高中物理选修3-5放射性元素的衰变综合练习题测试题复习题
人教版高中物理选择性必修三 第5章第1节 放射性元素的衰变 练习
放射性元素的衰变练习一、单选题1.关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是()A. 原子核的结合能越大，原子核越稳定B. 任何两个原子核都可以发生核聚变C. 92238U衰变成 82206Pb要经过8次β衰变和6次α衰变D. 发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了22.已知Co60的衰变方程为2760Co→2860Ni+X，半衰期为5.27年，则X和1克Co60经过5.27年后还剩下Co60的质量分别为A. 质子0.5克B. 电子0.5克C. 质子0.25克D. 电子0.25克3.放射性同位素钍 90232Tℎ经一系列α、β衰变后生成氡 86220Rn，以下说法正确的是()A. 每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B. 每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C. 放射性元素钍 90232Tℎ的原子核比氡 86220Rn原子核的中子数少4个D. 钍 90232Tℎ衰变成氡 86220Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变4.某些放射性元素如 93237Np半衰期很短，在自然界很难被发现，可以在实验室使用人工的方法发现。
已知 93237Np经过一系列α衰变和β衰变后变成 83209Bi，下列说法正确的是()A. 83209Bi子核比 93237Np的原子核少28个中子B. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变C. 衰变过程中共有4个中子转变为质子D. 若 83209Bi继续衰变成新核 83210Bi，需放出一个α粒子5.关于核反应方程 23892U→ 23490Th+X，下列说法正确的是()A. 此核反应一定会释放能量B. 通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期C. 此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核D. 铀核的比结合能大于钍核的比结合能6.放射性衰变通常都有一定的周期，并且不因物理或化学环境而改变，这就是放射性可用于确定年代的原因。
由于一个原子的衰变是自然地发生的，即不能预知何时会发生，因此会以概率来表示。
2018-2019人教版物理选修3-5第19章第2节《放射性元素的衰变》练习题
第2节 放射性元素的衰变1．原子核的衰变．(1)原子核的衰变：原子核放出α粒子或β粒子，由于核电荷数变了，它在周期表中的位置变了，变成另一种原子核．这种变化称为原子核的衰变．(2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．(3)α、β衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射元素的α衰变现象；原子核里虽没有电子，但核内的中子可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变．(4)γ射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数值，当原子核发生α衰变、β衰变后，新核往往处于高能级．这时它要向低能级跃迁辐射光子．2．半衰期．放射性元素的原子核有半数发生衰变所用的时间叫半衰期，它是大量原子核衰变的统计结果．(1)公式：某放射性元素的半衰期为T ，衰变时间为t ，则放射性元素经过t T 个半衰期时未发生衰变的原子核个数N 和原有原子核个数N 0间的关系为：N ＝N 0，对应的质量关系有m ＝m 0．(2)半衰期由原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关，衰变发生在原子核的内部，所以与温度、压力及存在形式均无关．基础巩固1．(多选)钍核，具有放射性，它放出一个电子衰变成镤核，伴随该过程放出γ光子，下列说法中正确的(BD)A．该电子就是钍原子核外的内层电子B．该电子是从原子核放射出来的C．给钍元素加热，钍元素的半衰期将变短D．原子核的天然放射现象说明原子核是可分的解析：该电子是原子核内的中子转变为质子时放出的电子，选项A 错误，B正确；原子核的半衰期与外界环境无关，故给钍元素加热，钍元素的半衰期不变，选项C 错误；原子核的天然放射现象说明原子核是可分的，选项D 正确．2．关于天然放射现象，叙述正确的是(C)A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B．β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C．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D．铀核()衰变为铅核()的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变解析：物理化学方法都无法改变放射性元素的半衰期，故A项错；β衰变中释放的电子是核内的中子转化的，并不是核外电子，B错；α、β、γ三种射线的电离本领依次减弱，贯穿本领依次增强，C正确；8次α衰变质量数减少32，质子数减少16，10次β衰变质量数不变，质子数增加10个，电荷数不守恒，故D项错误．正确答案为C.3．在一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生β衰变的次数为(A)A．6次B．10次C．22次D．32次解析：一个原子核衰变为一个原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238－206)÷4＝8次，发生β衰变的次数为2×8－(92－82)＝6次，选项A正确．4．原子核经放射性衰变①变为原子核，继而经放射性衰变②变为原子核，再经放射性衰变③变为原子核.放射性衰变①、②和③依次为(A)A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、β衰变和α衰变C．β衰变、α衰变和β衰变D．α衰变、β衰变和α衰变解析：，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变.，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子.，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．5．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，发生衰变时会辐射γ射线．下列说法正确的是(D )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 ．铯133和铯137含有相同的质子数解析：解答本题时要把握以下几点：(1)半衰期的长短代表了衰变的慢快．(2)光子能量大小由频率高低决定．(3)同位素的核电荷数相同．β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A 错误；γ射线的频率大于可见光的频率，根据E ＝h ν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B 错误；半衰期越短，衰变越快，C 错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D 正确．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(D )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解析：解答本题要把握以下思路：放射性元素衰变的变化是原子核内发生的，改变放射性元素所处的物理状态或化学状态都不会改变元素的原子核，所以，放射性衰变的快慢与题目中叙述的几种因素无关．故D 正确．7．一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.8 g 氡经过11.4天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是(B )A ．2 g ，α粒子B ．7 g ，α粒子C ．4 g ，β粒子D ．6 g ，β粒子 解析：8 g 氡经过11.4天，即经过3个半衰期，所剩的氡为8·⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝1 g ，故衰变掉氡的质量为7 g ；衰变成的过程放出的粒子质量数为4，电荷数为2，则此粒子是α粒子，选项B 正确．8．(2018·全国卷)关于天然放射性，下列说法不正确的是(AD )A ．所有元素都有可能发生衰变B ．放射性元素的半衰期与外界的温度无关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，α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强解析：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；放射性元素的半衰期由原子核决定，与外界的温度无关，故B 正确；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；一个原子核在一次衰变中只能放出α、β和γ三种射线中的二种(α、γ射线或β、γ射线)，α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D 错误．故选：A 、D. 能力提升9．完成核反应方程：＋________．若衰变为的半衰期是1.2 min ，则64 g ，经过6 min 还有________g 尚未衰变．解析：根据核反应前后质量数守恒、电荷数守恒，反应后未知粒子的电荷数为－1，质量数为0，可判断为0－1e(负电子)．根据衰变规律，经过6 min ，即经过61.2＝5个半衰期，未衰变的还有64×⎝ ⎛⎭⎪⎫125＝2 (g)． 答案： 210．2018年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映衰变过程，它们分别是____________和______________(填入正确选项前的字母).原子核中的中子数分别是____________ 和__________．解析：电荷数守恒、质量数守恒→质量数、电荷数、中子数；根据衰变过程电荷数守恒、质量数守恒，可知，所以能分别反映的衰变过程的是分别是B 、C. 原子核中的中子数是131－53＝78，原子核中的中子数是137－55＝82.答案： B C 78 8211．测年法是利用衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t表示时间，纵坐标m 表示任意时刻的质量，m 0为t ＝0时的质量．下面四幅图中能正确反映衰变规律的是C ．(填选项前的字母)解析： 本题以古生物进行年代测定为背景，考查原子核的衰变规律，明确衰变规律是指数函数．由公式m ＝m 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 并结合数学知识可知C 答案正确．。
高中物理选修3-5放射性元素的衰变综合练习题测试题复习题
【成才之路】2021高中物理第19章第2节放射性元素的衰变同步练习新人教版选修3-5根底夯实一、选择题〔1〜4题为单项选择题,5题为多项选择题〕1.〔山东昌乐二中2021〜2021学年高二下学期检测〕原子核发生3衰变时,此3粒子是〔〕A.原子核外的最外层电子B.原子核外的电子跃迁时放出的光子C.原子核内存在着的电子D.原子核内的一个中子变成一个质子时,放射出的一个电子答案：D解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的, 原子核内并不含电子, 但. 、. 」. .. .一. ..... . 1 1 0.在一7E条件下,一个中子可以转化成一个质子和一个电子,其转化可表本为°n-1H+-1e.由上式可看出3粒子是由原子核内的中子转化而来的.2.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,比方,有些含有铀、牡的花岗石等岩石会释放出放射性惰性气体氢, 而氢会发生放射性衰变,放射出a、3、丫射线,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,以下说法正确的选项是〔〕A.氢的半衰期3.8天,假设取4个氢原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了B.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素衰变的速度C.放射性元素的半衰期越短,说明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短,衰变速度越大D.降低温度或增大压强,让该元素与其他物质形成化合物,均可以减小衰变速度答案：C解析：4个氢原子核,不是大量原子核,半衰期不适用, A错.因半衰期决定于原子核的内部因素,与化学状态、外部条件无关,故曰D均错.半衰期短,那么衰变快, C对.3.据媒体报道,叛逃英国的俄罗期前特工利特维年科在伦敦离奇身亡.英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药一一放射性元素〔21：Po〕.2145Po的半衰期为138天,经过a 衰变生成稳定的铅〔2?Pb〕,经过276天,100g 21冷.已衰变的质量为〔〕A. 25gB. 50gC. 75gD. 100g答案：C解析：100g P O经1个半衰期衰变的质量为50g,再经过1个半衰期衰变的质量为25g,所以经过2个半衰期衰变的质量为 75g, C 正确.4 .某放射性元素的原子核 次连续经过三次 “衰变和两次3衰变,假设最后变成另外一种元素的原子核Y,那么该新核的正确写法是〔〕 M- 14A.Z 2 Yc.M 22Y答案：D解析：新核的质量数为 M = M- 12,故A 、B 错误. 电荷数Z =Z — 6+2=Z — 4,故C 错D 对.5 .有些建材中的放射性物质会释放出a 、3、丫射线,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的选项是〔 〕A.发生a 衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内质量数减少 2 8 .发生3衰变时,生成核与原来的原子核相比,核内中子数减少 1C. 3射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D.在这三种射线中 丫射线的穿透水平最强,电离水平最弱答案：BD解析：a 衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来,即2；H+ 22n-2He,发生a 衰变时,核内质量数减少 4,选项A 错误；3衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子,即0n-；H+—0e,发生3衰变时,核内中子数减少 1,核子数不变,选项B 正确而C 错误；由三种射线性质可得,选项 D 正确.二、非选择题6 . A 、B 原子核静止在同一匀强磁场中,一个放出a 粒子,一个放出 3粒子,运动方向均与磁场垂直,它们在磁场中的运动径迹及两个反冲核的径迹如下图, 那么可以判定径迹为 a 粒子,径迹 为 3 粒子.答案：1 3解析：在衰变过程中,a 粒子和3粒子与剩余核组成的系统动量守恒,即放射出的粒 子与反冲核动量大小相等,方向相反,由 r = mVBq 可知,r 与q 成反比,由此可知两图中 小圆径迹为反冲核的径迹,又根据左手定那么可以判知,左侧外切圆是 “衰变,右侧内切圆是3衰变,故此题应依次填 1和3.7 .天然放射性铀〔1?U 〕发生衰变后产生杜〔$Th 〕和另一个原子核. 〔1〕请写出衰变方程；B ."Y D . ML 42Y〔2〕假设衰变前铀〔鬻U 〕核的速度为V,衰变产生的牡〔$Th 〕核速度为,且与铀核速度方向相同,求产生的另一种新核的速度.答案：〔1〕见解析〔2〕学v4解析：〔1〕修UH 234Th+ 4He〔2〕设另一新核的速度为 v',铀核质量为238m 由动量守恒定律得：238mv= 234成+4mV 得：v'=义'V水平提升一、选择题〔1〜3题为单项选择题,4题为多项选择题〕1. 一块氨222放在天平的左盘时,需要天平的右盘加 444g 祛码,天平才能处于平衡,氨222发生“衰变,经过一个半衰期以后,欲使天平再次平衡,应从右盘中取出的祛码为〔 〕 A. 222g D. 4g答案：D解析：衰变前氢的质量为 444g,摩尔质量为222g/mol ,故共2mol 氨.经过一个半衰期,有1mol 氢衰变,放出1mol a 粒子,那么左盘质量减少了 4g,故应从右盘中取出 4g 祛码.2 .〔湖北黄冈中学2021〜2021学年高二下学期期中〕以下说法正确的选项是〔 〕 A.根据天然放射现象,卢瑟福提出了原子的核式结构8 .放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C.铀〔^U 〕经过屡次“、3衰变形成稳定的铅〔226Pb 〕的过程中,有 6个中子转变成质D. 一个氢核86 Rn 衰变成针核84Po 并放出一个粒子,其半衰期为 3.8天,那么2g 氢经过7.6天衰变,剩余氢的质量是1g答案：C解析：由a 粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型, 应选项A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关,应选项B 错误；衰变方程 曾UR 206Pb+ 84He+ 6 °1e,故1 2有6个中子变为质子,选项 C 正确；半盘期是指有一半粒子暴变,故剩余的质量为ax .〕2= 0.5g ,应选项D 错误.3.现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像〞的检测技术,方法是将假设干毫升含放射性元素得的注射液注入被检测者的动脉,经过40分钟后,这些含放射性B. 8gC.2g物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中, 这时对被检测者的心脏进行造影. 心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的局部由于无放射性物质到达,将无射线射出.医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变,并判断病变位置.你认为检测用的放射性元素得的半衰期应该最接近以下数据中的〔〕A. 10分钟B. 10小时C. 10个月D. 10年答案：B解析：如果半衰期太短,那么在放射期内,放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作, 再那么因放射强度较大而对人体造成伤害. 如果半衰期太长,放射性物质长期残留在人体内也会对人体造成伤害.比照四个选项中的时间,应以10小时为宜,故正确选项应为Bo4.〔河北承德一中2021〜2021学年高二下学期检测〕天然放射性元素$Th〔tt〕经过一系列a衰变和3衰变之后,变成塞Pb〔铅〕.以下论断中正确的选项是〔〕A.铅核比杜核少24个中子B.铅核比杜核少8个质子C.衰变过程中共有4次a衰变和8次3衰变D.衰变过程中共有6次a衰变和4次3衰变答案：BD解析：铅核核子数比杜核核子数少24个,而不是中子数少24个,A项错；铅核质子数为82,杜核质子数为90,故铅核比杜核少8个质子,B项对；灶核的衰变方程为x2He+ y 0e,23Th—> 103Pb+式中x、y分别为a和3的衰变次数由质量数守恒和电荷数守恒有4x+208=232,2x-y+ 82=90,解得x=6, y=4.即衰变过程中共有6次a衰变和4次3衰变,C项错而D项对.综上所述,此题正确选项为B Do二、非选择题5.完成衰变方程.S4 244f , 0 210c 210 A.,(1) 3 盘变：83Bi ------ >+-1e, 84PO ----------------------- > 85 At +,234Th —> 234Pa+,…… 234b. . 4 …238 …234b. . 66 八62 八 .(2) a 共变：90 Th 〉+ 2He, 92 U ,90Th+, 29CU ,27CO+234 234 234g未衰⑶ 其中90Th共变成9i Pa的半盘期为1.2min ,那么64g 90Th经过6min还有变.答案：(1)、(2)见解析(3)2244 244 0 210 210 0斛析：(1) 83 Bi > 84P0+ - 1e, 84 Po > 85 At + -16,*h 一>a+ Jeo234 230 4 238 234 4 ,(2) 90Th—> 88 Ra+ 2He, 92 U—> 90 Th+ 2He,26CU—> 22Co+ 4He.一一1 t(3)由半盘期公式得m=但(2)]1 6 一得m= 64 x ( 2) 1yg = 2g6.如下图,静止在匀强磁场中的一个％B粒子,俘获一个速度为v =7.3 X 104m/s的中子发生核反响,生成一个氨核与一个新核,假设测得氨核的速度为2X104m/s,方向与反响前中子运动方向相同.答复下面问题.X X x XBX X ,, X X«_*I …山曲u n j I*X x x XX X X X(1)写出核反响方程.(2)画出核反响后两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图.(3)求出氨核与新核轨道半径之比.、10 1 4 7 一一120答案：(1) 5B+ 0n—>2He+ 3LI (2)见解析(3)彳解析：(1)核反响方程如下：？B+ 0n—> 2He+ 3LI(2)由动量守恒知：rnv n= mv “ + mv14 4 _・•.1X7.3X10 =4X2X10 +7X V1V1= — 0.1 x 10 4m/s即生成的新核LI的运动方向同中子的运动方向相反,两粒子运动轨迹如下图.KiX X(3)由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力2 mv• . qvB= mv/ R, R=函••・氢核与Li核在磁场中运动的轨道半径之比4R_mv2 qi_ 4 2 10 120R―前7X0.1 XIO4X2—7T。
高中物理选修3-5课时作业12：19.2 放射性元素的衰变
2 放射性元素的衰变一、选择题考点一原子核的衰变1．(多选)由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与原来的核的化学性质相同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，电荷数减少1[答案]CD2．某原子核A先进行一次β衰变变成原子核B，再进行一次α衰变变成原子核C，则() A．核C的质子数比核A的质子数少2B．核A的质量数减核C的质量数等于3C．核A的中子数减核C的中子数等于3D．核A的中子数减核C的中子数等于5[答案] C[解析]原子核A进行一次β衰变后，一个中子转变为一个质子并释放一个电子，再进行一次α衰变，又释放两个中子和两个质子，所以核A比核C多3个中子、1个质子，选项C 正确，A、B、D错误．3．(多选)23892U是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图1所示，可以判断下列说法正确的是()图1A．图中a是84，b是206B．Y是β衰变，放出电子，电子是由中子转变成质子时产生的C．Y和Z是同一种衰变D．从X衰变中放出的射线电离作用最强[答案]AC[解析]21083Bi衰变成210a Po，质量数不变，可知发生的是β衰变，则电荷数多1，可知a＝84，210Bi衰变成b81Tl，知电荷数少2，发生的是α衰变，质量数少4，则b＝206，故A正确，B 83错误．Z衰变，质量数少4，发生的是α衰变，Y和Z是同一种衰变，故C正确．从X衰变中放出的射线是β射线，电离能力不是最强，故D错误．4．由于放射性元素23793Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现．已知23793Np经过一系列α衰变和β衰变后变成20983Bi，下列论断中正确的是()A.20983Bi的原子核比23793Np的原子核少28个中子B．衰变过程中共发生了7次α衰变和4次β衰变C．衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变D．衰变前比衰变后所有物质的质量数少[答案] B[解析]依题意有：237－209＝28，由28÷4＝7就可知道发生了7次α衰变，发生β衰变次数为：93－83＝10，故7×2－x＝10，x＝4，即发生了4次β衰变，B正确，C错误；它们中子数分别为：237－93＝144,209－83＝126，中子数之差为：144－126＝18，故A错误；根据衰变规律可知，反应前后质量数守恒，D错误．考点二半衰期5．放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为3.8天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的矿石，其原因是() A．目前地壳中的22286Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物21884Po积累到一定量以后，21884Po的增加会减慢22286Rn的衰变进程D.22286Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期[答案] A[解析]地壳中222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，则A正确，B错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D错误．6．(多选)下列关于放射性元素的半衰期的说法中正确的是()A．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B．放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用C．氡的半衰期是3.8天，若有4g氡原子核，则经过3.8天就只剩下2g氡D．氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过3.8天就只剩下2个[答案]BC[解析]放射性元素的半衰期由核内部因素决定，跟原子所处的物理状态和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用，A、D错误，B正确；氡的半衰期是3.8天，则4 g氡原子核经3.8天剩余质量M＝M0×12tτ⎛⎫⎪⎝⎭＝4 g×3.83.812⎛⎫⎪⎝⎭＝2 g，C正确．7．有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是τ甲＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为M甲、M乙，经过60天后这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M甲∶M乙是()A．1∶4 B．4∶1C．2∶1 D．1∶2[答案] B[解析]由M甲12tτ⎛⎫⎪⎝⎭甲＝M乙12tτ⎛⎫⎪⎝⎭乙可得：M甲601512⎛⎫⎪⎝⎭＝M乙603012⎛⎫⎪⎝⎭，解得M甲∶M乙＝4∶1，B正确．考点三衰变和半衰期综合应用8．钍23490Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤23491Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为23490Th→23491Pa＋X，钍的半衰期为24天．则下列说法中正确的是()A．X为质子B．X是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的C．γ射线是镤原子核放出的D．1g钍23490Th经过120天后还剩0.3125g[答案]BC[解析]根据电荷数和质量数守恒知，钍核衰变过程中放出了一个电子，即X为电子，故A 错误；发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的，故B正确；γ射线是镤原子核放出的，故C正确；钍的半衰期为24天，1g钍23490Th经过120天即经过5个半衰期，故经过120天后还剩0.03125g，故D错误．9．(多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的核，放出的一个α粒子和反冲核轨道半径之比R∶r＝30∶1，如图2所示，则()图2A．衰变后瞬间α粒子与反冲核的动量大小相等，方向相反B．反冲核的原子序数为62C．原来放射性元素的原子序数为62D．反冲核与α粒子的速度之比为1∶62[答案]AC[解析]由动量守恒得M v′＋m v＝0，其中M v′为反冲核动量，m v为α粒子的动量，则α粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反．设Q为原来放射性元素的原子核的电荷数，则，α粒子的轨道反冲核的电荷数为Q－2，α粒子电荷数为2.反冲核的轨道半径r＝M v′B(Q－2)e半径R＝m v；又R∶r＝30∶1，联立可得Q＝62，故A、C正确．B·2e10．一个原来静止的23892U原子核，辐射出α粒子，它的两个产物在垂直于它们速度方向的匀强磁场中运动，它们的轨迹和运动方向(图中用箭头表示)可能是下图中哪一个()[答案] D[解析]由于发生的是α衰变，产物是两个带正电的粒子，根据动量守恒M v1＋m vα＝0知这两个新核的运动方向相反，受到的洛伦兹力方向相反，即轨迹应该是外切圆，再利用左手定则，判断洛伦兹力方向，由r＝m v知rα>r新，D正确．qB二、非选择题11．(衰变和半衰期综合应用)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22286Rn →21884Po ＋________.已知22286Rn 的半衰期约为3.8天，则约经过________天，16g 的22286Rn 衰变后还剩1g.[答案] 42He 15.2[解析] 根据核反应过程中电荷数守恒和质量数守恒可得该反应的另一种生成物为42He.根据m 余＝m 原12t τ⎛⎫⎪⎝⎭知tτ＝4， 解得t ＝3.8×4天＝15.2天．12．(原子核衰变的综合分析)天然放射性铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核． (1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(23892U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核的速度为v 2，且与铀核速度方向相同，试估算产生的另一种新核的速度．[答案] (1)23892U →23490Th ＋42He (2)1214v ，方向与铀核速度方向相同 [解析] (1)原子核衰变时电荷数和质量数都守恒，有23892U →23490Th ＋42He.(2)由(1)知新核为氦核，设一个核子的质量为m ，则氦核的质量为4m 、铀核的质量为238m 、钍核的质量为234m ，氦核的速度为v ′， 由动量守恒定律，得238m v ＝234m ·v2＋4m v ′，解得v ′＝1214v ，方向与铀核速度方向相同．13．(原子核的衰变)足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核222 86Rn ，它放射出一个α粒子后变为Po 核．假设放出的α粒子运动方向与磁场方向垂直，求：(1)α粒子与Po 核在匀强磁场中的轨迹圆的半径之比，并定性画出它们在磁场中运动轨迹的示意图．(2)α粒子与Po 核两次相遇的时间间隔与α粒子运动周期的关系；(设质子和中子质量相等) (3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则β粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述α衰变运动轨迹示意图有何不同？ [答案] (1)42∶1 见[解析]图 (2)Δt ＝109T α(3)见[解析]甲[解析] (1)氡核的α衰变方程为222 86Rn →21884Po ＋42He.衰变的极短过程系统动量守恒，设α粒子速度方向为正，则由动量守恒定律得0＝m αv α－m Po v Po ， 即m αv α＝m Po v Po .α粒子与反冲核在匀强磁场中，洛伦兹力提供做匀速圆周运动的向心力q v B ＝m v 2r ，r ＝m v qB ∝1q ，故r αr Po ＝q Po q α＝842＝421，示意图如图甲所示． (2)它们在磁场中运动的周期T ＝2πr v ＝2πm qB ∝m q ，它们的周期之比为T αT Po ＝m αm Po ·q Po q α＝4218·842＝84109， 即109T α＝84T Po ，这样α粒子转109圈，Po 核转84圈，两者才相遇．所以，α粒子与Po 核两次相遇的时间间隔Δt ＝109T α.(3)若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变，则衰变前后系统动量守恒，β粒子和反冲核也在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，但由于β粒子带负电，反冲核带正电，它们运动方向相反，但受的洛伦兹力方向相同，所以它们的轨迹圆是内切的，且β粒子的轨迹半径大于反冲核的轨迹半径，其运动轨迹的示意图如图乙所示．。
高中物理选修3-5 19.2放射性元素的衰变同步训练(解析版)
19.2放射性元素的衰变同步训练一、选择题1、关于天然放射性，下列说法不正确的是（）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无关C、放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D、α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强2、铀核可以发生衰变和裂变，铀核的（）A、衰变和裂变都能自发发生B、衰变和裂变都不能自发发生C、衰变能自发发生而裂变不能自发发生D、衰变不能自发发生而裂变能自发发生3、下列说法正确的是（）A、温度越高，放射性元素的半衰期越长B、天然放射现象说明原子核内部是有结构的C、汤姆生通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构D、重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界吸收核能4、下列说法正确的是（）A、放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律B、α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最弱C、光的波长越短，光子的能量越大，光的波动性越明显D、原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里5、下列关于原子物理学的说法中不正确的是（）A、β衰变现象说明电子是原子核的组成部分B、仔细观察氢原子的光谱，发现它只有几条分离的不连续的亮线，其原因是氢原子辐射的光子的能量是不连续的，所以对应的光的频率也是不连续的C、放射性元素的半衰期随温度的升高而不变；比结合能越小表示原子核中的核子结合得越不牢固D、光电效应的实验结论是：对于某种金属无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应；超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大6、下列说法不正确的是（）A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一B、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了各种原子光谱的实验规律C、放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想7、有关原子及原子核方面的知识，下列说法正确的是（）A、放射性物质衰变时放出来的γ光子，是原子从高能级向低能级跃迁时产生的B、若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小C、β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时所产生的D、轻核聚变要在很高的温度下才能发生8、下列说法不正确的是（）A、核反应堆内发生的是轻核聚变反应B、核反应堆内发生的是重核裂变反应C、放射性同位素的半衰期由原子核内部因素决定，与外部条件及其变化无关D、核反应过程中释放的γ射线是波长很短的电磁波，它具有很强的穿透本领9、下列说法中正确的是（）A、α射线与γ射线都是电磁波B、β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C、用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变放射性元素原子核衰变的半衰期D、原子核经过衰变生成新核，新核的质量一定等于原核的质量，不可能出现质量亏损10、下列说法正确的是（）A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性B、235U的半衰期约为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短C、原子核内部某个质子转变为中子时，放出β射线D、在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最弱11、下列有关说法中正确的是（）A、α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的B、核力只存在于质子与质子之间，中子与中子之间没有核力作用C、因为α粒子的速度比β粒子的速度小，所以α粒子的电离本领也小D、某放射性物质经过一个半衰期该放射性元素的含量减少了N ．若经过两个半衰期，该放射性元素的含量减少2N12、下列说法中正确的是（）A、α粒子散射实验发现极少数α粒子发生了较大角度偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围B、按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后动能增加C、对放射性物质施加压力，其半衰期将减小D、天然放射现象中发出的三种射线是从原子核外放出的13、下列说法正确的是（）A、α粒子散射实验说明原子核内部有复杂的结构B、质量为m的铀238经过2个半衰期的时间，铀238衰变了的质量为mC、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的D、比较α、β、γ三种射线，α射线电离能力最弱、穿透能力最强14、下列说法正确的是（）A、放射性元素的半衰期与原子所处的化学状态和外部条件有关B、β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子时所产生的C、结合能越大，原子中核子结合的越牢固，原子核越稳定D、大量处于N=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生4种不同频率的光子15、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二、填空题16、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________．17、如图是利用放射线自动控制铝板厚度的装置．假如放射源能放射出α、β、γ三种射线，而根据设计，该生产线压制的是3mm厚的铝板，那么是三种射线中的________射线对控制厚度起主要作用．当探测接收器单位时间内接收到的放射性粒子的个数超过标准值时，将会通过自动装置将M、N两个轧辊间的距离调节得________些（“远”或“近”）．18、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、一个密封的罐子里有100克碘131，放置24天后，这个罐子里只剩下12.5克碘131．则碘131半衰期是________天．20、钍232经过6次α衰变和4次β衰变后变成一种稳定的元素，这种元素的原子量为________，核电荷数为________．三、解答题21、在匀强磁场中的A 点有一个静止的原子核发生衰变且衰变后形成如右图所示的两个内切圆，求：(1)该核发生的是何种衰变？(2)图中轨迹1、2分别是什么粒子形成的？(3)如果已知，r 2：r 1=44：1，则该放射性元素的原子序数为多少？22、某放射性元素质量为M ， 测得每分钟放出1.2×104个β粒子，21天后再测，发现每分钟放出1.5×103个β粒子，该放射性元素的半衰期是多少？23、已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．试问：(1)镭核中有几个质子？几个中子？(2)镭核所带的电荷量是多少？(3)呈中性的镭原子，核外有几个电子？24、我国某市考古队在一次考古中发现了一古生物骸骨，考古专家根据骸骨中614C 的含量推断出该生物死亡的年代．已知此骸骨中614C 的含量为活体生物中614C 的 ，614C 的半衰期为5700年，请问：该生物死亡时距今约多少年？25、238U 的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg 238U ． 求：(1)经过45亿年后，还剩多少238U ？(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb ，矿石中含有多少铅？(3)这时铀、铅的质量之比是多少？答案解析部分一、选择题1、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】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决定，与外界的温度无关，故B 正确；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 、α、β和γ三种射线，γ射线的穿透力最强，电离能力最弱，故D 正确；故选：A ．【分析】自然界中有些原子核是不稳定的，可以自发地发生衰变，衰变的快慢用半衰期表示，与元素的物理、化学状态无关．2、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】衰变能自发发生．铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击．故C 正确，ABD 错误． 故选：C【分析】衰变能自发发生．铀235发生裂变的条件是有慢速中子轰击，重核裂变时用中子轰击重核，产生多个中子，中子又会撞击重核，产生更多的中子，使裂变不断进行下去，这就是链式反应，产生链式反应的条件是中子再生率大于1．3、【答案】 B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、半衰期与外界因素无关，A 错误；B 、天然放射现象说明原子核内部是有结构的，B 正确；C 、卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构，C 错误；D 、重核的裂变和轻核的聚变过程都有质量亏损，都向外界放出核能，D 不正确；故选B【分析】半衰期与外界因素无关，天然放射现象说明原子核内部是有结构的，卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子的核式结构．4、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、放射性元素的半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用．故A 正确．B 、α、β、γ射线比较，α射线的电离作用最强，穿透能力最弱．故B 错误．C 、光的波长越短，光的频率越大，根据E=hv ，知光子能量越大，波长越长，粒子性越明显．故C 不正确．D 、原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，因为电子也有质量．故D 错误．故选：A ．【分析】放射性元素的半衰期具有统计规律；α、β、γ射线电离能力逐渐减弱，穿透能力逐渐增强；波长越短，粒子性越明显，波长越短，频率越大，能量越大；原子核中集中了全部正电荷和几乎全部质量．5、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A 、β衰变的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，故电子不是原子核的组成部分，故A 错误；B 、根据玻尔理论得知，氢原子的能量不连续的，辐射的光子的能量是不连续的，则辐射的光子频率满足 hv=E m ﹣E N ， 则辐射的光子频率不连续，故B 正确；C、半衰期由原子核内部因素决定，与温度无关，比结合能越大表示原子核中的核子结合得越牢固，故C 正确；D、根据光电效应方程：Ek =hγ﹣W对于某种金属无论光强多强，只要光的频率小于极限频率就不能产生光电效应；超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大，D正确．题目要求选不正确的，故选：A．【分析】β衰变的电子来自原子核，不是核外电子；玻尔引入了量子理论，氢原子的能量是量子化，辐射时产生的光子频率是量子化；半衰期由原子核内部因素决定，与所处的物理环境和化学状态无关；根据光电效应方程：Ek =hγ﹣W．判断．6、【答案】 B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，A正确B、玻尔原子理论第一次将量子观念引入原子领域，提出了定态和跃迁的概念，成功地解释了氢原子光谱的实验规律，B错误；C、放射性原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，γ射线是一种波长很短的电磁波，在电场和磁场中都不会发生偏转，C正确；D、德布罗意在爱因斯坦光子说的基础上提出物质波的猜想，而电子的衍射实验证实了他的猜想，D正确；故选：B【分析】普朗克通过研究黑体辐射提出能量子的概念，成为量子力学的奠基人之一，玻尔原子理论成功地解释了氢原子光谱的实验规律，发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率．7、【答案】 D【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核；故A错误．B、放射性物质的半衰期由原子核内部因素决定，与温度以及化学状态等无关．故B错误．C、β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来．故C错误．D、轻核聚变需在很高的温度下发生，会释放出更高的能量，所以轻核聚变又称为热核反应．故D正确．故选D．【分析】放射性物质衰变时放出来的γ光子，来自原子核；放射性物质的半衰期与温度无关；β衰变所释放的电子来自原子核，是原子核内的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来；轻核聚变要在很高的温度下才能发生．8、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、核电站是利用重核的裂变来发电的，重核的裂变形成的链式反应是可在人工控制下进行的．而轻核的聚变现在是无法人工控制的，核反应堆发生的是重核裂变反应，故B正确、A错误．C、放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系，故C正确、．D、根据α、β、γ三种射线特点可知，γ射线穿透能力最强，电离能力最弱，α射线电离能量最强，穿透能力最弱，故D正确；故选：A．【分析】要求我们要熟练的掌握裂变、聚变、和衰变的定义，半衰期的物理意义；α、β、γ三种射线的特点以及应用．9、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α射线是氦原子的原子核，并非电磁波，故A错误；B、β射线即电子是由核内的中子变为质子同时放出电子产生的，而非核外电子电离后形成的电子流，故B错误；C、半衰期只与元素本身有关，与所处的物理、化学状态以及周围环境、温度等无关，故C正确；D、在衰变过程中伴随着质量亏损，因此新核质量一定小于原核质量，故D错误．故选：C．【分析】解答本题要掌握：α、β、γ三种射线的区别，衰变过程遵循规律以及半衰期的物理意义，并根据质量亏损与质能方程，即可一一求解．10、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、电子的衍射现象说明实物粒子具有波动性，故A正确；B、随地球环境的变化，半衰期仍不变，故B错误；C、中子转变为质子时，放出β射线，故C错误；D、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，故D错误；故选：A．【分析】电子是实物粒子，而衍射说明具有波动性；半衰期不随着环境变化而变化；中子转变为质子时，放出β射线；γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强．11、【答案】A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α散射实验说明了原子内部绝大部分空间是空的，故A正确；B、核力只存在于质子与质子之间，中子与中子之间没有核力作用，故B错误；C、因为α粒子的速度比β粒子的速度小，所以α粒子的电离本领也小，故C错误；D、经过一个半衰期该放射性元素的含量减少了N ．若经过两个半衰期，第二次含量减小了0.5N ，该放射性元素的含量减少了1.5N ，故D错误；故选：A．【分析】α散射实验中绝大多数不偏转，说明绝大部分空间是空的；核力存在于相邻质子间、中子间、质子与中子间的；α粒子的电离本领最大；经过一个半衰期有半数发生衰变．12、【答案】 A【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、α粒子散射实验中少数α粒子发生较大角度偏转是由于原子所有正电荷和几乎全部质量都集中在很小空间范围内，故A正确；B、按照玻尔理论，氢原子核外电子向高能级跃迁后，动能减少，故B错误；C、原子核的半衰期与物质所受压力无关，故C错误；D、天然放射现象中发出的三种射线均是从原子核内放出的，故D不正确；故选：A【分析】少数α粒子发生了较大偏转，说明原子的质量绝大部分集中在很小空间范围，α、β、γ三种射线分别是氦核、电子、电磁波，都是从原子核内放出的，半衰期是有半数发生衰变所需的时间，由原子核内部因素决定，与所加的压力、温度、化学性质无关；比结合能越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定．13、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、卢瑟福的α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，故A错误；B、经过两个半衰期后剩余的质量m′=m× = m ．故B错误；C、β衰变的电子是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子释放出来，不是来自核外电子，故C正确；D、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故D错误；故选：C．【分析】经过一个半衰期有半数发生衰变，根据求出未衰变原子核的质量；β衰变的电子来自原子核，不是核外电子；γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱；α粒子散射实验揭示了原子的核式结构，从而即可求解．14、【答案】B【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】A、放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，与原子所处的化学状态无关．故A 错误．B、β射线为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子．故B正确．C、比结合能越大，将核子分解需要的能量越大，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定，故C错误；D、大量处于N=4激发态的氢原子向低能级跃迁时，最多可产生6种不同频率的光子；故D错误；故选：B【分析】放射性元素的半衰期是由核内自身的因素决定的，β射线为原子核内的中子转化为质子同时生成的电子，原子核中核子结合得越牢固，原子核越稳定15、【答案】 C【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】ABC、核电站采用的是核裂变来释放原子核能；故AB错误，C正确；D、目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段；故D错误；故选：C．【分析】本题比较简单，根据裂变和聚变的特点分析即可．同时明确目前的核电站均采用核裂变；聚变的应用尚在试验阶段．二、填空题16、【答案】【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】碘131的半衰期约为8天，经过32天后，碘131的剩余质量为：=m/16故答案为：m/16【分析】半衰期是放射性原子核剩下一半需要的时间，根据公式求解剩余原子核的质量17、【答案】β；远【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】α、β、γ三种射线的穿透能力不同，α射线不能穿过3mm厚的铝板，γ射线又很容易穿过3mm厚的铝板，厚度的微小变化不会使穿过铝板的γ射线的强度发生较明显变化，所以基本不受铝板厚度的影响．而β射线刚好能穿透几毫米厚的铝板，因此厚度的微小变化会使穿过铝板的β射线的强度发生较明显变化，即是β射线对控制厚度起主要作用．若超过标准值，说明铝板太薄了，应该将两个轧辊间的距离调大些．故答案为：β ， 远【分析】根据三种射线的特点：α射线穿透本领太弱，γ射线穿透能力又太强，而β射线穿透能力β居中解答即可．18、【答案】 5；2【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】因为在衰变的过程中，横坐标不是多1，就是少2，知横坐标为电荷数，即质子数．纵坐标少2或少1，知纵坐标表示中子数．从U →Po ， 质子数少92﹣84=8，中子数少12，则质量数少20，设经过N 次α衰变，m 次β衰变，有4N=20，2N ﹣m=8，解得N=5，m=2．故答案为：5，2．【分析】根据α衰变的过程中电荷数少2，质量数少4，β衰变的过程中电荷数多1，质量数不变，进行判断．19、【答案】 8【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】一个密封的罐子里有100克碘131，放置24天后，这个罐子里只剩下12.5克碘131． 由公式 知24/T=3，所以T=8天故答案为：8【分析】根据半衰期公式，求出半衰期的次数，从而得出半衰期．20、【答案】 208；82【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】设衰变后的元素为M ， 质量数为y ， 核电荷数为X衰变方程为：90232Th →X y M+6α+4β则：质量数：232=y+6×4，解得：y=208核电荷数：90=X+2×6﹣4，解得：X=82故答案为：208，82【分析】写出衰变方程，根据原子核经过一次α衰变，电荷数减小2，质量数减小4，一次β衰变后电荷数增加1，质量数不变，分析求解．三、解答题21、【答案】 （1）由运动轨迹可知，衰变产生的新粒子与新核所受洛伦兹力方向相同，而两者运动方向相反，故小粒子应该带负电，故发生了β衰变，（2）静止原子核发生β衰变时，根据动量守恒定律得知，β粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反， 由半径公式r= 可知，两粒子作圆周运动的半径与电荷量成反比，β粒子的电荷量较小，则其半径较大，即轨迹2是β粒子的径迹，轨迹1是反冲核的径迹．（3）两圆半径之比为44：1，由半径公式r= 得，β粒子与反冲核的电荷量之比为：1：44，所以该放射性元素的原子序数是：N=44﹣1=43．【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【分析】静止的放射性原子核发生了衰变放出粒子后，新核的速度与粒子速度方向相反，由图看出，放出的粒子与新核所受的洛伦兹力方向相同，根据左手定则判断粒子与新核的电性关系，即可判断发生了哪种衰变．衰变前后，动量守恒，衰变后的粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动，洛伦兹力提供向心力可得半径公式，结合轨迹图分析解答即可22、【答案】解答：由知，21天经历了3次衰变，所以半衰期为7天．答：该放射性元素的半衰期是7天【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【分析】由两次放出β粒子个数的比值来判断发生衰变的次数．23、【答案】（1）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．镭核中质子数Z=88，中子数N=226﹣88=138（2）镭核所带的电荷量是1.41×10﹣17C（3）呈中性的镭原子核外电子数为88【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【解答】（1）已知镭的原子序数是88，原子核质量数是226．镭核中质子数Z=88，中子数N=226﹣88=138；（2）镭核所带的电荷量Q=Ze=1.41×10﹣17C，（3）呈中性的镭原子，核外电子数等于核电荷数，即核外电子数为88，答：（1）镭核中有88个质子，138个中子；（2）镭核所带的电荷量是1.41×10﹣17C（3）呈中性的镭原子核外电子数为88．【分析】根据原子中质子数和中子数以及质量数存在关系解答：中子数+质子数=质量数，质子数=原子序数=核外电子数．24、【答案】解答：设原来614C的质量为M，衰变后剩余质量为M则有：，其中N为发生半衰期的次数，由题意可知剩余质量为原来的，故N=2，所以死亡时间为：2×5700=11400年，【考点】原子核的衰变、半衰期【解析】【分析】根据半衰期的物理意义以及剩余质量和总质量之间的关系可正确求解．25、【答案】（1）总质量（m）、衰变质量（m）、衰变时间（T），半衰期（T）之间关系为：将m0=2kg ， T=45亿年，T=45亿年，代人解得：m=m/2=1kg故还剩余1kg238U ．（2）根据质量数守恒可知，矿石含有的铅为：生成的铅和其它粒子的质量之比为：206：32所以已经衰变的1kg铀中含有，铅为：m、=m（）0.866kg故答案为：0.866kg（3）根据（1）（2）所求可知，此时剩余的铀为1kg ，产生的铅为0.866kg ，这时铀、铅的质量之比是1：0.866．故这时铀、铅的质量之比是1：0.866【考点】原子核的衰变、半衰期）、衰变质量（m）、衰变时间（T），半衰期（T）之间关系式，【解析】【分析】（1）根据总质量（m代入数据可正确解答．（2）减小的238U ，并非全部变为206Pb，还有其它粒子产生，根据238U和206Pb质量数之间的关系可正确解答．（3）根据前两问计算结果可直接回答．。
高中物理选修3-5综合测试题(1)(2)(3)有详细答案分解
选修3-5综合测试题一1．下列说法中正确的是()A．为了说明光电效应规律，爱因斯坦提出了光子说B．在完成α粒子散射试验后，卢瑟福提出了原子的能级结构C．玛丽·居里首先发觉了放射现象D．在原子核人工转变的试验中，查德威克发觉了质子2．关于下面四个装置说法正确的是()A．图甲试验可以说明α粒子的贯穿本事很强B．图乙的试验现象可以用爱因斯坦的质能方程说明C．图丙是利用α射线来监控金属板厚度的改变D．图丁中进行的是聚变反应3．下列说法正确的是()A．汤姆孙提出了原子核式结构模型B．α射线、β射线、γ射线都是高速运动的带电粒子流C．氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D．某放射性原子核经过2次α衰变和一次β衰变，核内质子数削减3个E．放射性物质的温度上升，则半衰期减小4．斜向上抛出一个爆竹，到达最高点时(速度水平向东)马上爆炸成质量相等的三块，前面一块速度水平向东，后面一块速度水平向西，前、后两块的水平速度(相对地面)大小相等、方向相反。
则以下说法中正确的是()A．爆炸后的瞬间，中间那块的速度大于爆炸前瞬间爆竹的速度B．爆炸后的瞬间，中间那块的速度可能水平向西C．爆炸后三块将同时落到水平地面上，并且落地时的动量相同D．爆炸后的瞬间，中间那块的动能可能小于爆炸前的瞬间爆炸前的总动能5．自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．23890Th92U经过一次α衰变，变为238C．α射线的穿透实力比γ射线穿透实力强D．放射性元素的半衰期随温度上升而减小6．一颗手榴弹以v0＝10m/s的水平速度在空中飞行。
设它爆炸后炸裂为两块，小块质量为0.2kg，沿原方向以250m/s的速度飞去，那么，质量为0.4kg的大块在爆炸后速度大小和方向是()A．125m/s，与v0反向B．110m/s，与v0反向C．240m/s，与v0反向D．以上答案均不正确7．如图1所示是探讨光电效应的电路。
最新人教版高中物理选修3-519.2放射性元素的衰变同步练习及答案
第19章原子核2、放射性元素的衰变同步练习一、选择题1．天然放射现象显示出[ ]A．原子不是单一的基本粒子B．原子核不是单一的基本粒子．原子内部大部分是空的D．原子有一定的能级2．β衰变中所放出的电子，自[ ]A．原子核外内层电子B．原子核内所含电子．原子核内中子衰变为质子放出的电子D．原子核内质子衰变为中子放出的电子3．α射线的本质是[ ]A．电子流B．高速电子流．光子流D．高速氦核流4．关于β粒子的下面说法中正确的是[ ]A．它是从原子核放射出的B．它和电子有相同的性质．当它通过空气时电离作用很强D．它能贯穿厚纸板5．关于γ射线的说法中，错误的是[ ]A．γ射线是处于激发状态的原子核放射的B．γ射线是从原子内层电子放射出的．γ射线是一种不带电的中子流D．γ射线是一种不带电的光子流6．A、B两种放射性元素，原都静止在同一匀强磁场，磁场方向如图1所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中、b、c、d分别表示α粒子，β粒子以及两个剩余核的运动轨迹[ ]A．为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹B．b为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹D．为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹7．下列关于放射性元素衰变的描述，哪些是错误的[ ]A．原子核放出电子后，它的质量不变而电荷却减少1。
B．核衰变时放出的射线都是由带电粒子所组成的．半衰期表示放射性元素衰变的快慢，它和外界的温度、压强无关。
D．γ衰变不改变元素在周期表上的位置8．A、B两种放射性元素，它们的半衰期分别为A =10天，B＝30天，经60天后，测得两种放射性元素的质量相等，那么它们原的质量之比为[ ] A．3∶1B．48∶63．1∶16D．16∶19．关于放射性元素原子核的衰变，下列叙述中哪些是正确的[ ]A．γ射线是伴随α射线或β射线而发射出的B．半衰期的大小不随状态、温度等变而变。
．某核放出一个β粒子或α粒子后，都变成一种新元素的原子核。
最新人教版高中物理选修3-5第十九章《放射性元素的衰变》课后训练1
课后训练基础巩固1．本题中用大写字母代表原子核，E 经α衰变成为F ，再经β衰变成为G ，再经α衰变成为H 。
上述系列衰变可记为下式：E α−−→F β−−→G α−−→H 另一系列衰变如下：P β−−→Q β−−→R α−−→S 已知P 和F 是同位素，则( )A ．Q 和G 是同位素，R 和H 是同位素B ．R 和E 是同位素，S 和F 是同位素C ．R 和G 是同位素，S 和H 是同位素D ．Q 和E 是同位素，R 和F 是同位素2．由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，电荷数减少13．放射性元素的半衰期是( )A ．质量减少一半需要的时间B ．原子量减少一半需要的时间C ．原子核全部衰变所需要时间的一半D ．原子核有半数发生衰变所需要的时间4．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A ．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B ．β粒子带负电，所以β射线是核外电子C ．γ是光子，所以γ射线是原子发光产生的D ．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的5．美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni )和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为其提供电能。
下面有关该电池的说法正确的是( )A ．镍63的衰变方程是6328Ni → 01e -＋6327CuB ．镍63的衰变方程是6328Ni → 01e -＋6429CuC ．外接负载时镍63的电势比铜片高D ．该电池内电流方向是从镍到铜片6．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为23290Th →220 86Rn ＋x α＋y β，其中( )A ．x ＝1，y ＝3B ．x ＝2，y ＝3C ．x ＝3，y ＝1D ．x ＝3，y ＝2能力提升7．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向。
高中物理选修3-5课时作业9：19.2放射性元素的衰变
2 放射性元素的衰变一、选择题(1～8为单选题，9～10为多选题)1.关于放射性元素的α衰变和β衰变，下列说法中正确的是( )A.原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B.原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C.原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D.原子核每放出一个β粒子，原子序数增加12.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要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.相对原子质量减少一半所需要的时间D.元素质量减少一半所需要的时间3.放射性元素氡(22286Rn)经α衰变成为钋(21884Po)，半衰期约为3.8天，但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn 的矿石，其原因是( ) A.目前地壳中的22286Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变 B.在地球形成的初期，地壳中元素22286Rn 的含量足够高 C.当衰变产物21884Po 积累到一定量以后，21884Po 的增加会减慢22286Rn 的衰变进程D.22286Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期 4.人们在海水中发现了放射性元素钚(23994Pu).23994Pu 可由铀239(23992U)经过n 次β衰变而产生，则n 为( )A.2B.239C.145D.925.最近几年，科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展.1996年，科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核A Z X 经过6次α衰变后的产物是253100Fm.由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A.124、259B.124、265C.112、265D.112、2776.放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为2329023290Th →22086Rn ＋x α＋y β，其中( )A.x ＝1，y ＝3B.x ＝2，y ＝3C.x ＝3，y ＝1D.x ＝3，y ＝27.放射性同位素2411Na 的样品经过6小时还剩下18没有衰变，它的半衰期是( ) A.2小时B.1.5小时C.1.17小时D.0.75小时8.美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能.下面有关该电池的说法正确的是()A.镍63的衰变方程是6328Ni―→6327Cu＋0-1eB.镍63的衰变方程是6328Ni―→6429Cu＋0-1eC.外接负载时镍63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从镍片到铜片9.由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与原来的核的化学性质相同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，电荷数减少110.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图1所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向.不计放出的光子的能量，则下列说法正确的是()图1A.发生的是β衰变，b为β粒子的径迹B.发生的是α衰变，b为α粒子的径迹C.磁场方向垂直于纸面向外D.磁场方向垂直于纸面向内二、非选择题11.某放射性元素原为8g，经6天时间已有6g发生了衰变，此后它再衰变1g，还需几天？12.放射性同位素146C 被考古学家称为“碳钟”，它可用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的146C ，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5730年.试写出此核反应方程.(2)若测得一古生物遗骸中的146C 含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代约有多少年？[答案]精析1.D [发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.]2.B [原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期，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，其质量数减少规律不同，原子核衰变时，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，那么放射性元素的原子核的质量也不断减少，故上述选项只有B 正确.]3.A [元素半衰期的长短由原子核自身因素决定，与原子所处的物理、化学状态以及周围环境、温度无关，C 、D 错；即使元素氡的含量足够高，经过漫长的地质年代，地壳中也几乎没有氡了，一定是来自于其他放射性元素的衰变，故A 对，B 错.]4.A [β衰变规律是质量数不变，质子数增加1，23994Pu 比23992U 质子数增加2，所以发生2次β衰变，A 正确.]5.D [题中的核A Z X 经过6次α衰变后成为253100Fm ，注意到253100Fm 的电荷数为100，质量数为253，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2.由质量数和电荷数守恒有A ＝4×6＋253＝277，Z ＝2×6＋100＝112，所以选项D 正确.]6.D [根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒可列方程⎩⎪⎨⎪⎧232＝220＋4x ，90＝86＋2x －y ，解得x ＝3，y ＝2.故[答案]为D.]7.A [放射性元素衰变一半所用的时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下14，再经一个半衰期这14又会衰变一半，只剩18，所以题中所给的6小时为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2小时.]8.C[镍63的衰变方程为6328Ni―→6329Cu＋0－1e，选项A、B错误.电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项C对，D错.]9.CD[由放射性元素的衰变实质可知，不可能同时发生α衰变和β衰变，故A错；衰变后变为新元素，化学性质不同，故B错；衰变快慢与物理，化学状态无关，C对；正电子质量数为0，故D对.]10.AD[从轨迹可以看出两粒子的运动方向不同，但开始运动的瞬间受力方向相同，说明电流方向相同，即发生了β衰变，在磁场中受力向上，由左手定则可以判断出磁场方向垂直纸面向内，A、D选项正确.]11.3天[解析]8g放射性元素已衰变了6g，还有2g没有衰变，现在要求在2g的基础上再衰变1g，即再衰变一半，故找出元素衰变的半衰期就可得出结论.由半衰期公式m余＝m原⎝⎛⎭⎫12t τ得8－6＝8×⎝⎛⎭⎫12t τtτ＝2即放射性元素从8g衰变了6g余下2g时需要2个半衰期.因为t＝6天，所以τ＝t2＝3天，即半衰期是3天.而余下的2g衰变1g需1个半衰期τ＝3天.12.(1)147N＋10n→146C＋11H146C→147N＋0－1e(2)17190年[解析](1)核反应方程为147N＋10n→146C＋11H，146C→147N＋0－1e；(2)活体中的146C含量不变，生物死亡后，遗骸中的146C按衰变规律变化，设活体中146C的含量为N原，遗骸中的146C含量为N余，由半衰期的定义得：N 余＝N 原(12)t τ，即0.125＝(12)t τ， 所以t τ＝3，τ＝5730年，则t ＝17190年.。
最新人教版高中物理选修3-5第十九章《放射性元素的衰变》达标训练
更上一层楼基础·巩固1.下列有关半衰期的说法正确的是( )A.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越快B.放射性元素的样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核的减少，元素的半衰期也变短C.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速度D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可减小衰变速度解析：放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需的时间，它反映出放射性元素衰变速度的快慢，若衰变越快，半衰期越短.某种元素的半衰期长短由其本身因素决定，与它所处的物理状态或化学状态无关，故上述选项只有A 选项正确.答案：A2.关于放射性元素的半衰期( )A.是原子核质量减少一半所需的时间B.是原子核有半数发生衰变所需的时间C.与外界压强和温度有关，与原子的化学状态无关D.可用于测定地质年代、生物年代等解析：原子核的衰变是由原子核内部因素决定的，与一般外界环境无关.原子核的衰变有一定的速率，每隔一定时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半.不同种类的原子核，其半衰期也不同.若开始时原子核数目为N 0，经时间t 剩下的原子核数目为N ，半衰期为T ，则有如下关系式：N=N 0T t)21(.若能测定出N 与N 0的比值，则就可求出时间t 值，依此公式就可测定地质年代、生物年代或考察出土文物存在年代.答案：BD3.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，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，那么放射性元素的原子核的质量也不断减小.故上述选项只有B 项正确.答案：B4.(经典回放)原子序数大于92的所有元素，都能自发地放出射线，这些射线共有三种：α射线、β射线和γ射线.下列说法中正确的是( )A.原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B.原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C.原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D.原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.答案：D5.某放射性元素经过1次α衰变和1次β衰变，下列说法正确的是( )A.质子数减少2个，中子数减少2个B.质子数减少3个，中子数减少1个C.质子数减少1个，中子数减少3个D.以上说法都不对解析：经过1次α衰变，质量数减少4，核电荷数减少2，说明质子数减少2个，中子数减少2个，再经过1次β衰变，质量数不变，核电荷数增加1，是因为1个中子转化为1个质子，说明又减少了1个中子，但增加了一个质子，总起来说，质子数减少了1个，中子数减少了3个，故正确选项为C.答案：C6.(经典回放)最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X A Z 经过6次α衰变后的产物是Fm 253100.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A.124，259B.124，265C.112，265D.112，277解析：α粒子的质量数和电荷数分别是4和2，故生成的超重元素的核电荷数即原子序数等于6×2+100=112，质量数等于6×4+253=277.答案：D7.若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的质量之比m A ∶m B ___________________.解析：设A 和B 原来的质量均为m ，则20天后：m A =m A T 1)21(=m(21)5，m B =m B T 1)21(=m(21)4. 则B A m m =45)21()21(m m =21. 答案：1∶28.用中子轰击氮14，产生碳14；碳14具有β放射性，它放出一个β粒子后衰变成什么？写出对应的核反应方程.解析：中子轰击氮14的核反应方程为：N 147+n 10→C 146+b a X根据电荷数守恒，知a=7+0-6=1；根据质量数守恒，知b=14+1-14=1；可见核X 为质子，则有N 147+n 10→C 146+H 11. 碳14发生β衰变的方程为：C 146→e 01-+Y dc根据电荷数守恒，知c=6-(-1)=7；根据质量数守恒，知d=14-0=14；可见核Y 为氮14，则有C 146→e 01-+N 147. 综合·应用9.(经典回放)铀裂变的产物之一氪90(Kr 9036)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr 9040).这些衰变是( )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衰变解析：设经历了x 次α衰变，y 次β衰变则：Kr 9036→Zr 9040+x He 42+y e 01因为⎩⎨⎧++=+=(-y),2x 40364x 9090所以⎩⎨⎧==4,y 0,x 故选项B 正确.答案：B10.(2004北京春季)钍核Th 232290经过6次α衰变和4次β衰变后变成铅核，则( )A.铅核的符号为Pb 20882，它比Th 23290少8个中子B.铅核的符号为Pb 20478，它比Th 23290少16个中子C.铅核的符号为Pb 20882，它比Th 23290少16个中子D.铅核的符号为Pb 22078，它比Th 23290少12个中子解析：Th 23290经过6次α衰变和4次β衰变后，核电荷数为：90-6×2(α衰变)+4×1(β衰变)=82，中子减少了：6×2(α衰变)+4×1(β衰变)=16个.答案：C11.天然放射性元素铀238(U 23892)衰变为氡222(Rn 22286)要经过( )A.3次α衰变，2次β衰变B.4次α衰变，2次β衰变C.4次α衰变，4次β衰变D.2次α衰变，2次β衰变解析：根据衰变规律X M Z −→−αY M Z 42--+He 42，X M Z −→−βY M Z 1++e 01-，可知α衰变时质量数减4而电荷数减2，β衰变时质量数不变而电荷数多1.设α衰变的次数为x ，β衰变的次数为y ，则由质量数有：238-4x=222，得x=4222-238=4(次) 由电荷数有：92-2x+y=86得y=86+2×4-92=2(次)，可见选项B 正确.答案：B12.(2004江苏)下列说法正确的是( )A.α射线与γ射线都是电磁波B.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C.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D.原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析：α、β、γ三种射线都是由原子核内发射出来的，α射线是氦核流，β射线是高速电子流，γ射线是高频光子流，因此选项A 、B 错误.原子核衰变要有质量亏损，故选项D 错误.半衰期只与放射性元素本身有关，跟其他因素无关，所以选项C 正确.答案：C13.(2006重庆理综)14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素，若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的1/4，则该古树死亡时间距今大约( )A.22 920年B.11 460年C.5 730年D.2 865年解析：n 剩=n 0(21)t/τ,41n 0=n 0(21)t/5 730，所以t=11 460年 答案：B14.A 、B 原子核静止在同一匀强磁场中,一个放出α粒子,一个放出β粒子,运动方向均与磁场垂直,它们在磁场中的运动径迹及两个反冲核的径迹如图19-2-1所示,则可以判定径迹_______为α粒子,径迹______________为β粒子.图19-2-1解析：在衰变过程中,α粒子和β粒子与剩余核组成的系统动量守恒,即放射出的粒子与反冲核动量大小相等,方向相反.由r=mv/Bq 可知,r 与q 成反比,由此可知两图中小圆径迹为反冲核的径迹,又根据左手定则可以判知,左侧外切圆是α衰变,右侧内切圆是β衰变,故本题应依次填1和3.答案：1 3。
新人教版选修3-5《192_放射性元素的衰变》课时训练物理试卷有答案
新人教版选修3-5《19.2 放射性元素的衰变》2018年课时训练物理试卷一、课前预习练1. 衰变：原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种新的________，这种变化叫做原子核的衰变。
衰变的类型：原子核的自发衰变有两种，一种是________衰变，一种是________衰变。
而γ线是伴随着α衰变或β衰变时产生的。
2. 衰变方程：在衰变过程中遵守________守恒和________守恒。
3. 半衰期：放射性元素的原子核有________发生衰变所需的时间，叫做这种元素的半衰期。
根据半衰期的概念可得：剩余原子核数目：N余＝N原(12)tτ，剩余元素质量m余＝m原(12)tτ。
半衰期由放射性元素的________的因素决定，跟原子所处的物理状态（如压强、温度等）或化学状态（如单质或化合物）无关。
不同的放射性元素，半衰期________。
4. 对天然放射现象，下列说法中正确的是（）A.α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B.β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C.γ是光子，所以γ射线可能是原子跃迁发光产生的D.α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的5. 一个放射性原子核发生一次β衰变，则它的（）A.质子数减少一个，中子数不变B.质子数增加一个，中子数不变C.质子数增加一个，中子数减少一个D.质子数减少一个，中子数增加一个6. 下列关于放射性元素的半衰期的说法中正确的是（）A.同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长B.把放射性元素放在低温处，可以减缓放射性元素的衰变C.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关，它是一个统计规律，只对大量的原子核才适用D.氡的半衰期是3.8天，若有4个氡原子核，则经过7.6天后只剩下一个氡原子核课堂探究练【概念规律练】放射性元素发生β衰变时所释放的电子是（）A.原子最外层电子B.原子的最内层电子C.原子核内的中子变化为质子时产生的电子D.原子核内的质子变化为中子时产生的电子原子核92238U经放射性衰变①变为原子90234Tℎ，继而经放射性衰变②变为原子核91234Pa，再经放射性衰变③变为原子核92234U．放射性衰变①、②和③依次为（）A.α衰变、β衰变和β衰变B.β衰变、α衰变和β衰变C.β衰变、β衰变和α衰变D.α衰变、β衰变和α衰变关于半衰期，下面各种说法中正确的是（）A.所有放射性元素都有一定的半衰期，半衰期的长短与元素的质量有关B.半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变需要的时间C.一块纯净的放射性元素的矿石，经过一个半衰期以后，它的总质量仅剩下一半D.放射性元素在高温和高压的情况下，半衰期要变短，但它与其他物质化合后，半衰期要变长若元素A的半衰期为4天，元素B的半衰期为5天，则相同质量的A和B，经过20天后，剩下元素A和元素B的质量之比m A:m B是（）A.30:31B.31:30C.1:2D.2:1【方法技巧练】放射性同位素钍232经α，β衰变会生成氡，其衰变方程为90232Tℎ→86220Rn+xα+yβ，其中（）A.x＝1，y＝3B.x＝2，y＝3C.x＝3，y＝1D.x＝3，y＝2天然放射性元素90232Tℎ（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成82208Pb（铅）。
高中物理选修3-5-课时训练16放射性元素的衰变
课时训练16放射性元素的衰变一、综合题1.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要的时间的一半B.原子核有半数发生衰变所需要的时间C.相对原子质量减少一半所需要的时间D.元素质量减半所需要的时间答案:BD解析:放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫做这种元素的半衰期,它与原子核全部衰变所需要的时间的一半不同。
放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核,原来的放射性元素原子核的个数不断减少;当原子核的个数减半时,该放射性元素的原子核的总质量也减半,故选项B、D正确。
2.一个放射性原子核,发生一次β衰变,则它的()A.质子数减少一个,中子数不变B.质子数增加一个,中子数不变C.质子数增加一个,中子数减少一个D.质子数减少一个,中子数增加一个答案:C解析:β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,故中子减少一个而质子增加一个。
故A、B、D错,C对。
3.某放射性同位素样品,在21天里衰减掉,它的半衰期是()A.3天B.5.25天C.7天D.10.5天答案:C解析:在21天里衰变掉,则剩余,故经历3个半衰期,因此半衰期为=7(天)。
4.表示放射性元素碘131I)β衰变的方程是()AI SbHeBI XeeCI InDI TeH答案:B解析:原子核发生β衰变时,从原子核内部释放出一个电子,同时生成一个新核,选项B正确。
5.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答案:D解析:放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定,与外界因素无关,所以选项A、B、C 错误,选项D正确。
6.美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片,把镍63和铜片作电池两极,外接负载为负载提供电能。
人教课标版高中物理选修3-5：训练_-《放射性元素的衰变》-新版
放射性元素的衰变针对练习1. 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2. 原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U。
放射性衰变①、②和③依次为()A. α衰变、β衰变和β衰变B. β衰变、β衰变和α衰变C. β衰变、α衰变和β衰变D. α衰变、β衰变和α衰变3. 俄罗斯联合核研究所的科学家在实验室里通过化学实验证明了门捷列夫元素周期表114号“超重”元素的存在，该元素的“寿命”仅为半秒，其质量数为289，它的原子核经过多次衰变可变为铋209(Bi)。
关于这种“超重”元素，下列说法正确的是()A. 它的核内中子数为289B. 它的核内质子数为289C. 它的原子核可能经过20次α衰变和9次β衰变后，变为铋209D. 如果它形成中性原子，其核外电子数为1754. 14C发生放射性衰变后变为14N，半衰期约为5700年。
已知植物存活期间，其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后，14C的比例持续减少。
现通过测量得知，某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。
下列说法正确的是()A. 该古木的年代距今约为5700年B. 12C、13C、14C具有相同的中子数C. 14C衰变为14N的过程中放出β射线D. 增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变5. 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6. 若干Bi放在天平左盘上，右盘放420 g砝码后，天平平衡。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
【成才之路】2016高中物理第19章第2节放射性元素的衰变同步练习新人教版选修3-5基础夯实一、选择题(1～4题为单选题，5题为多选题)1．(山东昌乐二中2014～2015学年高二下学期检测)原子核发生β衰变时，此β粒子是( )A．原子核外的最外层电子B．原子核外的电子跃迁时放出的光子C．原子核内存在着的电子D．原子核内的一个中子变成一个质子时，放射出的一个电子答案：D解析：因原子核是由带正电荷的质子和不带电的中子组成的，原子核内并不含电子，但在一定条件下，一个中子可以转化成一个质子和一个电子，其转化可表示为10n→11H＋ 0－1e。
由上式可看出β粒子是由原子核内的中子转化而来的。
2．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，比如，有些含有铀、钍的花岗石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，放射出α、β、γ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．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度C．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度答案：C解析：4个氡原子核，不是大量原子核，半衰期不适用，A错。
因半衰期决定于原子核的内部因素，与化学状态、外部条件无关，故B、D均错。
半衰期短，则衰变快，C对。
3．据媒体报道，叛逃英国的俄罗期前特工利特维年科在伦敦离奇身亡。
英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素(210 84Po)。
210 84Po的半衰期为138天，经过α衰变生成稳定的铅(206 82Pb)，经过276天，100g 210 84Po已衰变的质量为( ) A．25g B．50gC．75g D．100g答案：C解析：100g P O经1个半衰期衰变的质量为50g，再经过1个半衰期衰变的质量为25g，所以经过2个半衰期衰变的质量为75g ，C 正确。
4．某放射性元素的原子核MZ X 连续经过三次α衰变和两次β衰变，若最后变成另外一种元素的原子核Y ，则该新核的正确写法是( )A.M －14Z －2Y B.M －14Z －6Y C.M －12Z －6Y D ．M －12Z －4Y答案：D解析：新核的质量数为M ′＝M －12，故A 、B 错误。
电荷数Z ′＝Z －6＋2＝Z －4，故C 错D 对。
5．有些建材中的放射性物质会释放出α、β、γ射线，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )A ．发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内质量数减少2B ．发生β衰变时，生成核与原来的原子核相比，核内中子数减少1C ．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流D ．在这三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱 答案：BD解析：α衰变是两个质子与两个中子作为一个整体从原子核中抛射出来，即211H ＋210n→42He ，发生α衰变时，核内质量数减少4，选项A 错误；β衰变是原子核内一个中子转化成一个质子和一个电子，即10n→11H ＋ 0－1e ，发生β衰变时，核内中子数减少1，核子数不变，选项B 正确而C 错误；由三种射线性质可得，选项D 正确。
二、非选择题6．A 、B 原子核静止在同一匀强磁场中，一个放出α粒子，一个放出β粒子，运动方向均与磁场垂直，它们在磁场中的运动径迹及两个反冲核的径迹如图所示，则可以判定径迹________为α粒子，径迹________为β粒子。
答案：1 3解析：在衰变过程中，α粒子和β粒子与剩余核组成的系统动量守恒，即放射出的粒子与反冲核动量大小相等，方向相反，由r ＝mv /Bq 可知，r 与q 成反比，由此可知两图中小圆径迹为反冲核的径迹，又根据左手定则可以判知，左侧外切圆是α衰变，右侧内切圆是β衰变，故本题应依次填1和3。
7．天然放射性铀(23892U)发生衰变后产生钍(23490Th)和另一个原子核。
(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(23490Th)核速度为v2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度。
答案：(1)见解析 (2)1214v解析：(1)23892U→23490Th ＋42He(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，由动量守恒定律得：238mv ＝234m v2＋4mv ′得：v ′＝1214v能力提升一、选择题(1～3题为单选题，4题为多选题)1．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g 砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α衰变，经过一个半衰期以后，欲使天平再次平衡，应从右盘中取出的砝码为( )A ．222gB ．8g C.2g D ．4g答案：D解析：衰变前氡的质量为444g ，摩尔质量为222g/mol ，故共2mol 氡。
经过一个半衰期，有1mol 氡衰变，放出1mol α粒子，则左盘质量减少了4g ，故应从右盘中取出4g 砝码。
2.(湖北黄冈中学2014～2015学年高二下学期期中)下列说法正确的是( ) A ．根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B ．放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C ．铀(23892U)经过多次α、β衰变形成稳定的铅(20682Pb)的过程中，有6个中子转变成质子D ．一个氡核22286Rn 衰变成钋核21884Po 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，则2g 氡经过7.6天衰变，剩余氡的质量是1g答案：C解析：由α粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项B 错误；衰变方程23892U→20682Pb ＋842He ＋6 0－1e ，故有6个中子变为质子，选项C 正确；半衰期是指有一半粒子衰变，故剩余的质量为2×(12)2＝0.5g ，故选项D 错误。
3．现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝的注射液注入被检测者的动脉，经过40分钟后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影。
心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出。
医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变，并判断病变位置。
你认为检测用的放射性元素锝的半衰期应该最接近下列数据中的( )A ．10分钟B ．10小时C ．10个月D ．10年答案：B解析：如果半衰期太短，则在放射期内，放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作，再则因放射强度较大而对人体造成伤害。
如果半衰期太长，放射性物质长期残留在人体内也会对人体造成伤害。
对比四个选项中的时间，应以10小时为宜，故正确选项应为B 。
4．(河北承德一中2014～2015学年高二下学期检测)天然放射性元素23290Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb(铅)。
下列论断中正确的是( )A ．铅核比钍核少24个中子B ．铅核比钍核少8个质子C ．衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变D ．衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变 答案：BD解析：铅核核子数比钍核核子数少24个，而不是中子数少24个，A 项错；铅核质子数为82，钍核质子数为90，故铅核比钍核少8个质子，B 项对；钍核的衰变方程为23290Th ―→208 82Pb ＋x 42He ＋y 0－1e ，式中x 、y 分别为α和β的衰变次数 由质量数守恒和电荷数守恒有 4x ＋208＝232， 2x －y ＋82＝90， 解得x ＝6，y ＝4。
即衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，C 项错而D 项对。
综上所述，本题正确选项为B 、D 。
二、非选择题 5．完成衰变方程。
(1)β衰变：24483Bi ―→________＋ 0－1e ，21084Po ―→21085At ＋________，234 90Th ―→23491Pa ＋________，(2)α衰变：23490Th ―→________＋42He ，23892U ―→23490Th ＋________，6629Cu ―→6227Co ＋________。
(3)其中234 90Th 衰变成234 91Pa 的半衰期为1.2min ，则64g 23490Th 经过6min 还有________g 未衰变。
答案：(1)、(2)见解析 (3)2解析：(1)24483Bi ―→24484Po ＋ 0－1e ，21084Po ―→21085At ＋ 0－1e ，234 90Th ―→234 91Pa ＋ 0－1e 。
(2)23490Th ―→23088Ra ＋42He ，23892U ―→23490Th ＋42He ，6629Cu ―→6227Co ＋42He 。
(3)由半衰期公式得m ＝m 0(12)t T得m ＝64×(12)61.2g ＝2g6.如图所示，静止在匀强磁场中的一个105B 粒子，俘获一个速度为v ＝7.3×104m/s 的中子发生核反应，生成一个氦核与一个新核，若测得氦核的速度为2×104m/s ，方向与反应前中子运动方向相同。
回答下面问题。
(1)写出核反应方程。
(2)画出核反应后两个粒子的运动轨迹及旋转方向的示意图。
(3)求出氦核与新核轨道半径之比。
答案：(1)10 5B ＋10n ―→42He ＋73Li (2)见解析 (3)1207解析：(1)核反应方程如下：105B ＋10n ―→42He ＋73Li (2)由动量守恒知：m n v n ＝m αv α＋m 1v 1 ∴1×7.3×104＝4×2×104＋7×v 1v 1＝－0.1×104m/s即生成的新核Li 的运动方向同中子的运动方向相反，两粒子运动轨迹如图所示。
(3)由洛伦兹力提供粒子做圆周运动的向心力∴qvB ＝mv 2/R ，R ＝mv Bq∴氢核与Li 核在磁场中运动的轨道半径之比R 2R 1＝m 2v 2m 1v 1·q 1q 2＝4×2×104×37×0.1×104×2＝1207。