放射性元素的衰变 每课一练 (含解析) (41)

2019-2020学年人教版选修3-5
19.2放射性元素的衰变课时作业2（含解析）
1．下列科学家中，最先发现了质子的是
A．贝克勒尔B．居里夫人
C．查德威克D．卢瑟福
2．关于核衰变和核反应的类型，下列表述中正确的有( )
A．是β衰变
B．是α衰变
C．是人工转变
D．是重核裂变
3．一个静止的放射性同位素的原子核衰变为，另一个静止的天然放射性元素的原子核衰变为，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是( )
A．图中1、2为衰变产生的和的轨迹，其中1是电子的轨迹
B．图中1、2为衰变产生的和的轨迹，其中2是正电子的轨迹
C．图中3、4是衰变产生的和的轨迹，其中3是正电子的轨迹
D．图中3、4轨迹中两粒子在磁场中旋转方向相反
4．下列核反应方程及其表述中错误的是（）
A．Na→Mg+e是原子核的β衰变
B．He+H→He+H是原子核的α衰变
C．He+Al→P+n 是原子核的人工转变
D．U+n→Kr+Ba+3n是重核的裂变反应
5．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）
A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱
B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C．衰变成要经过8次β衰变和8次α衰变
D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的
6．下列说法正确的是（）
A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型
B．光子像其他粒子一样具有动量，但光子不具有能量
C．β衰变的实质是核内中子转化成了一个质子和一个电子
D．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律
7．下列说法正确的是
A．经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核
B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强
C．α衰变的实质是原子核内两个质子和两个中子能紧密结合在一起，在一定条件下以一个整体从原子核中抛射出来
D．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚形成的
8．下列说法正确的是
A．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2
B．太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的裂变反应
C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小
D．用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离
9．对下列物理事实的叙述中正确的是
A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子核内部具有复杂的结构B．卢瑟福提出的核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验，但并不能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性
C．玻尔将量子概念引入原子结构理论，比较完满地解释了所有原子的光谱
D．巴尔末将已发现的氢光谱的可见光部分4条谱线的波长用一个公式来表示，因此这些谱线组成一个系称为巴尔末系
10．下列说法正确的是（）
A．某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，则该元素的半衰期为3.8天
B．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构
C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少
D．氢原子从定态n=3跃迁到定态n=2，再跃迁到定态n=1,则后一次跃迁辐射的光的波
长比前一次的要短
11．下列说法中正确的是（）
A．α射线与γ射线都是电磁波
B．光电效应说明光具有粒子性
C．天然放射现象说明原子核具有复杂的结构
D．用加温、加压或改变其化学状态的方法能改变原子核衰变的半衰期
12．下列说法中正确的是
A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型
B．核力存在于原子核内任意两个核子之间
C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构
D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关
13．下列说法正确的是
A．天然放射现象说明原子核具有复杂的结构
B．一般材料的物体和黑体，辐射电磁波的情况都只与温度有关
C．卢瑟福的a粒子散射实验解释了原子光谱的线状特征
D．用a粒子、质子、中子甚至γ光子去轰击一些原子核，可以研究原子核的结构14．下列说法正确的是（）
A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构.
B．α、β和γ三种射线，α射线的穿透力最强
C．238
92U衰变成206
82
Pb要经过6次β衰变和8次α衰变
D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能15．（钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成（铅）．以下说法中正确的是（）
A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少18个中子
C．共经过4次α衰变和6次β衰变D．共经过6次α衰变和4次β衰变
16．某原子核X放出α粒子后变成原子核Y，这一核反应方程为．已知X、Y 和α粒子的质量分别是M、m1 和m2，真空中的光速为c，该核反应过程中释放的核能为．
17．甲、乙两种放射性元素质量为m
甲和m
乙
，经过60天后它们的质量相等。

已知甲的
半衰期为20天，乙的半衰期为30天，则它们的质量之比:m m 甲乙=______________
18．氡222是一种天然放射性气体，被吸入后，会对人的呼吸系统造成辐射损伤．它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一．其衰变方程是Rn→4Po+ He ．已知
Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过 天，16g 的Rn 衰变后
还剩1g ．
参考答案
1．D
【解析】最先发现了质子的是卢瑟福，故选D.
2．B
【解析】A 是人工转变方程；B 是衰变方程；C 是轻核聚变方程；D 是衰变方程；故选项B 正确.
3．C
【解析】放射性元素放出正电子时，正粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相同，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相反，两个粒子的轨迹应为外切圆．而放射性元素放出β粒子时，β粒子与反冲核的速度方向相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆．放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒．由半径公式
，可得轨迹半径与动量成正比，与电量成反比，而正电子和β粒子的电量比反冲
核的电量小，则正电子和β粒子的半径比反冲核的半径都大，故轨迹1、2、3、4依次是：
、电子、正电子、．故选C ．
点睛：放射性元素放射后，两带电粒子的动量是守恒．正好轨迹的半径公式中也有动量的大小，所以可以研究半径与电荷数的关系．
4．B
【解析】A 、2424011121Na Mg e -→+
中原子核的质子数增大1，同时有一个电子生成．是β衰变，A 正确；
B 、32412121He H He H +→+是氢核的聚变，不是α衰变，B 错误；
C 、427301213150He Al P n +→+是用α粒子轰击铝核产生新核的核反应，是原子核的人工转变，C 正确；
D 、238
1141921920563606U n Ba Kr n +→++，是重核裂变，D 正确；
本题选错误的，故选B 。

5．D
【解析】
试题分析：β射线是电子流，γ射线是电磁波，β射线穿透本领远比γ射线弱，选项A 错误；半衰期是对大量原子的统计规律，对少数原子不适应，故选项B 错误；U 衰变成Pb 要经过
6次β衰变和8次α衰变，选项C错误；放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的，选项D正确；故选D.
考点：放射性衰变；
6．ACD
【解析】卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型，选项A正确；光子像其他粒子一样具有动量，同时光子也具有能量，选项B错误；β衰变的实质是核内中子转化成了一个质子和一个电子，选项C正确；放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律，对少数原子不适应，选项D正确；故选ACD.
7．AC
【解析】A、每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增加1，质量数不变；由质量数和核电荷数守恒，衰变成为稳定的要经过6次α衰变和4次β衰变，故A正确；
B、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，B错误；
C、α衰变的实质是原子核内2个质子和2个中子能紧密结合在一起，以一个整体从原子核中抛射出来，发生α衰变，故C正确；
D、β衰变中产生的电子实际上是原子的核内中子变成一个质子和一个电子形成的，D错误。

故选：AC。

8．AD
【解析】Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，质量数少4，质子数少2，则中子数减少了2，选项A正确；太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的聚变反应，选项B 错误；半衰期与外界条件无关，选项C错误；用大于13.6eV的光子照射处于基态的氢原子均可以使氢原子电离，则14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离，选项D正确；故选AD.
9．BD
【解析】天然放射现象说明原子核内部具有复杂的结构，A错误；卢瑟福原子核式结构模型能解释α粒子的散射实验，不能解释原子光谱的不连续性，B正确；玻尔理论不能解释氦原子的光谱，C错误；巴尔末将已发现的氢光谱的可见光部分4条谱线的波长用一个公式来表
示，即，因此这些谱线组成一个系称为巴尔末系，D正确．10．AD
【解析】某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，根据,即，解得天，则该元素的半衰期为3.8天，选项A正确；α粒子散射实验说明原子内部具有复杂结构，选项B错误；对放射性物质施加压力，其半衰期不变，选项C错误；氢原子从定态n=3跃迁到定态n=2，再跃迁到定态n=1,因2→1的能级差大于3→2的能级差，则后一次跃迁辐射的光的频率较大，则波长比前一次的要短，选项D正确；故选AD.
11．BC
【解析】γ射线是电磁波，α射线不是电磁波，选项A错误；光电效应说明光具有粒子性，选项B正确；天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，选项C正确；用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期，选项D错误；故选BC.
12．CD
【解析】
试题分析：卢瑟福通过α粒子散射实验建立了原子核式结构模型，玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氢原子光谱的特征，故A错误；核力与万有引力、库伦力的性质不同，核力是短程力，作用范围在1.5×10-15m，原子核的半径数量级在10-15m，所以核力只存在于相邻的核子之间，核力是原子核能稳定存在的原因，故B错误；天然放射现象的发现使人类认识到原子核具有复杂的结构，故C正确；根据黑体辐射实验的规律可知：黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关．故D正确．故选CD.
考点：α粒子散射实验；核力；天然放射现象；黑体辐射
【名师点睛】本题考查了原子的核式结构模型、核力是短程力，天然放射现象的意义等知识点，及注意黑体辐射的规律，属于熟记内容，难度不大，属于基础题．
13．AD
【解析】天然放射现象说明原子核具有复杂的结构，A正确；一般物体辐射电磁波的情况与温度有关，故B错误；卢瑟福根据a粒子散射实验提出原子核式结构学说，但不能解释原子光谱分立特征，C错误；用a粒子、质子、中子甚至γ光子去轰击一些原子核，可以研究原子核的结构，D正确．
14．ACD
【解析】天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂结构，A 正确； α、β和γ三种射线， γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，B 错误；根据一次α衰变，质量数减小4，质子数减小2，而一次β衰变，质量数不变，质子数增加，因此铀核（238
92U ）衰变为铅核（206
82Pb ）
的过程中，质量数减少32，而质子数减少10，因此要经过8次α衰变，导致质子数减少16，由于质子数只减少10，所以只有发生6次β衰变，C 正确；根据质能方程可知，核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能，故D 正确．
15．AD
【解析】
A 、铅核的质子数为82，钍核的质子数为90，铅核比钍核的质子数少8，A 正确；
B 、铅核的质子数为：20882126-=，钍核的中子数为：23290142-=，铅核比钍核的质子数少：14212616-=，B 错误；
C 、
D 、由于β衰变不会引起质量数的减少，故可先根据质量数的减少确定α衰变的次数为：
232208x ?64
-==， 每发生一次α衰变电荷数减2，每发生一次β衰变电荷数增1，则β衰变的次数y 应满足： 902x 82y -=-，所以y=2x-8=4，C 错误；D 正确；
故选AD ．
【答案】
，
【解析】
试题分析：根据电荷数和质量数守恒得到衰变方程为：
由核反应方程，则有质量亏损：
； 根据爱因斯坦质能方程：。

考点：原子核衰变、质量亏损、爱因斯坦质能方程
【名师点睛】本题考查了衰变方程的书写和爱因斯坦质能方程的应用，核反应过程满足质量数守恒和电荷数守恒，要注意元素左上角为质量数，左下角为电荷数，二者之差为中子数。

17．2：1
【解析】
试题分析：根据01()2n T m m =可得6060203011()()22m m =甲乙，解得:2:1m m =甲乙 考点：原子核衰变及半衰期
名师点睛：知道半衰期的意义，经过一个半衰期，就有一半质量的物质衰变，并能加以定量计算．
18．He ，15.2
【解析】
试题分析：根据电荷数守恒、质量数守恒确定衰败的产物．经过一个半衰期有半数发生衰变，根据m=确定衰变的次数，从而确定经历的天数．
解：根据电荷数守恒、质量数守恒，知未知粒子的电荷数为2，质量数为4，该粒子为
He ， 根据m=
知，m=1g ，m 0=16g ，则衰变的次数为4，则衰变的天数n=3.8×4=15.2天． 故答案为：He ，15.2．。