高考物理考点与半衰期有关的问题与能级有关的问题归类测评试题

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高中物理第三章第二节原子核衰变及半衰期同步练测鲁科版选修3-5

第二节原子核衰变及半衰期一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分） 1.放射性原子核经3次α衰变和2次β衰变后，新原子核中含有的中子数是（） A.226 B.138 C.92 D.882.近段时间，朝鲜的“核危机”引起了全球的瞩目，其焦点问题是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆，重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239（），这种可由铀239（）经过次β衰变而产生，则为（） A.2 B.239C.145D.92 3.天然放射性元素（钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成（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 4.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5.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，则（）A.α粒子与反冲粒子的动量大小相等，方向相反B.原来放射性元素的原子核电荷数为90C.反冲核的核电荷数为88D.α粒子和反冲粒子的速度之比为1∶88 6.β衰变中所放出的电子，来自（） A.原子核外层电子 B.原子核内所带的电子C.原子核内中子转化成质子放出的电子D.原子核内质子转化成中子放出的电子 7.下列关于放射性元素半衰期的几种说法中，正确的是（）A.利用半衰期，我们能预言某个原子核何时发生衰变B.我们不能预计为数很少的原子核（如几个或几十个）衰变掉一半需要多少时间C.同种放射性元素在化合物中的半衰期比在单质中长D.升高温度可以使半衰期缩短 8.铀裂变的产物之一氪90()是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90（），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9.在垂直于纸面的匀强磁场中有一原来静止的原子核，该核衰变后，放出的带电粒子和反冲核的运动轨迹分别如图1中所示，由图可以判定（）图1A.该核发生的是α衰变B.该核发生的是β衰变C.磁场方向一定垂直纸面向里 D.无法确定磁场方向 10.一个氡核衰变成钋核并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1 g 氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及衰变成的过程放出的粒子是（）A.0.25 g,α粒子B.0.75 g,α粒子C.0.25 g,β粒子D.0.75 g,β粒子二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上） 11.完成下列核衰变方程，并在横线上注明属于哪类衰变.（1）→+( ) （2）→+( )（3）→( )+（4）( )→+12.（上海物理）放射性元素的原子核在α衰变或β衰变生成新原子核时，往往会同时伴随着辐射.已知两种放射性元素的半衰期分别为和，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.三、计算与简答题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位） 13.（11分）已知的半衰期为24天，1 g经过120天后还剩下多少？14.（11分）放射性元素衰变成，需要经过多少次α衰变和多少次β衰变？试写出其核反应方程式.15.（15分）足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核，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 核在匀强磁场中的径迹圆半径之比，画出它们在磁场中运动轨迹的示意图；（2）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衰变轨迹示意图有何不同？16.（11分）（江苏高考）约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素衰变成的同时放出另一种粒子，这种粒子是 .是的同位素，被广泛应用于生物示踪技术.1 mg随时间衰变的关系如图1所示，请估算4 mg 的经多少天衰变后还剩0.25 mg ？图1第二节原子核衰变及半衰期答题纸得分：一、选择题二、填空题 11．（1）（2）（3）（4） 12. 三、计算与简答题 13 14. 1516.第二节原子核衰变及半衰期参考答案一、选择题1.B 解析：由衰变方程→3+2+知，原子核中含有（个）中子，B项正确.2.A 解析：经β衰变而成时质量数不变，核电荷数增加，则，故选A项.3.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→++，式中分别为α和β的衰变次数.由质量数守恒和电荷数守恒有解得=6，=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.4.B 解析：半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，是表明放射性元素原子核衰变快慢的物理量，与元素的质量无关，故B项.5. ABC 解析：微粒在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，由得.若原来放射性元素的核电荷数为，反冲粒子的核电荷数为，则对α粒子对反冲核由，=44∶1，得:，选项B、C正确.α粒子和反冲粒子的速度比与质量比成反比，故D错.课后巩固——求提高6. C 解析：β衰变产生的电子是由原子核中的中子向质子转化时产生的，β衰变的衰变方程为→+.7. B 解析：半衰期是大量放射性原子核衰变的统计规律，对某个原子核或少数原子核不成立，其半衰期与其存在形式、环境、温度无关.8.B 解析：发生一次α衰变质量数减4，质子数减2，发生一次β衰变质量数不变，质子数加1，由于题中衰变后质量数不变，质子数加4，故发生了4次β衰变，答案选B.9.BD 解析：原子核发生衰变，是由于原子核内部的相互作用，因此衰变前后动量守恒，发射出的带电粒子与反冲核动量大小相等，方向相反，在匀强磁场中受洛伦兹力作用，做匀速圆周运动.由知，生成的新粒子带电荷量较小，其轨道半径较大.由于两圆内切，则受洛伦兹力方向相同，根据左手定则可知，带电粒子必带负电（新核带正电），故该核发生的是β衰变，磁场方向向里或向外对运动轨迹没有影响.故选B、D.10. B 解析：由半衰期公式得，所以衰变掉的氡的质量为0. 75 g，衰变方程为：→→+，所以衰变出的粒子是α粒子.二、填空题11. （1）β衰变（2）衰变（3）β衰变（4）α衰变12.γ解析：放射性元素的原子核在发生α衰变、β衰变时，蕴藏在核内的能量会释放出来，使产生的新核处于高能级，这时它要向低能级跃迁，能量以γ光子的形式辐射出来，因此，γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的；设时间后放射性元素的质量均为，由衰变规律知：，.三、计算与简答题13. 0.031 25 g解析：120天内经过半衰期的个数据半衰期定义得= g g0.031 25 g14.5 4 →+5 +4解析：如果经过次α衰变，新核质量数应减少,核电荷数减少;如果经过次β衰变，新核质量数不变，核电荷数增加.根据核反应中质量数守恒和电荷数守恒，得,.解出：,.所以经过5次α衰变和4次β衰变而变成，其核反应方程是：→+5 +4.15.(1)42∶1 如图1（2）见解析解析：（1）氡核经α衰变的核反应方程为→→，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，即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,, 故它们在磁场中运动轨迹的示意图如图1所示，两粒子做转动方向相同的匀速圆周运动，其轨迹圆是外切的.图1 图2(2)若放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生β衰变,则β粒子和反冲核衰变过程仍符合动量守恒定律，它们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，它们两个衰变时运动方向相反，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新核的轨迹半径，其运动轨迹的示意图如图2所示.16.正电子=56天（5458天都对）解析：衰变方程为→,这种粒子是正电子.由题图象可以看出的半衰期为14天左右，则mg＝0.25 mg，得=56天.。

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析1.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→＋。

已知的半衰期约为 3.8天，则约经过天，16g的衰变后还剩1g。

【答案】，15.2【解析】根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A＝222－218＝4，电荷数为Z＝86－84＝2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：m＝，代入数据解得：t＝4τ＝15.2天m【考点】本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于中档偏低题。

2.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有A．B．C．D．【答案】C【解析】放射性物质发生衰变时，由原子核的衰变公式，其中为半衰期的次数，解得，故选C.【考点】本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.3.核可以通过衰变产生粒子，下列说法中正确的有( )A．式中x=90、y=234，由此可推得所有的衰变均满足电荷数和质子数守恒B．核的比结合能比核的大C．1.0×1024个核经过两个半衰期后还剩1.0×106个D．若核原来是静止的，则衰变后瞬间核和粒子的速度方向有可能相同【答案】B【解析】因为所有的衰变均满足电荷数与质量数守恒，故可推得式中x=90、y=234，所以A错误；该衰变发反应释放能量，故核的比结合能比核的大，所以B正确；半衰期是大量的统计规律，少量的核衰变，不满足，所以C错误；由于核反应满足动量守恒，反应前总动量为零，故反应后核和粒子的总动量也为零，故速度方向相反，所以D错误。

【考点】本题考查原子核的衰变4.（6分）下列说法正确的是。

（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的B．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，实现了人类第一次原子核的人工转变C．氡的半衰期为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D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象【答案】ABD【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是可分的，有复杂的结构，A正确；卢瑟福发现了质子，是通过α粒子轰击氮原子核，，实现了人类第一次原子核的人工转变，B正确；半衰期是对大量原子核的一个统计规律，对于少量的原子不成立，C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子而产生的，D正确；爱因斯坦提出了光的量子化，玻尔建立玻尔理论成功解释了氢原子发光的现象，E错误。

人教版高中物理选修3-5 19.2放射性元素的衰变-半衰期问题常见的几种题型(含解析)

人教版高中物理选修3-5解半衰期问题常见的几种题型1.考查放射性元素半衰期的有关特性的题型例1.关于半衰期，以下说法正确的是（）A ．同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。

B ．升高温度可以使半衰期缩短C ．氡的半衰期为3.8天，若有四个氡原子核，经过7.6天就只剩下一个D ．氡的半衰期为3.8天，4克氡原子核，经过7.6天就只剩下1克解析：考虑到放射性元素衰变的快慢是跟原子所处的物理状态或化学状态无关，又考虑到半衰期是一种统计规律，即给定的四个氡核是否马上衰变会受到各种偶然因素的支配。

根据公式01()2t T m m =可知正确选项为D 。

这类问题主要是运用半衰期的公式01()2t T m m =及01()2t T N N =进行简单计算以及检查学生对半衰期特性是否做到真正的理解2.两种放射性元素，半衰期不同，经过相同的时间，计算其开始时两种核的质量之比及个数之比例2.两种放射性元素的原子A a c 和B b d ，其半衰期分别为T 和T 21。

若经过2T 后两种元素的核的质量相等，则开始时两种核的个数之比为________________；若经过2T 后两种核的个数相等，则开始时两种核的质量之比为_________________。

解析：若开始时两种核的个数分别为1N 和2N ，则经时间2T 后剩下的核的个数就分别为141N 和2161N ，而此时两种核的质量相等，于是有 1211416N a N b = 由此可得 N 1:N 2=b:4a 。

若开始时两种核的质量分别为1m 和2m ，则经时间2T 后剩下的核的质量就分别为141m 和2161m ，而此时两种核的个数相等，于是有 bm a m 16421= 由此可得 b a m m 4::21=。

这种类型的问题有时是要求计算其剩余的或者已衰变的质量之比．其解题思路基本相同.3.用半衰期衰变规律求液体体积例3.一瓶无害放射性同位素溶液，其半衰期为2天，测得每分钟衰变6×107次.今将这瓶溶液倒入一水库中，8天后认为溶液已均匀分布在水库中，取31m 测得每分钟衰变20次，则该水库蓄水量为______3m . 解析：842n == 8天后每分钟放射次数为4770113()610102168N N ==⨯⨯=⨯ 由每分钟衰变次数与其体积成正比可得则水库蓄水量为 735313108 1.8751020N V m m N ⨯===⨯ 答案：1.875×105 象水库、人体血液的体积等一类无法用刻度尺来度量的则往往可借助于放射性的半衰期特点来求得。

高中物理第3章原子核与放射性第2节原子核衰变及半衰期学业分层测评鲁科版选修35

第2节原子核衰变及半衰期(建议用时：45分钟)[学业达标]1．关于天然放射现象和对放射性的研究，下列说法正确的是( )A ．α射线和β射线在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子B ．原子核不是单一的粒子C ．γ射线一定伴随α射线或β射线而产生D ．任何放射性元素都能同时发出三种射线E ．γ射线往往伴随α射线或β射线而产生【解析】带电粒子以一定的初速度垂直进入电场或磁场能发生偏转，α射线和β射线能在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子，故A 正确；放射现象说明原子核的可变性，即原子核不是单一粒子，具有复杂的结构，故选项B 正确；γ射线是原子核在发射α射线或β射线时多余的能量以γ射线的形式产生的辐射，因此γ射线是伴随(不是一定伴随)α射线或β射线而放出的，故选项E 正确，C 、D 均错误．【答案】 ABE2．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( )A ．是放射源质量减少一半所需的时间B ．是原子核半数发生衰变所需的时间C ．与外界压强和温度有关D ．可以用于测定地质年代、生物年代等E ．与原子的化学状态无关【解析】原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的，与外界环境无关．原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，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 1/2，则N ＝N 0(12)t T 1/2.若能测出N 与N 0的比值，就可求出t ，依此公式可测定地质年代、生物年代等．故正确答案为B 、D 、E.【答案】 BDE3．日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是( )A ．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B ．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C ．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D．碘131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E．β射线是高速运动的电子流，是从碘131原子核内释放出来的【解析】衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确；半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C错误，E正确；β衰变的实质是10n→11H＋0－1e，D正确．【答案】ADE4．某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图325所示，下列说法正确的是( )图325A．射线3的电离作用在三种射线中最强B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个D．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个E．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核与原来的核的核子数相同【解析】根据三束射线的偏转方向，可以断定射线1带负电，是β射线；射线2不带电，是γ射线；射线3是α射线．α射线的电离作用最强，选项A正确．γ射线贯穿本领最强，用一张白纸可以挡住的是α射线，选项B错误．每发生一次α衰变，原子核里面的2个中子和2个质子结合成一个氦核而释放出来，选项C正确．每发生一次β衰变，原子核里面的一个中子变成一个质子，因此核电荷数增加1，但核子数不变，故选项D错误，E正确．【答案】ACE5．有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( )【导学号：18850043】A．镍63的衰变方程是6328Ni→6329Cu＋0－1eB．镍63的衰变方程是6328Ni→6327Cu＋01eC．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E．该电池的正极是镍片【解析】镍63的衰变方程为6328Ni→0－1e＋6329Cu，选项A对，B错．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，为电池的正极，选项C、E对，D 错．【答案】ACE6．原子核232 90Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核．下列原子核中，有三种是232 90Th衰变过程中可以产生的，它们是( )A.208 82PbB.211 82PbC.216 84PoD.228 88RaE.226 88Ra【解析】发生1次α衰变时核子的质量数减4，电荷数减2；发生1次β衰变时，质量数不变，电荷数加1.先从质量数的变化分析，易得A、C、D正确．【答案】ACD7．在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)238 92U→234 90Th＋________，属于________衰变(2)234 90Th→234 91Pa＋________，属于________衰变(3)210 84Po→210 85At＋________，属于________衰变(4)6629Cu→6227Co＋________，属于________衰变【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为42He，属于α衰变；(2)中生成的粒子为0－1e，属于β衰变；(3)中生成的粒子为0－1e，属于β衰变；(4)中生成的粒子为42He，属于α衰变．【答案】(1)42He α(2)0－1e β(3)0－1e β(4)42He α8.238 92U经一系列的衰变后变为206 82Pb.(1)求一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)206 82Pb与238 92U相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程．【解析】(1)设238 92U衰变为206 82Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数和电荷数守恒可得238＝206＋4x①92＝82＋2x－y②联立①②解得x＝8，y＝6，即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数减少1，而质子数增加1，故206 82Pb较238 92U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为238 92U→206 82Pb＋842He＋60－1e.【答案】(1)8 6(2)10 22(3)238 92U→206 82Pb ＋842He ＋6 0－1e[能力提升]9．14C 发生放射性衰变成为14N ，半衰期约5 700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5 700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E ．14C 比12C 多2个中子【解析】剩余的碳14占12，表明经过了一个半衰期，A 正确；碳14、13、12的质子数相同，质量数不同，中子数不同，碳14比碳12多两个中子，故B 错误，E 正确；碳14变为氮14，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C 正确；半衰期不受外界环境影响，D 错误．【答案】 ACE10．回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展．当今医学影像诊断设备PET/CT 堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子．碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程．若碳11的半衰期τ为20 min ，经2.0 h 剩余碳11的质量占原来的百分之几？(结果取2位有效数字)【解析】核反应方程为147N ＋11H→11 6C ＋42He ① 设碳11原有质量为m 0，经过t 1＝2.0 h 剩余的质量为m r ，根据半衰期定义有m r m 0＝(12)t 1τ＝(12)12020≈1.6%.② 【答案】 147N ＋11H→11 6C ＋42He 1.6% 11．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图326所示)，今测得两个相切圆半径之比r 1∶r 2＝1∶44，求：【导学号：18850044】图326(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？【解析】(1)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．(2)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别是v1和v2，所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2.根据轨道半径公式有r1 r2＝m1v1Bq1m2v2Bq2＝m1v1q2m2v2q1又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2以上三式联立解得q＝90e即这个原子核原来所含的质子数为90.【答案】(1)见解析(2)90。

高考物理原子波背诵记忆类题目

高考物理原子波背诵记忆类题目
1、半衰期：表示原子衰变一半所用时间。

2、半衰期由原子核内部本身的因素据顶，跟原子所处的物理状态（如压强、温度)或化学状态（如单质、化合物）无关。

3、半衰期是大量原子核衰变时的统计规律，个别原子核经多长时间衰变无法预测，对个别或极少数原子核，无半衰期而言。

4、放射性同位素的应用：工业、摊上、农业、医疗等，作为示踪原子。

5、原子的核式结构模型，绝大多数，粒子穿过金箔后仍沿原来的方向前进，少数粒子发生了较大偏转，极少数粒子甚至被反弹回来。

6、原子的核式结构模型在原子中心有一个很小的原子核，原子全部的正电荷和几乎全部质量都集中在核里，带负电的电子在核外空间绕核旋转。

7、玻尔原子模型原子只能处于一系列能量不连续的状态中，具有确定能量的未定状态叫定态。

原子处于最低能级的状态叫基态，其他的状态叫激发态。

2025高考物理半衰期、核反应与核能

2025高考物理半衰期、核反应与核能一、单选题1．贝克勒尔是最早发现衰变的科学家，在衰变过程中往往能放出α、β、γ三种射线，下列关于三种射线的说法正确的是（） A ．α射线的穿透性最强 B ．β射线的电离能力最强C ．γ射线不带电D ．三种射线均来自核外电子的跃迁2．香烟中含有放射性元素钋（Po ），吸烟危害人体健康。

钋能发生α衰变和γ辐射，其衰变方程为210A 8424Z Po Pb He γ→++。

下列说法正确的是（）A ．α射线的穿透能力比γ射线强B ．α射线的速度比γ射线大C ．Z A Pb 中Z=82D ．Z A Pb 核的中子数为2063．氚核31H 发生β衰变成为氦核32He 。

假设含氚材料中31H 发生β衰变产生的电子可以全部定向移动，在3.2⨯104 s 时间内形成的平均电流为5.0⨯10-8 A 。

已知电子电荷量为1.6⨯10-19 C ，在这段时间内发生β衰变的氚核31H 的个数为（） A ．145.010⨯B ．161.010⨯C ．162.010⨯D ．181.010⨯4．理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应121668C Y O +→的影响。

下列说法正确的是（）A ．Y 是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B ．Y 是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C ．Y 是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强D ．Y 是α粒子，α射线电离能力比γ射线强5．23892U 经过若干次α衰变和β衰变后变为20682Pb ，下列说法正确的是（）A ．α射线的穿透能力比β射线的强B ．α射线的电离能力比β射线的弱C ．23892U 的比结合能比20682Pb 的比结合能大D ．衰变过程中共发生了8次α衰变和6次β衰变二、多选题6．1934年，约里奥—居里夫妇用α粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X ，反应方程为：42712130He+Al X+n →。

X 会衰变成原子核Y ，衰变方程为01X Y+e →，则（）A ．X 的质量数与Y 的质量数相等B ．X 的电荷数比Y 的电荷数少1C ．X 的电荷数比2713Al 的电荷数多2D ．X 的质量数与2713Al 的质量数相等三、单选题7．沂水跋山遗址的发现填补了山东及中国北方地区旧石器时代考古的空白。

高三物理原子能级试题

高三物理原子能级试题1.（5分）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，光的粒子性越明显D．原子的全部正电荷和全部质量都集中在原子核里E.由玻尔的原子模型可以推知，氢原子处于激发态，量子数越大，核外电子动能越小【答案】ACE【解析】半衰期是大量原子核的统计规律，则A选项正确；电离能力最弱的是γ射线，故B选项错误；据可知光的波长越短则频率越大，据可知光能量越大，故C选项正确；原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，还有极少电子质量在原子核外，故D选项错误；量子数越大，离原子核越远，据可知速度越小，故E选项正确。

【考点】本题考查原子物理。

2.已知氢原子的基态能量为E1，激发态能量En＝E1/n2，其中n＝2,3…。

用h表示普朗克常量，c表示真空中的光速。

能使氢原子从第一激发态电离的光子的最大波长为（）A．－B．－C．－D．－【答案】C【解析】能使氢原子从第一激发态电离的能量为，由，得最大波长为，C正确。

3. (2009年高考天津理综卷)下列说法正确的是()A．N＋H→C＋He是α衰变方程B．H＋H→He＋γ是核聚变反应方程C．U→Th＋He是核裂变反应方程D．He＋Al→P＋n是原子核的人工转变方程【答案】BD.【解析】核反应类型分四种，核反应的方程特点各有不同，衰变方程的左边只有一个原子核，右边出现α或β粒子．聚变方程的左边是两个轻核反应，右边是中等原子核．裂变方程的左边是重核与中子反应，右边是中等原子核．人工核转变方程的左边是氦核与常见元素的原子核反应，右边也是常见元素的原子核，由此可知B、D两选项正确．4. (2010年济宁模拟)根据巴耳末公式，指出氢原子光谱在可见光范围内波长最长的两条谱线所对应的n，它们的波长各是多少？氢原子光谱有什么特点？【答案】6.5×10－7 m 4.8×10－7 m不连续的线状谱【解析】根据巴耳末公式＝R(－)，得当n＝3,4时氢原子发光所对应的波长最长当n＝3时有＝1.10×107×(－)解得λ1＝6.5×10－7m当n＝4时有＝1.10×107×(－)解得λ2＝4.8×10－7 m.除巴耳末系外，在红外和紫外光区的其他谱线也都是满足与巴耳末公式类似的关系式，即＝R(－)．其中a分别为1,3,4，…对应不同的线系，由此可知氢原子光谱是由一系列线系组成的不连续的线状谱．5.下列说法中正确的是( )A．氢原子由较高能级跃迁到较低能级时，电子动能增加，原子势能减少B．一群氢原子从n=4的激发态跃迁到基态时，有可能辐射出6种不同频率的光子C．a射线是原子核自发放射出的氦核，它的穿透能力最强D．放射性元素的半衰期随温度和压强的变化而变化【答案】AB【解析】氢原子由较高能级跃迁到较低能级时,轨道半径变小，所以速度增加，势能减小，A正确。

高三物理原子能级试题答案及解析

高三物理原子能级试题答案及解析1.已知金属钙的逸出功为2.7eV，氢原子的能级图如图所示．一群氢原子处于量子数n = 4的能级状态，下列说法中正确的是A．氢原子最多可能辐射4种频率的光子B．有3种频率的辐射光子能使钙发生光电效应C．辐射光子中都不能使钙发生光电效应D．处于基态的氢原子能够吸收能量为11 eV的光子向高能级跃迁【答案】B【解析】根据知，这群氢原子可能辐射6种频率的光子，A错误；n=4跃迁到n=3辐射的光子能量为0.66eV，n=3跃迁到n=2辐射的光子能量为1.89eV，n=4跃迁到n=2辐射的光子能量为2.55eV，均小于逸出功，不能发生光电效应，其余3种光子能量均大于2.7eV，所以这群氢原子辐射的光中有3种频率的光子能使钙发生光电效应，B正确，C错误；基态的氢原子吸收11ev光子，能量为-13.61+11eV=-2.61eV，不能发生跃迁，D错误【考点】考查了原子跃迁2.(6分)已知氢原子基态电子轨道半径为r0=0.528×10-10 m,量子数为n的激发态的能量En=eV.求：(1)电子在基态轨道上运动的动能；(2)计算这几条光谱线中波长最短的一条光谱线的波长.(k=9.0×109 N·m2/C2,e=1.60×10-19C,h=6.63×10-34 J)【答案】(1) 3.6 eV(2) 1.03×10-7 m【解析】(1)库仑力提供向心力，则有=,则=,代入数据得电子在基态轨道上运动的动能为13.6 eV.(2)波长最短的光频率最高、能量最大，对应处于n=3的激发态的氢原子向n=1能级跃迁所发出光的光谱线.将能量单位“eV”换算成国际单位“J”后得：λ= =1.03×10-7 m.本题考查电子的跃迁，由库仑力提供向心力可求得电子运动的速度大小，从而求得电子动能大小，波长最短的光频率最高、能量最大，对应处于n=3的激发态的氢原子向n=1能级跃迁所发出光的光谱线，释放光电子的能量等于两能极差，由此可求得光的波长3.（8分）如图所示，相距为d的两平行金属板A、B足够大，板间电压恒为U，有一波长为的细激光束照射到B板上，使B板发生光电效应，已知普朗克常量为h，金属板B的逸出功为W，电子质量为m，电荷量e，求：（1）从B板逸出电子的最大初动能。

《第2节原子核衰变及半衰期》(同步训练)高中物理选择性必修第三册_鲁科版

《第2节原子核衰变及半衰期》同步训练(答案在后面)一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）1、下列关于原子核衰变的说法中，正确的是（）A、所有原子核都可能自行发生衰变B、原子核衰变的速度与外界条件（如温度、压力）有关C、β衰变的实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子D、放射性物质的半衰期是由物质本身的性质决定的2、一个放射性物质样品的初始质量为8克，经过6个半衰期后，样品中剩余的放射性物质质量为（）A、2克B、1/32克C、1/16克D、1/4克3、放射性物质经过一次α衰变后，新核的质子数和中子数分别发生了怎样的变化？A、质子数减少2，中子数减少2B、质子数减少2，中子数减少1C、质子数减少1，中子数减少2D、质子数减少1，中子数不变4、一个放射性物质样本的半衰期为10年，如果在初始时刻有1000个原子核，那么经过50年后，剩余的原子核数量是多少？A、500个B、250个C、125个D、0个5、在放射性衰变过程中，以下哪种说法是正确的？A、电子的释放与原子核的稳定性无关。

B、原子核的质量数在β衰变后会减少。

C、α衰变后，新核原子序数比原核减少2。

D、β衰变释放的是一个中子。

6、关于半衰期，下面哪个描述最准确地反映了它的物理意义？A、当放射性物质的数量减少到一半时所需的时间。

B、放射性物质中20%的原子核会发生衰变所需的时间。

C、在原始状态下，放射性物质完全消失所需的时间。

D、提到半衰期意味着该物质的衰变速度保持恒定。

7、一个原子核经过3个半衰期后，其放射性核素质量变为原来的多少？A、1/8B、1/4C、3/8D、1/2二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）1、关于原子核衰变，以下说法正确的是：A、α衰变过程中，原子核会释放出一个氦核。

B、β衰变过程中，原子核会释放出一个电子。

C、γ衰变过程中，原子核会释放出高能光子。

D、半衰期是放射性物质衰变为其初始数量一半所需的时间。

鲁科版高中物理选择性必修第三册课后习题第5章第2节原子核衰变及半衰期 (2)

第2节原子核衰变及半衰期A级必备知识基础练1.核废料具有很强的放射性,需要妥善处理。

下列说法正确的是( )A.放射性元素经过两个完整的半衰期后,将完全衰变殆尽B.原子核衰变时电荷数守恒,质量数不守恒C.改变压力、温度或浓度,将改变放射性元素的半衰期D.过量放射性辐射对人体组织有破坏作用,但辐射强度在安全剂量内则没有伤害2.目前,在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料,都不同程度地含有放射性元素,装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一。

有关放射性元素的下列说法正确的是( )A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡核,经过7.6天就只剩下一个氡原子核了B.发生α衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4个C.β衰变所释放的电子是原子核中的中子转化为质子所产生的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,电离作用也最强3.下列表示放射性元素碘131(53131I)β衰变的方程是( )A.53131I Sb+24HeB.53131I Xe+-10eC.53131I I+01nD.53131I Te+11H4.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的含量大约还有( )A.m4B.m8C.m16D.m325.某放射性元素经过11.4天有78的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为( )A.11.4天B.7.6天C.5.7天D.3.8天B级关键能力提升练6.最近几年,原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展,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Z A。

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、2777.(全国甲卷)两种放射性元素的半衰期分别为t0和2t0,在t=0时刻这两种元素的原子核总数为n,在t=2t0时刻,尚未衰变的原子核总数为n3,则在t=4t0时刻,尚未衰变的原子核总数为( )A.n12B.n9C.n8D.n68.恒星向外辐射的能量来自其内部发生的各种热核反应,当温度达到1×108 K时,可以发生“氦燃烧”。

2019年高考物理二轮复习专题讲义：原子物理 107.天然放射现象半衰期 Word版含答案

天然放射现象半衰期一、原子模型1.汤姆生模型（枣糕模型）汤姆生发现了电子，使人们认识到原子有复杂结构。

2.卢瑟福的核式结构模型（行星式模型）α粒子散射实验是用α粒子轰击金箔，结果是绝大多数α粒子穿过金箔后基本上仍沿原来的方向前进，但是有少数α粒子发生了较大的偏转。

这说明原子的正电荷和质量一定集中在一个很小的核上。

卢瑟福由α粒子散射实验提出：在原子的中心有一个很小的核，叫原子核，原子的全部正电荷和几乎全部质量都集中在原子核里，带负电的电子在核外空间运动。

由α粒子散射实验的实验数据还可以估算出原子核大小的数量级是10-15m。

原子核的大小：原子半径数量级为10－10m, 原子核大小数量级为10－14m3.玻尔模型（见原子的能级跃迁）二、天然放射现象1、天然放射现象：某些元素能自发地放出射线的现象叫做天然放射现象。

这些元素称为放射性元素。

天然放射现象的发现，使人们认识到原子核也有复杂结构。

2、射线的种类和性质（1）α射线—高速的α粒子流，α粒子是氦原子核，速度约为光速1/10，贯穿能力最弱，电离能力最强。

（2）β射线—高速的电子流，β粒子是速度接近光速的负电子，贯穿能力稍强，电离能力稍弱。

（3）γ射线—能量很高的电磁波，γ粒子是波长极短的光子, 贯穿能力最强,电离能力最弱。

3.三种射线的来源：3、三种射线的来源：α粒子是核内两个质子和两个中子抱成团一起射出。

β粒子是原子核内的中子转化成质子时放出的。

γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。

4、三种射线在匀强磁场、匀强电场、正交电场和磁场中的偏转情况比较：如⑴、⑵图所示，在匀强磁场和匀强电场中都是β比α的偏转大，γ不偏转；区别是：在磁场中偏转轨迹是圆弧，在电场中偏转轨迹是抛物线。

⑶图中γ肯定打在O 点；如果α也打在O 点，则β必打在O 点下方；如果β也打在O 点，则α必打在O 点下方。

5、三种射线的性质和实质比较⑴威耳逊云室在云室看到的只是成串的小液滴，它描述的是射线粒子运动的径迹，而不是射线本身． α粒子的质量比较大，在气体中飞行不易改变方向，并且电离本领大，沿途产生的离子多，所以它在云室中的径迹直而粗．β粒子的质量小，跟气体碰撞时容易改变方向，并且电离本领小，沿途产生的离子少，所以它在云室中的径迹比较细，且常常发生弯曲．γ粒子的电离本领更小，一般看不到它的径迹． ⑵气泡室⑶盖革— 弥勒计数器盖革管的原理是某种射线粒子进入管内时，它使管内的气体电离，产生的电子在电场中被加速，能量越来越大，电子跟管中的气体分子碰撞时，又使气体分子电离，产生电子……这样，一个射线粒子进入管中后可以产生大量电子．这些电子到达阳极，阳离子到达阴极，在外电路中就产生一次脉冲放电，利用电子仪器可以把放电次数记录下来．①G －M 计数器放大倍数很大，非常灵敏，用它来检测放射性是很方便的． ②G －M 计数器只能用来计数，而不能区分射线的种类． ③G －M 计数器不适合于极快速的计数．④G －M 计数器较适合于对β、γ粒子进行计数．另外，还有如闪烁计数器、乳胶照相、火花室和半导体探测器等探测器装置α⑶⑵⑴B三、天然衰变中核的变化规律 1、衰变规律在核的天然衰变中，衰变方程式遵守的规律是质量数守恒和电荷数守恒。

高考物理二轮专题练习：半衰期、衰变方程真题感悟(一)

全国通用高考专题半衰期、衰变方程真题感悟2021-2022年全国真题考点核心考点归纳一、单选题1．（2021·湖北卷·1）20世纪60年代，我国以国防为主的尖端科技取得了突破性的发展。

1964年，我国第一颗原子弹试爆成功；1967年，我国第一颗氢弹试爆成功。

关于原子弹和氢弹，下列说法正确的是（） A ．原子弹和氢弹都是根据核裂变原理研制的 B ．原子弹和氢弹都是根据核聚变原理研制的C ．原子弹是根据核裂变原理研制的，氢弹是根据核聚变原理研制的D ．原子弹是根据核聚变原理研制的，氢弹是根据核裂变原理研制的2．（2021·河北卷·1）银河系中存在大量的铝同位素26Al ，26Al 核β衰变的衰变方程为262613121Al Mg e →+，测得26Al 核的半衰期为72万年，下列说法正确的是（）A ．26Al 核的质量等于26Mg 核的质量 B ．26Al 核的中子数大于26Mg 核的中子数C ．将铝同位素26Al 放置在低温低压的环境中，其半衰期不变D ．银河系中现有的铝同位素26Al 将在144万年后全部衰变为26Mg3．（2021·江苏卷·1）用“中子活化”技术分析某样品的成分，中子轰击样品中的147N 产生146C 和另一种粒子X ，则X 是（） A ．质子B ．α粒子C ．β粒子D ．正电子4．（2021·湖南卷·1）核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。

下列说法正确的是（） A ．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽 B ．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒C ．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期D ．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，但辐射强度在安全剂量内则没有伤害5．（2021·山东卷·1）在测定年代较近的湖泊沉积物形成年份时，常利用沉积物中半衰期较短的21082Pb ，其衰变方程为2102108283Pb Bi X →+。

2024届广东省高三下学期新高考选择性考试物理高频考点试题(一)

2024届广东省高三下学期新高考选择性考试物理高频考点试题（一）一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)第(1)题在火星上太阳能电池板发电能力有限，因此科学家用放射性材料作为发电能源为火星车供电。

中的Pu元素是。

其半衰期是87.7年，发生衰变变为。

则（）A．单质Pu的半衰期也为87.7年B．的衰变方程为C．的比结合能大于的比结合能D．衰变后的射线贯穿本领很强第(2)题如图所示，把质量为m的石块从距地面高h处以初速度斜向上抛出，与水平方向夹角为，不计空气阻力，重力加速度为g。

若只改变抛射角，下列物理量一定不变的是（）A．石块在空中的飞行时间B．石块落地的水平距离C．石块落地时的动能D．石块落地时的动量第(3)题如图1所示，矩形导线框固定在变化的磁场中，线框平面与磁场垂直。

线框中产生的感应电流如图2所示（规定电流沿为正）。

若规定垂直纸面向里为磁场正方向，能够产生如图所示的电流的磁场为（）A．B．C．D．第(4)题密闭钢瓶中封有一定质量理想气体，一段时间后瓶中气体分子热运动的速率分布由图线①变为图线②。

相比于变化前，气体的（）A．内能减小，压强增大B．内能增大，压强增大C．内能减小，压强减小D．内能增大，压强减小第(5)题如图是研究光电效应的实验装置，开始时滑动变阻器的滑片P与固定点O正对。

用频率为ν的光照射光电管的阴极K，观察到微安表指针偏转，不计光电子间的相互作用。

下列说法正确的是（）A．仅减小照射光频率，微安表指针一定不偏转B．仅减小照射光强度，微安表指针一定不偏转C．仅将滑片P向a端移动，微安表示数变大D．仅将滑片P向b端移动，光电子向A板运动的过程中动能变大第(6)题如图所示，地面附近空间有水平向右的匀强电场，一带电微粒以初速度v0从M点进入电场，沿直线运动到N点，不考虑地磁场的影响。

下列说法正确的是（）A．该微粒带正电B．该微粒做匀速直线运动C．只增大初速度，微粒仍沿直线MN运动D．从M至N过程中，该微粒电势能减小，动能增加第(7)题如图所示为洛伦兹力演示仪的示意图。

2025版高考物理一轮总复习考点突破第16章原子结构与原子核考点3原子核的衰变半衰期(含答案)

高考物理一轮总复习考点突破：考点3原子核的衰变半衰期(基础考点·自主探究)1．三种衰变的本质(1)α衰变：原子核内的2个质子和2个中子结合成氦核放出，减少2个质子和2个中子。

(2)β衰变：中子转化为1个质子放出1个电子，减少1个中子，增加1个质子。

(3)γ衰变：γ射线伴随α或β衰变产生，不改变原子核的质子数和中子数。

注意：原子核衰变是原子核内部质子与中子的变化，与原子核外的电子无关。

1个质子也可以变成1个中子放出正电子。

2．衰变次数的计算方法先根据质量数守恒确定α衰变次数，再根据电荷数守恒确定β衰变次数。

3．对半衰期的理解(1)根据半衰期的概念，可总结出公式N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτ 式中N 原、m 原表示衰变前的放射性元素的原子核数和质量，N 余、m 余表示衰变后的放射性元素的原子核数和质量，t 表示衰变时间，τ表示半衰期。

(2)适用条件：半衰期是一个统计规律，是对大量的原子核衰变规律的总结，对于一个特定的原子核，无法确定何时发生衰变。

【跟踪训练】(三种射线的比较)(2023·广东卷)理论认为，大质量恒星塌缩成黑洞的过程，受核反应12 6C ＋Y ―→16 8O 的影响。

下列说法正确的是( D )A ．Y 是β粒子，β射线穿透能力比γ射线强B ．Y 是β粒子，β射线电离能力比γ射线强C ．Y 是α粒子，α射线穿透能力比γ射线强D ．Y 是α粒子，α射线电离能力比γ射线强[解析] 根据受核反应满足质量数和电荷数守恒可知，Y 是α粒子(42He)，三种射线的穿透能力，γ射线最强，α射线最弱；三种射线的电离能力，α射线最强，γ射线最弱。

故选D 。

(衰变次数的确定)(2023·重庆卷)原子核235 92U 可以经过多次α和β衰变成为稳定的原子核207 82Pb ，在该过程中，可能发生的β衰变是( A )A.223 87Fr→223 88Ra ＋ 0－1eB ．213 84Bi→213 83Po ＋ 0－1e C.225 88Ra→225 89Ac ＋ 0－1eD ．218 84Po→218 85At ＋ 0－1e [解析] 原子核235 92U 衰变成为稳定的原子核207 82Pb 质量数减小了28，则经过了7次α衰变，中间生成的新核的质量数可能为231,227,223,219,215,211，则发生β衰变的原子核的质量数为上述各数，则B 、C 、D 都不可能，根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，选项A 反应正确。