高中物理粤教版 (2019)选择性必修 第三册第二节 放射性元素的衰变精品课时训练

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5.2 放射性元素的衰变  同步练习一、单选题1．关于放射性元素发出的三种射线，电离能力由强到弱依次为的是（　　）A．射线、射线、射线B．射线、射线、射线C．射线、射线、射线D．射线、射线、射线【答案】A【解析】射线的电离能力最强，穿透能力最弱，射线的电离能力最弱、穿透能力最强，射线的电离能力和穿透能力介于射线和射线之间，故BCD错误，A正确。故选A。2．阳春三月，新冠病毒疫情肆虐三秦大地。抗疫期间，志愿者使用的电子体温枪通过非接触的方式感应人体的体温以此来排查新型冠状病毒的疑似感染病例。这种体温枪利用的电磁波是（　　）A．射线 B．紫外线 C．红外线 D．射线【答案】C【解析】红外测温仪的测温原理是黑体辐射定律，自然界中一切高于绝对零度的物体都在不停向外辐射能量，物体向外辐射能量的大小及其按波长的分布与它的表面温度有着十分密切的联系，物体的温度越高，所发出的红外辐射能力越强，故C正确，ABD错误。故选C。3．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（　　）A．原子核全部衰变所需时间的一半B．原子核有半数发生衰变所需的时间C．原子量减少一半所需的时间D．元素质量减少一半所需的时间【答案】B【解析】原子核有半数发生衰变所用的时间叫半衰期，它与原子核全部衰变所需时间的一半不同，放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核，发生不同的衰变，其质量数减小规律不同；原子核衰变时，经过一个半衰期，原来的放射性元素原子核的个数减少一半，那么放射性元素的原子核的总质量也减少一半；放射性元素的原子量不会发生变化；故上述选项只有B项正确。故选B。4．设某放射性物质A的半衰期为T，另一种放射性物质B的半衰期为2T，在初始时刻，A的原子核数目为B的原子核数目的4倍，则（　　）A．经过时间T，A的原子核数目是B的两倍B．经过时间2T，A与B的原子核数目相同C．经过时间3T，A的原子核数目小于B的原子核数目D．经过时间4T，A与B的原子核数目相同【答案】D【解析】设在初始时刻，A的原子核数目为4N，则B的原子核数目为N。A．经过时间T，A的原子核数目B的原子核数目显然A的原子核数目不是B的原子核数目的两倍，故A错误；B．经过时间2T，A的原子核数目B的原子核数目A的原子核数目大于B的原子核数目，故B错误；C．经过时间3T，A的原子核数目B的原子核数目A的原子核数目大于B的原子核数目，故C错误；D．经过时间4T，A的原子核数目B的原子核数目A与B的原子核数目相同，故D正确。故选D。5．下列关于光和辐射的说法正确的是（　　）A．黑板吸收可见光，故为黑色，它是一种黑体B．部分物质有放射性，可使人致癌，因此，放射性射线只会对人有害C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，类似的，我们也应当远离有辐射的物质D．光子频率越高，能量越大，光强却可以很小【答案】D【解析】A．黑体吸收电磁波而不发生反射，黑体自身向外辐射电磁波，不一定是黑色的，故A错误；B．部分物质有放射性，可使人致癌，放射性射线对人和动物都有害，B错误；C．放射性物质可使人致癌，因此，我们应当远离放射性物质，但在辐射安全值范围内，可以靠近有辐射的物质。D．光子的能量，光子频率越高，能量越大，如果某种光子频率高，但单位时间从光源发出的光子数少，光强可以很小。D正确。故选D。6．下列关于物理学史的叙述不正确的是（　　）A．贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构B．汤姆孙发现电子，提出原子核式结构模型C．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律D．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象【答案】B【解析】A．贝克勒尔发现了天然放射现象，表明原子核内部具有结构，故A正确，不符合题意；B．卢瑟福通过粒子散射实验，提出了原子核式结构模型，故B错误，符合题意；C．玻尔理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，故C正确，不符合题意；D．爱因斯坦的光电效应方程可以很好地解释光电效应现象，故D正确，不符合题意。故选B。7．医学治疗中常用放射性核素产生射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。下列说法正确的是（　　）A．100个原子核在经过一个半哀期后，一定还剩50个B．温度升高原子运动的剧烈，其半衰期将变小C．原子与反应后生成的氧化物将不再具有放射性1/3D．从图中可以得到的半衰期为115.1d【答案】D【解析】A.半衰期是大量原子核的统计规律,少数原子核无法预测半衰期，A错误;B.原子核半衰期与外界的温度压强无关，B错误;C.放射性元素衰变的快慢是由原子核内部自身决定的，与化学状态无关，C错误;D.由图可知，从到恰好衰变了一半，可知半衰期为的半衰期为115.1d，D正确．故选D。8．十九世纪末到二十世纪初，一些物理学家对某些物理现象的研究直接促进了“近代原子物理学”的建立和发展，关于以下4幅图中涉及的物理知识说法正确的是（　　）A．图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，爱因斯坦首次提出了“能量子”概念B．图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，则验电器带负电C．图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱为连续谱D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线在三种射线中电离能力最强【答案】D【解析】A．图1是黑体辐射实验规律，为了解释此实验规律，普朗克首次提出了“能量子”概念，A错误；B．图2为光电效应实验装置，用紫外线照射锌板后，发现验电器指针偏转，表明发生了光电效应，锌板逸出电子，则验电器带正电，B错误；C．图3是氢原子能级图，氢原子的发射光谱是明线光谱，C错误；D．图4为天然放射现象中产生的三种射线在电场中的偏转情况，其中③线代表的射线向电场方向偏转，一定带正电，是α射线，在三种射线中电离能力最强，D正确。故选D。9．随着科技的发展，大量的科学实验促进了人们对微观领域的认识。下列有关说法错误的是（　　）A．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象B．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量子的概念C．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子D．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性【答案】A【解析】A．玻尔建立了量子理论，成功解释了氢原子发光现象，但由于过多地保留了经典电磁学的理论，还不能很好地解释其他原子的发光现象，故A错误，符合题意；B．普朗克通过对黑体辐射的研究，第一次提出了能量子的概念，故B正确，不符合题意；C．卢瑟福通过α粒子轰击氮核实验的研究，发现了质子，故C正确，不符合题意；D．光电效应和康普顿效应都揭示了光具有粒子性，故D正确，不符合题意。故选A。10．关于天然放射性，下列说法正确的是（　　）A．任何天然元素都可能发生衰变B．任何天然放射性元素的半衰期都与外界的温度条件有关C．任何天然放射性元素与其他元素形成化合物后，都仍具有放射性D．、、三种射线中，射线的电离能力最强【答案】C【解析】A．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；B．放射性元素的半衰期由原子核自身内部因素决定，与外界的温度无关，故B错误；C．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；D．、、三种射线中，射线的电离能力最弱，穿透能力最强，故D错误；故选C。二、多选题11．下列关于近代物理学史的研究，说法正确的是（　　）A．贝可勒尔最早发现铀和含铀的矿物能够发出看不见的射线B．查德威克研究阴极射线时，发现了电子和中子C．卢瑟福在粒子散射实验中对大角度偏转的研究提出了原子的核式结构模型D．康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现了康普顿效应，揭示了光的波动性【答案】AC【解析】A．贝可勒尔最早发现铀和含铀的矿物能发出看不见的射线，A正确；B．汤姆孙研究阴极射线，发现了电子并精确测定了电子的比荷，B错误；C．卢瑟福在粒子散射实验中对大角度偏转的研究提出了原子的核式结构模型，C正确；D．康普顿在研究石墨对X射线的散射时，发现了康普顿效应，揭示了光的粒子性，D错误。故选AC。12．在物理学发展史上，有一些发现，首先是通过推理论证，然后再由实验加以验证。下列叙述符合上述情况的是（　　）A．牛顿得出了万有引力定律，后来卡文迪许用实验测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律B．爱因斯坦提出了量子理论，后来普朗克用光电效应实验提出了光子说C．卢瑟福预言了原子核内存在着中子，后来由查德威克用实验验证了这个猜想D．法拉第提出电磁场理论并预言了电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在【答案】AC【解析】A．牛顿得出了万有引力定律，后来卡文迪许用实验测出引力常量的数值，从而验证了万有引力定律，故A正确；B．普朗克提出了量子理论，后来为了解释光电效应现象，爱因斯坦提出了光子说，故B错误；C．卢瑟福预言了原子核内存在着中子，后来由查德威克用实验验证了这个猜想，故C正确；D．麦克斯韦提出电磁场理论并预言电磁波的存在，后来由赫兹用实验证实了电磁波的存在，故D错误。故选AC。13．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出、、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，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原子核了B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的C．射线一般伴随着或射线而产生，在这3种射线中，射线的穿透能力最强，但电离能力最弱D．发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，中子数减少了4【答案】BC【解析】A．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应，选项A错误；B．衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子时所产生的，选项B正确；C．射线一般伴随着或射线而产生，在这3种射线中，射线的穿透能力最强，但电离能力最弱，选项C正确；D．发生衰变时，生成的新核与原来的原子核相比，质量数减小4，电荷数减小2，则中子数减少了2，选项D错误。故选BC。14．下列说法正确的是（　　）A．卢瑟福的原子结构模型很好地解释了粒子散射实验B．随着温度的升高，黑体辐射强度的极大值向频率较小的方向移动C．光电流与光的强度有关，光的强度越大，光电流越大D．利用γ射线可以消除静电【答案】AC【解析】A．卢瑟福的原子结构模型很好地解释了粒子散射实验，所以A正确；B．在黑体辐射中，随着温度的升高，辐射强度的极大值向频率比较高，即波长较短的方向移动，所以B错误；C．光电流的强度与入射光的强度有关，在产生光电效应的前提下，入射光越强，光电流越大，所以C正确；D．利用射线可以消除静电，其电离能力较强，所以D错误；故选AC。三、填空题15．光的偏振现象说明光是________（选填“横波”或“纵波”）；α、β、γ三种射线中，穿透能力最强的是________射线。【答案】     横波     γ【解析】[1]光的偏振说明光的传播方向和振动方向相互垂直，即说明光是横波；[2]α射线为为高速运动的氦原子核，它的电离本领强而穿透能力弱；β射线为为高速运动的电子流；γ射线为电磁波，它的穿透能力最强而电离能力最弱。16．如图所示，将α、β和γ三束射线射入磁场中，图中A束射线是γ射线，B束射线是_________射线，C束射线是____________射线。（选填α、β或γ）【答案】     β     α【解析】[1][2]图中A束射线是γ射线，根据左手定则可知，B束射线带负电，是β射线，C束射线带正电，是α射线。四、解答题17．一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6000次，若将它注射到一位病人的血管中，15h后从该病人身上抽取10mL血液，测得血样每分钟衰变2次。已知这种同位素的半衰期为5h，此病人全身血液总量为多少L。【答案】3.75【解析】两次测量的时间间隔为15h，即3个半衰期。第一次测量时每分钟衰变6000次，3个半衰期后，每分钟衰变次数应为现10mL血液中每分钟衰变2次，故血液总量应是18．碳14的半衰期是5730年。现有一具古代生物遗骸，其中碳14在碳原子中所占的比例只相当于现代生物中的，请推算生物的死亡时间。【答案】11460年【解析】生物遗骸的碳14在碳原子中所占的比例只相当于现代生物中的，说明遗骸中碳14经历了漫长时间的衰变，剩余的碳14的质量是开始时的。因此有所以（年）