物理选择性必修 第三册第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同步练习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13题）

1．如图所示，放射性元素放出的射线在水平电场中分成A、B、C三束，它们是（       ）

A．A是电子流 B．B是光子流

C．B是中子流 D．C是氦核流

2．2018年11月21日消息，中科院合肥物质科学研究院核能安全所吴宜灿研究员获得了美国核学会聚变核能杰出成就奖．关于聚变与衰变、天然放射现象，下面说法正确的是（　　）

A．原子核核子间的距离接近到就会发生聚变反应

B．衰变成要经过6次衰变和4次衰变

C．天然放射现象中产生的a射线穿透能力很强且速度与光速相当

D．衰变是放射性元素原子的核外电子具有较高能量时发生的

3．有关近代物理的叙述，下列说法中正确的是（　　）

A．β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

B．查德威克通过原子核人工转变的实验发现了中子

C．α粒子散射实验揭示了原子的可能能量状态是不连续的

D．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核经过7.6天后只剩下一个氢原子核了

4．天然放射现象中可产生α、β、γ三种射线．下列说法正确的是（ ）

A．β射线是由原子核外电子电离产生的

B．经过一次α衰变，变为

C．α射线的穿透能力比γ射线穿透能力强

D．放射性元素的半衰期随温度升高而减小

5．关于天然放射现象，下列说法正确的是（       ）

A．放出的各种射线中，粒子动能最大，因此贯穿其他物质的本领最强

B．原子的核外具有较高能量的电子离开原子时，表现为放射出粒子

C．原子核发生衰变后生成的新核辐射出射线

D．原子核内的核子有一半发生衰变时，所需的时间就是半衰期

6．核电池已成功地应用在航天器、心脏起搏器及特种军事设备中，其原理是将放射性同位素衰变时放出的载能粒子，通过换能器转变为电能制造而成的。已知某型号核电池的放射源是，其衰变方程为，则下列说法中正确的是（　　）

A．X的中子数为142

B．释放载能粒子的强度与所处环境的压强和温度有关

C．比的穿透能力更强

D．和通过云室时，射线更容易使气体电离

7．下列说法正确的是

A．用不可见光照射金属一定比用可见光照射同种金属产生的光电子的初动能大

B．α粒子散射实验中极少数α粒子发生了较大偏转是卢瑟福猜想原子核式结构模型的主要依据

C．核反应方程：中的x为质子

D．的半衰期为5730年，若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的，则此遗骸距今约有21480年

8．关于天然放射现象，下列说法正确的是

A．β衰变所释放的电子是原子核外电子电离所产生的

B．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将增大

C．在α、β、γ这三种射线中，α射线的穿透能力最强，γ射线的电离作用最强

D．铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变

9．如图所示，两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出，下列说法正确的是（　　）

A．a粒子电离能力最强

B．b粒子来自原子核内中子的衰变

C．c粒子穿透能力最强

D．c粒子的速度最小

10．以下是有关近代物理内容的若干叙述，其中正确的是(　　)

A．密立根发现电子揭示了原子不是构成物质的最小微粒

B．汤姆孙利用电场力和重力平衡的方法，推测出了带电体的最小带电荷量

C．α粒子散射实验是原子核式结构理论的实验基础

D．卢瑟福发现了中子，在原子结构的研究方面做出了卓越贡献

11．表示放射性元素碘衰变的方程是

A． B．

C． D．

12．放射性同位素电池已成功应用于军事卫星、空间探测器、水下监听器、航标灯、心脏起搏器、微型电动机械等方面。在诸多设计方案中有一种是衰变产生的射线作用于荧光物质激发荧光，然后再由荧光射入光电管利用光电效应实现电能输出。现考虑用氚（作为放射性物质，其衰变为β衰变，半衰期为12.43年，则下列说法正确的是（　　）

A．β衰变所释放的电子来自核外电子

B．氚的衰变方程是→＋

C．提高温度，增大压强可以改变氚的半衰期

D．该衰变电池的功率可保持10年不变

13．19世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的，开启了人们对微观世界探索的大门。有关原子物理，下列说法正确的是（　　）

A．卢瑟福发现了电子，说明原子核有复杂的结构

B．发现质子的核反应方程是

C．汤姆孙在粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型

D．一群氢原子从的激发态向基态跃迁时，最多能放出2种不同频率的光子

二、填空题（共3题）

14．判断下列说法的正误。

（1）α射线实际上就是氦原子核，α射线具有较强的穿透能力。(    )

（2）β射线是高速电子流，很容易穿透黑纸，也能穿透几毫米厚的铝板。(    )

（3）γ射线是能量很高的电磁波，电离作用很强。(    )

（4）原子核的电荷数就是核内的质子数，也就是这种元素的原子序数。(    )

15．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___________。

16．如图，R为真空室内一放射源，LL′ 为一张薄纸板，MN为荧光屏，放射源正对荧光屏的中心O点射出α、β、γ三种射线。若在虚线框内加上垂直于线框平面的匀强磁场时，荧光屏上只观察到O、P两个亮点，则打在O点的是_____射线，虚线框内磁场的方向____（选填“向里”或“向外”）。

三、综合题（共4题）

17．是人类首先制造出的放射性同位素，其半衰期为2.5min，能衰变为和一个未知粒子。

(1)写出该衰变的方程；

(2)已知容器中原有纯的质量为m，求5min后容器中剩余的质量。

18．举例说明放射性同位素的应用。

19．如图所示，在虚线HF上方存在着垂直于纸面向里的匀强磁场B1，在x轴上方存在沿x轴正方向的匀强电场，在x轴下方的矩形区域ABCD内还存在垂直于纸面向外的匀强磁场，矩形区域的AB边与x轴重合．M点是HF和y轴的交点，在M点有一静止镭核（），某时刻发生放射性衰变，放出某种质量为m、电荷量为q的粒子后变为一氡核（），氡核恰好沿y轴正向做匀速直线运动，粒子则以初速度v0沿y轴负方向运动，恰好从N点进入磁场，当粒子第二次经过x轴时电场反向，粒子恰好回到M点，若|OM|=2|ON|，核子的质量数与质量成正比，不计氡核和粒子的重力．

（1）写出上述过程中镭核的衰变方程．

（2）求电场强度的大小E．

（3）求N点的横坐标x．

（4）求矩形区域ABCD内匀强磁场的磁感应强度的大小B2及矩形区域的最小面积S．

20．1926年美国波士顿的内科医生卢姆加特等首次应用放射性氡研究人体动、静脉血管床之间的循环时间，被誉为“临床核医学之父”．氡的放射性同位素有27种，其中最常用的是Rn. Rn经过m次α衰变和n次β衰变后变成稳定的Pb.

(1)求m、n的值；

(2)一个静止的氡核(Rn)放出一个α粒子后变成钋核(Po)．已知钋核的速度v＝1×106 m/s，求α粒子的速率．

参考答案：

1．B

2．B

3．B

4．B

5．C

6．A

7．B

8．D

9．C

10．C

11．B

12．B

13．B

14．     错     对     错     对

15．     11400    

16．     γ     向里

17．(1) ；(2)

18．

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。

19．（1）       (2)    (3)      (4)

20．（1）         （2）