《原子核衰变及半衰期》同步练习2

原子核衰变及半衰期》同步练习
1．(2013 ·西安一中检测)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内的中子转变为质子时所产生的
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.23982U衰变为20862Pb的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变
【解析】半衰期与物理条件无关，A选项错误；一个中子衰变成一个质子，放出一个β粒子，α粒子电离本领最强，γ射线穿透本领最强，B、C选项正确；23982 U衰变为20862Pb要经过8次α衰变和6次β衰变，D错误．
【答案】BC
2．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，下列说法正确的是(
)
A ．原子核中有质子、中子、还有α粒子
B ．原子核中有质子、中子，还有β粒子
C．原子核中有质子、中子，还有γ粒子
D．原子核中只有质子和中子
【解析】在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合得较紧密，有时作为一个整体放出，这就是α粒子的来源，不能据此认为α粒子是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发出射线后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以γ光子的形成辐射出来，形成γ射线，故原子核里也没有γ粒子，故D正确．
【答案】 D
3．下面说法正确的是( )
①β射线的粒子和电子是两种不同的粒子
②红外线的波长比X 射线的波长长
③α粒子不同于氦原子核
④γ射线的贯穿本领比α粒子的强
A ．①②B．①③C．②④D．①④
【解析】19世纪末20世纪初，人们发现了X、α、β、γ射线，经研究知道X、γ射线均为电磁波，只是波长不同．可见光、红外线也是电磁波，由电磁波谱知红外线的波长比X射线波长要长．另外，β射线是电子流，α粒子是氦核，就α、β、γ三者的穿透本领而言，γ射线最强，α粒子最弱，故C对．
【答案】 C
4．（2013 ·青岛二中检测）某放射性原子核 A ，经一次α衰变成为B，再经一次β衰变成为C，则（）
A．原子核C的中子数比A少2
B．原子核C的质子数比 A 少 1
C．原子核C的中子数比B少 2
D．原子核C的质子数比B少 1
【解析】写出核反应方程如下：Y X A → 42He＋X Y－－24B，X Y－－24B→－01e ＋X Y－－14C.A的中子数为X－Y，B的中子数为（X－4）－（Y－2）＝X－Y－2，C的中子数为（X－4）－（Y －1）＝X－Y－3.故C比A中子数少 3.C比B中子数少1，A、C均错．A、B、C的质子数分别为Y、Y －2、Y－1，故C比A质子数少1，C比B质子数多1，B对D错．【答案】 B
5．原子核发生β衰变时，此β粒子是（）
A ．原子核外的最外层电子
B．原子核外的电子跃迁时放出的光子
C．原子核外存在着的电子
D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子
【解析】β衰变是原子核内的一个中子衰变成一个质子时形成的，D选项正确．
【答案】 D
6．（2013 ·海口检测）关于放射性的知识，下列说法正确的是（）
A．氡的半衰期为 3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个氡原子核了
B．β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化成质子和电子所产生的
C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱
D．发生α衰变时，生成核与原来的核相比，中子数减少了4个
解析】半衰期是大量原子核变时的统计规律，对少数原子核毫无意
义，
A 错；发生α衰变时，中子数减少2个，D错．
【答案】BC
7．14C是一种半衰期为 5 730年的放射性同位素．若考古工作者探
测到某古14 1
木中14C的含量为原来的4，则该古树死亡时间距今大约( )
A ．22 920年B．11 460年
C．5 730年D．2 865年
1 M 1 【解析】剩下物质的质量计算公式：m＝(2)n M，由题目所给条
件得 4 ＝(2) n M，n＝2，所以该古树死亡的时间应为2个14C的半衰期，即：t＝2T1/2＝5 730× 2年＝11 460年．故正确答案为 B.
【答案】 B
8．(2012 ·大纲全国高考)23952U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20872Pb，则( )
A ．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18
【解析】衰变过程满足质量数守恒和电荷数守恒．写出核反应方程：23952U → 28027Pb＋m24He＋n－10e
根据质量数守恒和电荷数守恒列出方程
235＝207＋4m
92＝82＋2m－n
解得m＝7，n＝4，故选项B正确．
【答案】 B
9．一置于铅盒中的放射源发射出的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沿原来方向行进，射线b发生了偏转，如图3－2－3所示．则
图中的射线 a
为 ____ 射线，射线b为___ 射线．
图3－2－3
【解析】三种射线中α射线穿透能力最弱，不能穿透铝箔，
β射线是高速电子流，带负电，在磁场中能发生偏转，而γ射线是一种电磁波，在磁场中不发生偏转．所以a为γ射线，b为β射线．
【答案】γβ
10．（2011 ·海南高考）2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I和137Cs的衰变过程，它们分别是___________________ 和_______ （填入正确选项前的字
母）.131I和137Cs原子核中的中子数分别是________ 和．
137 1
A．X1→15367Ba＋01n
B．X2→15341Xe＋－10e
137 0
C．X3→ 56Ba＋－1e
131 1
D．X4→15341Xe＋11p
【解析】衰变的种类有α衰变和β衰变两类，衰变中放出的粒子是氦核或电子而不会是质子或中子，故A、D错误，或从质量数守恒可知X1、X4的质量数分别是138、132，故他们不会是131I和137Cs 的衰变．
由质量数守恒和电荷数守恒可知X2、X3分别是13513I、13575Cs，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故他们的中子数分别为78、82.
【答案】 B C 78 82
11．（2011 ·天津高考）回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．当今医学影像诊断设备P ET/CT 堪称“现代医学高科技之
冠” ，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子．碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11的半衰期τ为
20 min，经2. 0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）
【解析】核反应方程为
174N＋11H→161C＋24He① 设碳11原有质量为m0，经过t1＝2.0 h剩余的质量为m r，根据半衰期定义有m r 1 t1 1 120
m0＝（2）τ＝（2） 20 ≈1.6%.②
12．钍核 23090Th 发生衰变生成镭核 226
88Ra 并放出一个粒子，设 该粒子的质量为 m ，电荷量为 q ，它将要进入电势差为 U 的带窄缝的平行平板 电极 S 1和S 2之间的电场时，其速度为 v 0，经电场加速后，沿 Ox 方向进入磁感应强 度为 B 、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场， Ox 垂直平板电极 S 2，当粒子从 P 点
离开磁
场时，其速度方向与 Ox 方向的夹角 θ＝60°，如图 3－2－4所示，整个装置处
于真空中．
(1) 写出钍核衰变方程；
(2) 求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径 R ；
(3) 求粒子在磁场中运动所用的时间 t.
【解析】 (1)钍核衰变方程： 23090Th ―→ 24He ＋22688Ra. (2)设粒子离开电场时的速度为 v ，
1 2 1 2
由动能定理得： qU ＝2mv 2－2mv 20，
mv 2 mv
粒子在磁场中做匀速圆周运动，由 qvB ＝ R 得轨道半径 R ＝ qB ，
m
2qU 2
所以 R ＝qB m ＋v 02
. 2πm 1 π
m
图3－2－
(3)粒子做圆周运动的周期 T ＝ qB ，t
＝6T ＝ 3qB.
6 2 2 4 23 ) 1 B 3q 3) 2 m 2)q B。