内蒙古自治区人教版物理高二选修1-2 3.3放射性的衰变模型同步训练

内蒙古自治区人教版物理高二选修1-2 3.3放射性的衰变模型同步训练
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题 (共15题；共30分)
1. （2分） 2011年3月11日，日本东海岸发生9.0级地震，地震引发的海啸摧毁了日本福岛第一核电站的冷却系统，最终导致福岛第一核电站的6座核反应堆不同程度损坏，向空气中泄漏大量碘131、铯137、钡等放射性物质，这些放射性物质随大气环流飘散到许多国家.4月4日，日本开始向太平洋排放大量带有放射性物质的废水，引起周边国家的指责．有效防治核污染，合理、安全利用核能成为当今全世界关注的焦点和热点．下列说法中正确的是（）
A . 福岛第一核电站是利用原子核衰变时释放的核能来发电的
B . 铯、碘、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损
C . 铯137进行β衰变时，往往同时释放出γ射线，γ射线具有很强的电离能力，能穿透几厘米厚的铅板
D . 铯137进入人体后主要损害人的造血系统和神经系统，其半衰期是30.17年，如果将铯137的温度降低到0度以下，可以延缓其衰变速度
2. （2分）(2016·杨浦模拟) 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
3. （2分） (2017高二下·盘锦期中) 下列关于原子及原子核的说法正确的是（）
A . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的重核裂变反应
B . 外界环境温度升髙，碳同位素 C的原子核半衰期将减小
C . 原子核发生一次β衰变，该原子外层就失去一个电子
D . 比结合能越大则该原子就越稳定
4. （2分）(2017·舒城模拟) 核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，我国在完善核电安全基础上将加大核电站建设．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，它可破坏细胞基因，提高患癌的风险．已知钚的一种同位素94239Pu的衰变方程为：94239Pu→X+24He+γ，半衰期为24100年，则下列说法中正确的是（）
A . 衰变时发出的γ射线是波长很短的实物粒子，穿透能力很强
B . X原子核中含有143个中子
C . 10个94239Pu经过24100年后一定还剩余5个
D . 衰变过程的总质量不变
5. （2分） (2017高二下·包头期末) U经过m次α衰变和n次β衰变 Pb，则（）
A . m=7，n=3
B . m=7，n=4
C . m=14，n=9
D . m=14，n=18
6. （2分）(2017·宜春模拟) 密利根说：“科学靠两条腿走路，一是理论，二是实验．有时一条腿走在前面，有时另一条腿走在后面，但只有使用两条腿，才能前进”．下列说法中不正确的是（）
A . 康普顿效应和电子的衍射现象说明粒子的波动性
B . 法拉第首先提出了“场”的概念，发现了电磁感应现象
C . β衰变的实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子，而且其半衰期与原子所受的化学状态和外部条件无关
D . 根据玻尔的氢原子模型可知，一群氢原子处在n=4的能级，当它跃迁到较低能级时，最多可发出6种频率的光子
7. （2分）在匀强磁场中有一个静止的氡原子核（），由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与
反冲核的径迹是两个相互外切的圆，大圆与小圆的直径之比为42:1，如图所示，那么氡核的衰变方程应是下列方程中的哪一个（）
A . → ＋
B . → ＋
C . → ＋
D . → ＋
8. （2分）(2017·淄博模拟) 下列说法正确的是（）
A . 光电效应表明光具有能量，且具有波粒二象性
B . 根据波尔理论可知，氢原子辐射出一个光子后，氢原子的电势能增大，核外电子的运动速度减小
C . 的半衰期是5天，12g 经过15天后衰变了1.5g
D . α粒子散射实验时卢瑟福建立原子核结构模型的重要依据
9. （2分） (2017高二下·博野期中) 原来静止的原子核衰变出α粒子的动能为Ek0 ，假设衰变时产生的能量全部以动能形式释放出来，则此衰变过程的质量亏损是（）
A .
B .
C .
D .
10. （2分）我国已建成的秦山、大亚湾等十几座核电站，有效的解决了工农业生产中的电力需求问题．目前这些正在工作中的核电站利用的是（）
A . 放射性元素衰变放出的能量
B . 人工放射性同位素衰变放出的能量
C . 重核裂变放出的能量
D . 轻核聚变放出的能量
11. （2分）下列说法中正确的是（）
A . 光电效应是原子核吸收光子向外释放电子的现象
B . 一群处于n=3能级激发态的氢原子，自发跃迁时能发出3种不同频率的光
C . 放射性元素发生一次β衰变，原子序数增加2
D . 汤姆生通过α粒子散射实验建立了原子的核式结构模型
12. （2分） (2017高二下·辽宁期末) 用原子核的衰变规律可知（）
A . 放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线
B . 放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变
C . 放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态无关
D . 放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数增加1
13. （2分） (2017高二下·河北期末) 下列说法正确的是（）
A . 放射性元素的半衰期只与温度有关
B . 核电站采用了重核裂变，用中子轰击 U，产生的新核的比结合能比 U小
C . α粒子散射实验现象说明原子具有核式结构
D . 氢原子发光时只能发出一种频率的光
14. （2分）利用碘131( I)治疗是临床上常用的一种治疗甲亢的方法，它是通过含有β射线的碘被甲状腺吸收，来破坏甲状腺组织，使甲状腺合成和分泌甲状腺激素水平减少来达到治愈甲亢的目的。

已知碘131发生β衰变的半衰期为8天，则以下说法正确的是（）
A . 碘131的衰变方程为
B . 核比核多一个中子
C . 32g碘131样品，经16天后大约有8g样品发生了β衰变
D . 升高温度可能会缩短碘131的半衰期
15. （2分） (2017高二下·福州期末) P随时间衰变的关系如图所示，有2mg的 P经衮变后还剩0.5mg，估算所需要的时间，在下列说法中正确的是（）
A . 约14天
B . 约28天
C . 约42天
D . 约56天
二、填空题 (共4题；共7分)
16. （2分）(2016·湘潭模拟) 放射性元素具有半衰期，如果将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．火星上的温度等环境因素与地球有很大差别，该放射性元素到火星上之后，半衰期________（填“发生”或“不发生”）变化．若该放射性元素的半衰期为T年，经过________年，该元素还剩余12.5%．
17. （1分）碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还剩________．
18. （2分）自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系．如图是锕系图的一部分，纵坐标N表示中子数，则图中U衰变成Po ，经历了________次α衰变，________次β衰变．
19. （2分） (2015高二下·普宁期中) 镭核（ Ra）经过一系列α衰变和β衰变，变成铅核（ Pb），其中经过α衰变的次数是________，镭核（ Ra）衰变成铅核（ Pb）的过程中损失了________个中子．
三、解答题 (共5题；共45分)
20. （5分） (2017高二下·北京期末) 云室处于一个垂直纸面向外的匀强磁场中，一静止的原子核 X在云室中发生了一次衰变，其衰变产物在磁场中运动的圆轨迹如图．已知新核Y的质量为M，粒子的质量为m，衰变后粒子的速度大小为v，假设原子核衰变时释放的能量都转化为粒子和新核的动能．
（i）试写出核衰变方程；
（ii）求原子核衰变时释放的能量．
21. （10分）钚的放射性同位素静止时衰变为铀核和α粒子，并放出能量为0.097MeV的γ光子，其它的能量都转化为和α粒子的动能．已知：、和α粒子的质量分别为mPu＝239.0521u、mU＝235.0439u和mα＝4.0026u，1u＝931.5MeV/c2.
（1）
写出衰变方程.
（2）
求α粒子的动能（忽略γ光子的动量）．
22. （10分） 1928年，德国物理学家玻特用α粒子轰击轻金属铍时，发现有一种贯穿能力很强的中性射线．查德威克测出了它的速度不到光速的十分之一，否定了是γ射线的看法，他用这种射线与氢核和氮核分别发生碰撞，求出了这种中性粒子的质量，从而发现了中子．
（1）
请写出α粒子轰击铍核（）得到中子的方程式．
（2）
若中子以速度v0与一质量为mN的静止氮核发生碰撞，测得中子反向弹回的速率为v1，氮核碰后的速率为v2，则中子的质量m等于多少？
23. （5分） (2016高三上·六合期中) 一个静止的原子核，衰变时放出一个质量为m1速率为v1的粒子，同时产生一个质量为m2的反冲新核和一个光子，测得新核的速率为v2、光子与新核运动方向相同．已知普朗克常量为h，写出该衰变的方程并求出光子的波长λ．
24. （15分） (2019高二下·通榆月考) 在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。

放射出的α粒子( He)在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。

以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。

（1）放射性原子核用 X表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程；
（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小；
（3）设该衰变过程释放的核能都转化为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。

参考答案一、选择题 (共15题；共30分)
1-1、
2-1、
3-1、
4-1、
5-1、
6-1、
7-1、
8-1、
9-1、
10-1、
11-1、
12-1、
13-1、
14-1、
15-1、
二、填空题 (共4题；共7分)
16-1、
17-1、
18-1、
19-1、
三、解答题 (共5题；共45分)
20-1、
21-1、
21-2、22-1、22-2、
23-1、
24-1、
24-2、
24-3、
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