高中鲁科版 (2019)第2节 原子核衰变及半衰期测试题

5.2原子核衰变及半衰期基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）选择性必修第三册

一、选择题（共15题）

1．2020年9月21日消息，为保护公众身体健康安全，加快生态环境监测体系建设，资阳市疾控中心首次开展室内天然放射性气体检测。钍具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤，同时伴随有射线产生，其方程为，下列核反应方程中，产生未知粒子（、、、）中是粒子x的有（　　）

A． B．

C． D．

2．关于放射性元素和α、β、γ三种射线，下列说法正确的是（     ）

A．β射线是原子核外电子电离形成的电子流

B．β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线的穿透本领远比γ射线弱

C．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

D．α射线是原子核自发放射出的氦核

3．已知Th的半衰期为24天，4gTh经过72天还剩下Th的质量为（　　）

A．0.5g B．1g C．2g D．3.5g

4．居里夫妇和贝克勒尔由于对放射性的研究而一起获得1903年的诺贝尔物理学奖，下列关于放射性的叙述，正确的是(    )

A．自然界中只有原子序数大于83的元素才具有放射性

B．三种天然放射线中，电离能力和穿透能力最强的是射线

C．衰变的产物x由90个质子和144个中子组成

D．放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关

5．下列核反应方程中，哪个是衰变（　　）

A． B．

C． D．

6．放射性元素的半衰期很短，在使用人工的方法制造后才被发现。已知经过一系列衰变和衰变后变成，其中发生衰变的次数为（　　）

A．4 B．5 C．6 D．7

7．关于放射线及应用，下列说法正确的是（　　）

A．治疗癌症患者使用的“化疗”就是利用放射线杀灭癌细胞

B．天然放射现象中产生的射线穿透能力很强且速度与光速相当

C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生衰变

D．处于激发态的原子核辐射出射线时，原子核的核子数不会发生变化

8．放射性同位素衰变的快慢有一定的规律。现已知某放射性元素任意时刻的质量m与开始时刻的质量m0的比值随时间变化的曲线如图所示，则下列说法正确的是（　　）

A．该元素的半衰期约为200天

B．温度能改变原子的衰变进程

C．若该元素发生β衰变，说明该元素原子核中有电子

D．若该元素衰变产生α射线，则该元素可用于钢板探伤

9．物理学重视逻辑，崇尚理性，在人们对物理世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用，物理理论往往建立在对科学实验事实观察的基础上，下列说法符合历史事实的是（　　）

A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论

B．查德威克用粒子轰击获得反冲核，发现了中子

C．贝克勒尔发现的天然放射性现象，提出了原子核式结构模型

D．爱因斯坦发现光电效应的规律，揭示了光具有波动性

10．1909年卢瑟福用α粒子轰击金箔，根据实验结果提出了原子的核式结构模型。关于α粒子，下列说法正确的是（　　）

A．α粒子的穿透能力很强

B．α粒子不带电

C．发生衰变，放出一个α粒子，生成新核

D．和聚变，放出一个中子产生一个α粒子

11．2021年4月13日，日本政府正式决定，福岛第一核电站核污水经过过滤并稀释后将排入大海。该污水中含有大量的碘131和铯137、氚等放射性物质。下列有关说法正确的是（　　）

A．稀释后的废水中放射性元素衰变周期变短

B．放射性物质中产生的γ射线的速度与光速相当，电离能力很弱

C．人们还可以通过化学反应加快放射性元素衰变

D．碘131衰变时产生的β射线为氦核粒子流

12．月球车休眠时可用同位素电池为其供电。可用吸收一个中子得到。衰变时放出射线，半衰期为88年。下列说法正确的是（　　）

A．转变成的核反应方程为

B．衰变是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子

C．射线可以穿透几厘米厚的铅板

D．在月球环境下的半衰期可能会变化

13．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度的含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线：已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（　　）

A．发生α衰变时，生成的核和原来相比，中子数少2

B．发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在

C．γ射线一般伴随着α和β射线产生，其中γ射线的穿透能力是最强的，电离子能力也是最强的

D．若只有4个氡核，经过7.6天一定只剩下一个氡核

14．下列说法正确的是（　　）

A．在光电效应中，金属每吸收一个光子就可放出多个光电子

B．10个某元素的原子核，经过一个半衰期之后，一定还剩5个未衰变

C．在月球表面同一高度处同时释放重锤和羽毛，两者同时落地

D．一切爆炸过程都遵循动量守恒，但不遵循能量守恒

15．当前房地产很火爆，在居室装修中经常用到花岗岩，大理石等材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ射线，已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（　　）

A．发生α衰变时，生成的核与原来的核相比，中子数少4

B．发生β衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在

C．γ射线一般伴随着α或β射线产生，其中γ射线的穿透能力最强，电离能力却最弱

D．若只有4个氡核，经7.6天一定只剩下1个氡核

二、填空题（共4题）

16．钍232经过6次衰变和4次衰变后变成一种稳定的元素。这种元素是___________，它的质量数是____________，原子序数是___________。

17．人类认识原子结构和开发利用原子能经历了十分曲折的过程。请按要求回答下列问题。

 (1)卢瑟福、玻尔、查德威克等科学家在原子结构或原子核的研究方面作出了卓越的贡献。请选择其中的两位，指出他们的主要成绩。

①___________________________________________________；

②___________________________________________________。

(2)在贝克勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入研究，图为三种射线在同一磁场中的运动轨迹，请从三种射线中任选一种，写出它的名称和一种用途。

__________________________________________________。

18．发生放射性衰变为，半衰期约为5700年。已知植物存活其间，其体内与的比例不变；生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一、可以推测该古木的年代距今约为___________年，写出衰变为的衰变方程___________。

19．完成下列核反应方程，并指出核反应的类型：

___________，是___________变。

___________，是___________变。

三、综合题（共4题）

20．一静止的铀核（）发生α衰变转变成钍核（Th），已知放出的α粒子速度为v0=2.0×106m/s．假设铀核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钍核的动能．试写出铀核衰变的核反应方程并求出钍核（Th）的反冲速度．（结果保留两位有效数字）

21．举例说明放射性同位素的应用。

22．如图所示，在某一足够大的真空室中，虚线PH的右侧是一磁感应强度为B、方向垂直纸面向里的匀强磁场，左侧是一场强为E、方向水平向左的匀强电场．在虚线PH上的点O处有一镭核（Ra)．某时刻原来静止的镭核水平向右放出一个质量为m、电荷量为q的粒子而衰变为质量为M、电荷量为Q氡核(Rn)，设粒子与氡核分离后它们之间的作用力及重力忽略不计，涉及动量问题时，亏损的质量可不计．

(1)写出镭核衰变为氡核的核反应方程；

(2)经过一段时间粒子刚好到达虚线PH上的A点，测得= L．求此时刻氡核的速度为多大．

23．在“云室”中加一匀强电场，通过观察带电粒子在其中的运动径迹，可研究原子核的衰变规律，现有一个原来速度几乎为零的某放射性原子核x置于“云室”中的O点，它发生衰变时所放出的粒子Y与反冲核Z的速度方向均与电场方向垂直，经过相等的时间所形成的径迹如图所示（s、l均表示长度）．

（1）试判断x衰变时所放出的粒子是带什么性质的电荷．

（2）试求衰变时所放出的粒子Y与反冲核Z所带电荷量的比值．

（3）若该放射性原子核为C14，且已知l：s=2：5，试写出核反应方程．

参考答案

1．B

2．D

3．A

4．C

5．A

6．D

7．D

8．A

9．A

10．D

11．B

12．A

13．A

14．C

15．C

16．铅    208    82   

17．卢瑟福，提出了原子的核式结构模型(或其他成就)。    玻尔，首次把量子理论引入到原子结构中，提出了轨道量子化和能量量子化的思想，进一步发展了原子结构理论，并成功解释了氢光谱(或其他成就)。    1为α射线，利用它的电离作用很强，可消除静电。   

18．11400       

19．    衰        重核裂   

20．3.4×104m/s

21．

放射性同位素的应用是沿着利用它的射线和作为示踪原子两个方向发展的。例如，人体内的癌细胞比正常细胞对射线更敏感，因此用放射线照射可以治疗恶性肿瘤，这就是医生们说的“放疗”。棉花在结桃、开花的时候需要较多的磷肥，把磷肥喷在棉花叶子上，磷肥也能被吸收，但是，什么时候的吸收率最高，磷在作物体内能存留多长时间，磷在作物体内的分布情况等，用通常的方法很难研究，如果用磷的同位素制成肥料喷在棉花叶面上，然后每隔一定时间用探测器测量棉株各部位的放射性强度。再比如人体注射碘的同位素碘131，作为示踪原子。

22．（1）；（2）

23．（1）带正电的α粒子        （2）1：2（3）