高考物理总复习含答案：天然放射性现象、原子核的人工转变

【巩固练习】 一、选择题
1、（2015 北京卷）实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。

则（ ）
A.轨迹 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外
B.轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外
C.轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里
D.轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里
2、某种元素具有多种同位素，反映这些同位素的质量数A 与中子数N 关系的是图（ ）
A A A A
O N O N O N O N
（A ） （B ） （C ） （D ）
3、以下是物理学史上3个著名的核反应方程（ ）
x+73Li →2y y+147N → x+178O y+94Be →z+12
6C x 、y 和z 是三种不同的粒子，其中z 是
A. α粒子 B ．质子 C ．中子 D ．电子 4、（2015 北京卷）下列核反应方程中，属于α衰变的是( )
A. H O He N 1
117842147+→+ B.
He Th U 4
223490238
92+→
C. n He H H 1
0423121+→+ D.
e Pa Th 01-2349123490
+→
5、表示放射性元素碘131（131
53I ）β衰变的方程是
A ．131127453512I Sb He →+
B ．1311310
53541I Xe e -→+ C ．131130153530I I n →+ D ．1311301
53521I Te H →+
6、在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元
素结合成化合物．则（ ）
A.措施①可减缓放射性元素衰变
B.措施②可减缓放射性元素衰变
C.措施③可减缓放射性元素衰变
D.上述措施均无法减缓放射性元素衰变
7、核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137.碘131的半衰期约为8天，会释放β射线； 铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变期时会辐射γ射线。

下列说法正确 的是（ ）
A.碘131释放的β射线由氦核组成
B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量
C.与铯137相比，碘131衰变更慢。

D.与铯133和铯137含有相同的质子数 8、一个氡核
Rn 222
86
衰变成钋核Po 21884并放出一个粒子，其半衰期为3.8天。

1 g 氡经过7.6
天衰变掉氡的质量，以及
Rn 222
86
衰变成Po 21884的过程放出的粒子是（ ）
A.0.25g ，α粒子
B.0.75g ，α粒子
C.0.25g ，β粒子
D.0.75g ，β粒子 9、放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氧，其衰变方程为232
22090
80
Th Rn x y αβ→
++，
其中 （ ）
A.1x =，3y =
B. 2x =，3y =
C.3x =，1y =
D. 3x =，2y =
10、铝箔被α粒子轰击后发生了以下核反应：n X He Al 1
0422713+→+.下列判断正确的是（ ）
A ．n 1
0是质子 B ．n 1
0是中子 C ．X 是Si 2814的同位素 D ．X 是P 31
15的同位素 11、在匀强磁场中有一个静止的氡核
22286
Rn ，由于衰变它放出一个粒子，此粒子的径迹与反
冲核的径迹是两个互相外切的圆，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.
22286
Rn 2220
871Fr e -→+ B ．222
2184
86842Rn Po He →+
C ．222
22208685
1Rn Po e
→
+
D ．
222222286
85
1Rn At H →
+
12、静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核，当它放出一个α粒子后，其速度方向与磁场方向垂直，测得α粒子和反冲核轨道半径之比为44∶1，如图所示.则（ ）
A.α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反
B.原来放射性元素的原子核电荷数为90
C.反冲核的核电荷数为88
D.α粒子和反冲核的速度之比为1∶88
13、原子核A经β衰变（一次）变成原子核B，原子核B再经α衰变（一次）变成原子核C，则下列说法哪些是正确的（）
A. 核A的中子数减核C的中子数等于2
B. 核A的质子数减核C的质子数等于5
C. 原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子中的电子数少1
D. 核C的质子数比核A的质子数少1
Kr）是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90 14、铀裂变的产物之一氪90（90
36
Zr），这些衰变是（）
（90
40
A.1次α衰变，6次β衰变
B. 4次β衰变
C. 2次α衰变
D. 2次α衰变，2次β衰变
15、(2014 福建卷Ⅰ) 如图所示，放射性元素镭衰变过程中释放出α、β、γ三种射线，分别进入匀强电场和匀强磁场中，下列说法正确的是( )
A．①表示γ射线，③表示α射线
B．②表示β射线，③表示α射线
C．④表示α射线，⑤表示γ射线
D．⑤表示β射线，⑥表示α射线
二、填空题
1、在贝克勒发现天然放射现象后，人们对放射线的研发进行了深入研究。

下图为放射线在同一磁场中运动轨迹，1是______射线；2是______射线；3是______射线。

2、天然放射性元素23994Pu 经过___次α衰变和____次β衰变最后变成铅的同位素____。

（填
入铅的三种同位素
20682
Pb 、20782Pb 、20882Pb 中的一种）
3、天然放射性元素放出的α、β、γ三种射线的贯穿本领和电离本领各不相同，图为这三种
射线贯穿物体情况的示意图，①、②、③各代表一种射线．
则①为______射线，它的贯穿本领很弱；③的贯穿本领最强，它的电离本领 ______（选填“最强”、“最弱”）．
4、放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随______ 辐射．已知A 、B 两种放射性元素的半衰期分别为T 1和T 2，经过12t T T =⋅时间后测得这两种放射性元素的质量相等，那么它们原来的质量之比:A B m m =______。

5、已知元素a 的半衰期为4天，元素b 的半衰期为5天，有相同质量的a 和b 经过20天后，剩下的质量之比:a b m m =______ 。

【答案与解析】 一、选择题
1、【答案】D
【解析】由动量守恒可知，原子核静止在磁场中，发生β衰变后的新核与电子的动量大
小相等，方向相反。

由2
mv qBv R
= ，得mv R qB =，粒子运动的半径与电荷量成反比。

新核
带电量大于电子，因此 R 较小，知轨迹 2 为新核轨迹，由左手定则可知，磁场方向垂直
纸面向里。

【考点】β衰变，动量守恒，带电粒子在磁场中的圆周运动 2、【答案】B
【解析】对于同位素，核电荷数相同，因而核电荷数等于A －N ，选项B 正确。

3、【答案】C
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒，题意中交代的三个核反应方程为
1741
322H Li He +→，414117
2718He N H O +→+, 491122
406He Be n C +→+. 其中x 是质子，y 是α粒子，其中z 为中子，正确选项为C 。

4、【答案】B 【解析】α衰变是指某一原子核自发的变成另一种原子核，同时放出α粒子的过程。

B 正确；A 选项为人工转变方程；C 选项为轻核聚变；D 选项为β衰变。

【考点】原子物理，放射—衰变 5、【答案】B
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒即可得出B 选项正确。

6、【答案】D
【解析】放射性元素的半衰期是由原子核本身决定的，不随外界条件改变而改变，即与放射性元素所处的环境、位置、温度，状态、是单质还是化合物等无关，故将放射性物质存放在水中并不能增大它的半衰期，故只有D 正确。

7、【答案】D
【解析】A 、β射线是高速电子流，α射线才是由氦核组成，故A 错误；B 、γ光子在所有电磁波中频率最高，能量最大，故B 错误；C 、半衰期越小衰变越快，应该是碘131衰变更快，故C 错误；D 、铯133和铯137是同位素，质子数相同中子数不同，故D 正确，故选D 。

8、【答案】B
【解析】没有衰变的质量01
2n m m =
7.6天为两个半衰期，2n =，没有衰变的质量等于总质量的四分之一，衰变掉的质量为四分之三，为0.75g 。

根据质量数和核电荷数守恒可以得出衰变方程222
218486
84
2Rn Po+He →
，所以放出的粒子是α粒子，故选B 。

9、【答案】D
【解析】由衰变方程：
e y He Rn Th 0
1-4222086232
90
++→x ,由质量数守恒和电荷数守恒得：
232=220+4x ，90=86+2x-y 可解得：x=3、 y=2，故选D 。

10、【答案】BD
【解析】中子是中性粒子不带电，则n 10是中子。

根据质量数守恒和电荷数守恒X 是30
15P ，所以X 是P 31
15的同位素。

11、【答案】B
【解析】由于粒子与反冲核的径迹是外切的，据左手定则可知，该粒子一定带正电。

由
42∶1，所以粒子与反冲核的电量之比为1∶42，故B 正确。

12、【答案】ABC
【解析】粒子之间相互作用的过程中遵守动量守恒，由于初始总动量为零，则末动量也
为零，即α粒子和反冲核的动量大小相等、方向相反。

由于释放的α粒子和反冲核均在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做圆周运动
它们的速度大小与质量成反比，D 错误，上述选项正确的为ABC ，故选ABC 。

13、【答案】CD
【解析】写出衰变方程0
1
1m
m
n n A B e +-→
+，4
4
11
2m m n n B C He -+-→
+，核A 的中子数为（m
－n ），核C 的中子数为（m －4－n+1）=（ m －n －3），A 的中子数比C 的中子数多3，A 错；A 的质子数为n ，C 的质子数为（n －1），二者质子数相差为1，B 错；核的质子数即为中性原子的电子数，A 的核外电子数为n ，B 的核外电子数为（n+1），选项C 对；C 的质子数为（n －1），A 的质子数为n ，D 对，故选CD 。

14、【答案】B
【解析】根据题意可知：该原子核衰变前后质量数没变，因此只是发生了β衰变．根据电荷数守恒可得：发生β衰变的次数为：40－36=4次．ACD 错误，B 正确，故选B ．
15、【答案】C
【解析】 α射线带正电，β射线带负电，γ射线不带电．在匀强电场中，α射线与β射线分别在电场力的作用下发生偏转，α射线偏向负极板，β射线偏向正极板，γ射线不受电场力，不发生偏转；在磁场中，由左手定则可以判断α射线向左偏，β射线向右偏，γ射线不受洛伦兹力，不发生偏转．故C 项正确．
二、填空题
1、【答案】β射线；γ射线； α射线。

【解析】根据左手定则，α粒子带正电向右偏转，3是α射线；β粒子带负电，1是β射线；γ射线不带电，不偏转，2是γ射线。

2、【答案】8 4
207
82
Pb
【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒进行简单计算
23940
94
8221Pu Pb x He y e -→++，因
为铅的质量数为206、207、208，x 、y 为整数，所以铅的质量数为207，8x =，4y =。

即8次α衰变和4次β衰变。

3、【答案】α射线 最弱
【解析】由图知①的贯穿本领最弱，是α射线；③的贯穿本领最强，由图知穿过了一部分铅板，是γ射线，它的电离本领最弱。

4、【答案】γ ; 212:2T
T
【解析】放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往以γ光子的形式释放能量，即伴随γ辐射。

5、【答案】1:2
【解析】根据衰变规律0011
2
2t n T
m m m =
=，20天对于元素A 是5个半衰期，对于元素B 是4个半衰期，因为原来A 和B 的质量相同，设原来的质量都为0m ，所以剩下的A 和B 的质量为0512a m m =和0412
b m m =，所以:1:2a b m m =。