝234z＝324解析质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．答案 B2．同位素是指()．A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子解析原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．答案 A3．(双选)下列说法正确的是()．A.n m X与n m－1Y互为同位素B.n m X与n－1m Y互为同位素Y中子数相同C.n m X与n－2m－2D.23592 U核内有92个质子，235个中子解析A选项中，X核与Y核的质子数不同，不是互为同位素．B选项中n m X 核与n－1m Y核质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素．C选项中n m X核内中子数为n－m，n－2Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中m－2子数相同．D选项中23592 U核内有143个中子，而不是235个中子．答案BC知识点二天然放射现象及三种射线的性质4．下列说法中正确的是()．A．α射线与γ射线都是电磁波B．β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C．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D．原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此，A、B两项错，原子核衰变有质量亏损．答案 C5．如图4－1、2－5为查德威克实验示意图，用天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道()．图4－1、2－5A．A为中子，B为质子B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子D．A为中子，B为γ射线解析不可见射线A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子．答案 A6．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图4－1、2－6所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图4－1、2－6解析放射源可以放射出α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用而发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是γ射线，射线b是β射线．答案γβ知识点三衰变及半衰期7．(2011·北京)下列表示放射性元素碘131(13153I)β衰变的方程是()．A.131 53I―→127 51Sb＋42HeB.13153 I―→131 54Xe＋0－1eC.13153I―→13053I＋10nD.13153I―→13052Te＋11H解析β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程，原子核衰变时质量数与电荷数都守恒，结合选项分析可知，选项B正确．答案 B8．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，均可减小衰变速度解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．答案 A9．(2011·重庆)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．铯133和铯137含有相同的质子数解析β射线是高速电子流，是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子时放出电子产生的，选项A错误；γ光子的频率高于可见光的频率，由光子能量E＝hν知选项B错误；由于铯137的半衰期比碘131的半衰期长，所以碘131比铯137衰变更快，选项C错误；同位素具有相同质子数和不同中子数，选项D正确．答案 D10．铀裂变的产物之一氪90(9036Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(9040Zr)，这些衰变是()．A．1次α衰变，6次β衰变B．4次β衰变C．2次α衰变D．2次α衰变，2次β衰变解析 原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．法一 α衰变的次数为n ＝90－904＝0(次)， β衰变的次数为m ＝90－902＋40－36＝4(次)． 法二 设氪90(9036Kr)经过x 次α衰变，y 次β衰变后变成锆90(9040Zr)，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x ＋90＝90，2x －y ＋40＝36，解得x ＝0，y ＝4.答案B11．近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(239 94 Pu)，这种239 94 Pu 可由铀239(239 92 U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )．A ．2B ．239C ．145D ．92 解析 由于239 92U 和239 94Pu 的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，239 92U经2次β衰变，变为239 94Pu ，故A 正确．答案 A12．计数器是一种探测射线的仪器，如图4－1、2－7所示，X 为未知放射源，它向右方发射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P (厚度约为1 mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的．现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P 移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．据此可以判定X 为( )．A ．纯β放射源B ．纯γ放射源C ．α和β的混合放射源D ．α和γ的混合放射源 图4－1、2－7解析 将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的γ射线，以后将薄铝箔P (厚度约为1 mm)移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．这说明计数器除了接收到了γ射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1 mm 的薄铝箔P 挡住的射线，而厚度约为1 mm 的薄铝箔只能将α射线挡住，所以X 为能放射α射线和γ射线的混合放射源，故D 项正确． 答案 D13．(2012·朝阳区高二检测)天然放射性铀(238 92 U)发生衰变后产生钍(234 90 Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92 U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．解析 (1)238 92U ―→234 90Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238m v＝234m v 2＋4m v ′得：v ′＝1214v 答案 (1)见解析 (2)1214v。
广东省中山市高中物理 第四章 原子核 第二节 放射性元素的衰变同步练习1 粤教版选修3-5
4.2 放射性元素的衰变练习1姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 1、（单项) 下列四个方程中，表示α衰变的是：（ ）A ． +→Th U 2349023892He 42 B ． e Ng Na 0124122411-+→C ． 31415692361023592++→+Ba Kr n U n 10 D ． n He H H 10423121+→+2、（单项) 关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的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（23892U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变3、（单项) 天然放射性元素Th 23290（钍）经过一系列核衰变之后，变成Pb 20882（铅）,下列论断中正确的是：（ ）A ．铅核比钍核少23个中子；B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；C ．铅核比钍核少24个质子；D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变。
4、（单项)23892U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变 成21083Bi ，而21083Bi 可以经一次衰变变成210a X ( X 代表某 种元素），也可以经一次衰变变成81b Ti ，210a X 和81bTi 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图所示，则图中( )A ．a =82， b = 211B ．①是β衰变，②是α衰变C ．①是α衰变，②是β衰变D ．81b Ti 经过一次α衰变变成20682Pb 5、（双项) 钍核Th 23490，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核()Pa 23491，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的 ( ) A ．该电子就是钍原子核外的电子B ．γ光子是衰变过程中原子核放出的C ．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D ．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的6、写出下列两个核反应的反应方程27Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。
高中物理第四章原子核4.2核衰变与核反应方程同步试题粤教版选修
核衰变与核反应方程1.（2009·上海高考）放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是 ( )A.α射线，β射线，γ射线B.γ射线，β射线，α射线C.γ射线，α射线，β射线D.β射线，α射线，γ射线 【解析】由于三种射线的能量不同，所以贯穿能力最强的是γ射线，β射线次之，α射线最弱，故正确答案是B.【答案】B2.（2009·广东高考）科学家发现在月球上含有丰富的He 32（氦3），它是一种高效、清洁、安全的核聚变燃料，其参与的一种核聚变反应的方程式为He 32+He 32→2H 11+He 42.关于He 32聚变下列表述正确的是 ( )A.聚变反应不会释放能量B.聚变反应产生了新的原子核C.聚变反应没有质量亏损D.目前核电站都采用He 32聚变反应发电4.（2009·福建理综）随着现代科学的发展，大量的科学发现促进了人们对原子、原子核的认识，下列有关原子、原子核的叙述正确的是 .（填选项前的编号）（1）卢瑟福α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂的结构（2）天然放射现象表明原子核内部有电子（3）轻核聚变反应方程有：H 21+H 31→He 42+n 1（4）氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级和从n=2能级跃迁到n=1能级，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的长【解析】（1）选项错误，卢瑟福的α粒子散射实验提出原子核式结构，天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构.天然放射现象表明原子核会发生衰变，（2）错.氢原子从n=3能级跃迁到n=1能级放出的光子能量比从n=2能级跃迁到n=1能级大，由公式E= ch 可知，前者跃迁辐射出的光子波长比后者的短，（4）错.正确选项为（3）.【答案】（3） 5.（2009·山东理综）历史上第一次利用加速器实现的核反应，是用加速后动能为 0.5 MeV 的质子H 11轰击静止的X A Z ,生成两个动能均为8.9 MeV 的He 42.（1 MeV=1.6× 10-13 J ）（1）上述核反应方程为 .（2）质量亏损为 kg.。
2017-2018学年高中物理粤教版选修3-5习题：第四章 第
第四章原子核第二节放射性元素的衰变A级抓基础1．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示．该装置中探测器接收到的是( )A．X射线B．α射线C．β射线D．γ射线解析：首先，放射源放出的是α射线、β射线、γ射线，无X射线，A项错误；另外α射线穿透本领最弱，一张纸就能挡住，而β射线穿透本领较强能穿透几毫米厚的铝板，γ射线穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板，而要穿过钢板只能是γ射线，因此D项正确.答案：D2．(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：CD3．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：C4．碘131核不稳定，会发生β衰变，其半衰期为8天．(1)碘131核的衰变方程：13153I →________(衰变后的元素用X 表示)． (2)经过________天有75 %的碘131核发生了衰变． 解析：(1)根据质量数、电荷数守恒，13153I →13154X ＋ 0－1e.(2)根据m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 1/2得，0.25m 0＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t8，解得t ＝16天． 答案：(1)13153I →13154X ＋ 0－1e (2)16 5．完成衰变方程．(1)β衰变：24483Bi →________＋0－1e ，21084Po →21085At ＋________， 234 90Th →23491Pa ＋________，(2)α衰变：23490Th →________＋42He ，238 92U →23490Th ＋________，6629Cu →6227Co ＋________．(3)23490Th 衰变成23491Pa 的半衰期为1.2 min ，则64 g 23490Th 经过6 min 还有________g 未衰变．解析：(1)24483Bi →24484Po ＋ 0－1e ，210 84Po →210 85At ＋ 0－1e ，234 90Th →234 91Pa ＋ 0－1e.(2)23490Th →23088Ra ＋42He ， 238 92U →234 90Th ＋42He ，6629Cu →6227Co ＋42He.(3)由半衰期公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12tT 1/2 得m ＝64×⎝ ⎛⎭⎪⎫1261.2g ＝2 g.答案：(1)(2)见解析 (3)2B 级 提能力6．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：D7．(多选)下列说法正确的是( )A.22688Ra 衰变为22286Rn 要经过1次α衰变和1次β衰变 B.23892U 衰变为23491Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变 C.23290Th 衰变为20882Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变 D.23892U 衰变为22286Rn 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42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，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42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，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42He ，发生β衰变是放出电子 0－1e ，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：BC8．下列说法正确的是( )A ．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B ．放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C ．铀(23892U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅(20682Pb)的过程中，有6个中子转变成质子 D ．一个氡核22286Rn 衰变成钋核21884Po 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，则2 g 氡经过7.6天衰变，剩余氡的质量是1 g解析：由α粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项B 错误；衰变方程23892U →20682Pb ＋842He ＋60－1e ，故有6个中子变为质子，选项C 正确；剩余的质量为2×⎝ ⎛⎭⎪⎫122g ＝0.5 g ，故选项D 错误．答案：C9．放射性在技术上有很多应用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射线.当的放射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀．可利用的元素是( ) A．钋210 B．氡222 C．锶90 D．铀238解析：要测定聚乙烯薄膜的厚度，则要求射线可以穿透薄膜，因此α射线不合适；另外，射线穿透作用还要受薄膜厚度影响，γ射线穿透作用最强，薄膜厚度不会影响γ射线穿透，所以只能选用β射线，而氡222半衰期太小，铀238半衰期太长，所以只有锶90较合适．答案：C10.238 92U核经一系列的衰变后变为206 82Pb核，问：(1)206 82Pb与238 92U相比，质子数和中子数各少了多少？(2)综合写出这一衰变过程的方程．解析：(1)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衰变中子数少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(2)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.答案：(1)10个22个(2)238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e。
粤教版高中物理选修35第四章原子核单元测试
2019-2019 学年粤教版高中物理选修 3-5 第四章原子核单元测试一、单项选择题1.铀裂变的产物之一氪90()是不稳固的，它经过一系列衰变最后成为稳固的锆 90()，这些衰变是 ( )A. 1 次α衰变， 6 次β衰变B. 4 次β衰变C. 2 次α衰变 D. 2 次α衰变， 2 次β衰变2.当前，在居室装饰中常常用到的花岗岩、大理石等装饰资料，都不一样程度地含有放射性元素，装饰污染已经被列为“危害民众最大的五种环境污染”之一．相关放射性元素的以下说法正确的选项是（）A. 氡的半衰期为 3.8 天，若取 4 个氡核，经过 7.6 天就只剩下一个氡原子核了B. 发生 a 衰变时，生成核与本来的原子核对比，中子数减少了 4 个C.β衰变所开释的电子是原子核中的中子转变为质子所产生的D.γ射线一般陪伴着 a 或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强3.对于宇宙，以下说法中正确的选项是（）A.银河系是一种旋涡星系，太阳处在此中的一个旋臂上B.恒星的寿命取决于亮度C.太阳能够发光、放热，主假如因为太阳内部不停发生化学反响D.地球是宇宙中独一有卫星的星球4.对于聚变，以下说法正确的选项是（）A.两个轻原子核聚变为一个质量较大的原子核放出的能量比一个重核分裂成B.必定质量的聚变物质聚变时放出的能量比相同质量的裂变物质裂变时开释的能量小好多C.聚变发生的条件是聚变物质的体积大于临界体积D.发生聚变反响时，原子核一定有足够大的动能5.在日本本州岛邻近海疆发生里氏9.0 级激烈地震，地震和海啸引起福岛第一核电站放射性物质泄露，此中放射性物质碘131 的衰变方程为I →Xe+Y．根据相关放射性知识，以下说法正确的选项是（）A. 生成的Xe 处于激发态，放射γ射线．γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强B. 若I 的半衰期大概是8 天，取 4 个碘原子核，经16 天就只剩下 1 个碘原子核了C. Y 粒子为β粒子D.I 中有 53 个质子和 132 个核子6.以下说法正确的选项是（）A. 用γ射线治疗肿瘤时必定要严格控制剂量，免得对人体正常组织造成太大的损害B.两个质子间，不论距离怎样，总有核力存在，且核力老是大于库仑力C.放射性元素的半衰期与原子所处的物理状态或化学状态相关D.核子联合成原子核必定有质量损失，开释出能量7.如下图，中子内有一个电荷量为＋ e 的上夸克和两个电荷量为－ e 的下夸克，有一简单模型是三个夸克都在半径为r 的同一圆周上，如下图给出的四幅图中，能正确表示出夸克所受静电作使劲的是（）A. B. C. D.8.在以下四个核反响方程中，符号“X”表示中子的是（）A. A+ n→Mg+XB. Na→Mg+XC. Be+ He→C+XD. U→Np+X二、多项选择题9.对于放射性元素发出的三种射线，以下说法正确的选项是（）A. α粒子就是氢原子核，它的穿透本事很强B. β射线是电子流，其速度靠近光速C. γ射线是一种频次很高的电磁波，它能够穿过几厘米厚的铅板D. 三种射线中，α射线的电离本事最弱，γ射线的电离本事最强10.以下说法中正确的选项是（）A.铀核裂变的核反响是B. 已知质子、中子、粒子的质量分别为，那么质子和中子联合成一个粒子，开释的能量是C. 铀（）经过多次、β衰变形成稳固的铅（）的过程中，有 6 个中子转变为质子D. 一个处于 n=5 能级态的氢原子，自觉向低能级跃迁的过程中能辐射10 种不同频次的电磁波11.能源是社会发展的基础，发展核能是解决能源问题的门路之一，以下开释核能的反响方程，表述正确的有（）A. H+ H→He+ n 是核聚变反响B. H+ H→He+n 是β衰变C. U+ n→Ba+ Kr+3 n 是核裂变反响D. U+ n→X+ Sr+2 n 是α衰变三、填空题12.下边列出一些医疗器材的名称和这些器材运用的物理现象．请将相应的字母填写在运用这类现象的医疗器材后边的空格上．①X光机 ________；②紫外线灯 ________；③理疗医用“神灯”照耀伤口，可使伤口愈合得较好．这里的“神灯”是利用了________．A ．紫外线的波长很短B．紫外线拥有很强的荧光作用；C．紫外线拥有杀菌消毒作用；D．X 射线的很强的贯串力；E．红外线拥有明显的热作用．13.如下图是查得威克发现中子的实验装置表示图，图中粒子X 代表的是________粒子，粒子 X 轰击铍核的核反响方程是________.14.原子核 A 经过若干次衰变后变为原子核B，已知B核的质子数比A核少8，B 核的中子数比 A 核少 16，则此衰变过程中共有 ________次α衰变，________次β衰变．四、解答题15.我国纪念抗曰战争和世界反法西斯战争成功70 周年． 1945 年 7 月，为了加速日本军国主义的消亡，促进日本早日无条件投诚，美国在日本的广岛、长崎投下了两枚原子弹．落在日本广岛的原子弹，其爆炸力相当于2×l04tTNT 爆炸的能量（约 8.4 ×1013J），由此可知该原子弹中铀235 的质量是多少千克？（已知裂变的核反响方程U+ n→Ba+ Kr+3n+201MeV ．阿伏加德罗常数N A=6.02 ×1023）五、综合题16.已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：（1）镭核中有几个质子？几此中子？（2）镭核所带的电荷量是多少？（3）呈中性的镭原子，核外有几个电子？答案分析部分一、单项选择题1.【答案】 B【分析】【解答】原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少 2；每经过一次β衰变，电荷数增添1，质量数不变．方法一α衰变的次数为n＝＝0(次)，β衰变的次数为 m＝＋40－36＝4(次)．方法二设氪90()经过 x 次α衰变， y 次β衰变后变为锆 90()，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36，解得 x＝0，y＝4.【剖析】衰变方程知足质量数和电荷数守恒。
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4.2 放射性元素的衰变练习1
姓名：__________ 学号：__________ 成绩：__________ 1、（单项) 下列四个方程中，表示α衰变的是：（ ）
A ． +→Th U 2349023892
He 4
2 B ． e Ng Na 0124122411-+→
C ． 314156923610235
92
++→+Ba Kr n U n
1
0 D ．
n
He H H 1042312
1+→+
2、（单项) 关于天然放射现象，叙述正确的是（ ） A ．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减少 B ．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的
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（
238
92
U ）衰变为铅核（20682U ）的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
3、（单项) 天然放射性元素Th
232
90
（钍）经过一系列核衰变之后，变成Pb
208
82
（铅）,下列论断中正确的是：（ ）
A ．铅核比钍核少23个中子；
B ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；
C ．铅核比钍核少24个质子；
D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变。
4、（单项)
238
92U 放射性衰变有多种可能途径，其中一种途径是先变 成21083Bi ，而210
83Bi 可以经一次衰变变成210a X
( X 代表某 种元素），也可以经一次衰变变成81b Ti ，210a X 和81b
Ti 最后都变成20682Pb ，衰变路径如图所示，则图中
( )
A ．a =82， b = 211
B ．①是β衰变，②是α衰变
C ．①是α衰变，②是β衰变
D ．81b Ti 经过一次α衰变变成20682
Pb 5、（双项) 钍核
Th 234
90
，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核
(
)
Pa 234
91
，伴随该过程放出γ
光子，下列说法中正确的 ( ) A ．该电子就是钍原子核外的电子
B ．γ光子是衰变过程中原子核放出的
C ．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短
D ．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的
6、写出下列两个核反应的反应方程
27
Al(铝核)俘获一个α粒子后放出一个中子。
____________________________________
13
N(氮核)放出一个质子。
_____________________ __________ _____
α粒子轰击14
7
7、如图所示，质量M=0.040kg的靶盒A静止在光滑水平导轨上的O点，水平轻质弹簧一端栓在固定挡板P上，另一端与靶盒A连接。
Q处有一固定的发射器B，它可以瞄准靶盒发射一颗水平速度为v0=50m／s，质量m=0.010kg的弹丸，当弹丸打入靶盒A后，便留在盒内，碰撞时间极短。
不计空气阻力.求弹丸进入靶盒A后，弹簧的最大弹性势能为多少？
8、一群氢原子处于量子数n=4能级状态，氢原子的能级图如图所示，则：
（1）氢原子可能发射几种频率的光子？
（2）氢原子由量子数n=4的能级跃迁到n=2的能级时辐射光子的能量是多少电子伏？
（3）用（2）中的光子照射下表中几种金属，哪些金属能发生光电效应？发生光电效应时，发射光电子的最大初动能是多大？
几种金属的逸出功
参考答案：
1、C
2、CD
3、
4、
5、
6、27
13Al +42He 3015→P +1
0n （1分）
147N +42
He →
178O +1
1H （1
分）
7、【解析】（1）弹丸进入靶盒A 后，弹丸与靶盒A 的共同速度设为v ，由系统动量守恒得v M m mv )(0+= （6分）
靶盒A 的速度减为零时，弹簧的弹性势能最大，由系统机械能守恒得
2)(2
1
v M m E P +=
（8分） 解得 2
02)
(2v M m m E P +=
代入数值得 5.2=P E J （2分） 8、 （1）可发射6种频率的光子.
（2）由玻尔的跃迁规律可得光子的能量为24E E E -=，代入数据得E =2．55eV （3）E 只大于铯的逸出功，故光子只有照射铯金属上时才能发生光电效应． 根据爱因斯坦的光电效应方程可得光电子的最大初动能为W
E E km -=
代入数据得，65.0=km E eV （或1．0×10－19
J ）。