人教版物理高二选修2-3 5.2原子核衰变同步训练

更新时间：2021-05-20 浏览次数：152 类型：同步测试

一、选择题

1. 下列说法正确的是（）

A . 天然放射现象说明原子具有核式结构 B . 20个原子核经过一个半衰期后，还有10个未发生衰变 C . 一群处于能级的氢原子向低能级跃迁，最多可释放出3种频率的光子 D . 是核裂变反应方程

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2. 下列说法正确的是（）

A . 是r衰变 B . 是聚变 C . 是衰变 D . 是裂变

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3.
二十世纪初，为了研究物质内部的结构，物理学家做了大量的实验，揭示了原子内部的结构。发现了电子、中子和质子，右图是（）

A . 卢瑟福的α粒子散射实验装置 B . 卢瑟福发现质子的实验装置 C . 汤姆逊发现电子的实验装置 D . 查德威克发现中子的实验装置

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4.
2011年3月11日，日本发生里氏9.0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和两种放射性元素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射，其中的衰变方程为，其半衰期为8天。下列说法不正确的是()

A . 该核反应是 $\text{[math]}$ 衰变 B . 原子核中含有78个中子 C . 经过16天，75％的原子核发生了衰变 D . 虽然该反应出现质量亏损，但核反应前后的原子核总质量数不变

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5. 放射性物质铯(¹³⁷Cs)和碘(¹³¹I)进入大气，该地区水源、空气和生活环境被污染．下列说法正确的是 (　　)．

A . 核反应堆中的废料具有很强的放射性，可以随便放置 B . 铀核裂变的一种可能核反应是 U＋ n―→ Cs＋ $\text{[math]}$ Rb＋2 n C . 放射性碘(¹³¹I)发生的β衰变方程为 I―→ Xe＋ e D . U裂变形式有多种，每种裂变产物不同，质量亏损也不同，但释放的能量一定相同

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6. 下列说法中正确的是（）

A . α粒子散射实验是卢瑟福建立原子核式结构模型的重要依据 B . 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有动量，后者表明光子除了具有能量外还具有动量 C . 放射性元素的衰变快慢不受外界温度、压强的影响，但如果以单质形式存在，其衰变要比以化合物形式存在快 D . 正负电子对湮灭技术是一项较新的核物理技术。一对正负电子对湮灭后生成光子的事实说明质量守恒定律是有适用范围的

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7. 下列说法中正确的是（）

A . 电子的衍射现象说明实物粒子也具有粒子性 B . 裂变物质体积小于临界体积时，链式反应不能进行 C . 原子核内部一个质子转化成一个中子时，会同时释放出一个电子 D . 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

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8.
核可以通过衰变产生 $\text{[math]}$ 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 $\text{[math]}$ 粒子的速度方向有可能相同

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9. 下列说法正确的是（）

A . 原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒的规律 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任意频率的光子 D . 汤姆逊提出了原子核式结构学说

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10. 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

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11. 下列说法不正确的是()

A . 汤姆孙发现电子后猜想出原子内的正电荷集中在很小的核内 B . 半衰期是是原子核有半数发生衰变所需的时间 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6次β衰变

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12. 下列说法正确的是（）

A . 卢瑟福创立的原子核式结构模型很好的解释了氢原子光谱 B . 原子核经过一次α衰变，核电荷数减少4 C . 重核的裂变过程总质量亏损，轻核的聚变过程总质量增加 D . 光电效应实验揭示了光的粒子性

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13. 关于近代物理，下列说法正确的是（）

A . α射线是高速运动的氦原子 B . 中，表示质子 C . 从金属表面逸出的光电子的最大初动能与照射光的频率成正比 D . 玻尔将量子观念引入原子领域，其理论能够解释氦原子光谱的特征

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14. 放射性元素衰变时放出的三种射线，按穿透能力由强到弱的排列顺序是（）

A . γ射线、β射线、α射线 B . α射线、β射线、γ射线 C . γ射线、α射线、β射线 D . β射线、α射线、γ射线

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15. 以下说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 粒子散射实验说明原子具有复杂结构 B . 具有放射性的物体发出的射线对人体都是有害的 C . 氢原子能吸收任意频率光子并跃迁到高能态 D . 太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

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二、填空题

16.
完成核反应方程：，衰变为的半衰期是1.2分钟，则64克经过6分钟还有克尚未衰变．

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17.
一静止的核经衰变成为核，释放出的总动能为E_K ，此衰变后核的动能为．

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18.
一个原子核中含有的中子个数是；具有放射性，现有元素16g，经15天，该元素还剩2g，则该元素的半衰期为天。

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19. 在天然放射现象中放出的三种射线，射线均来源于，其中射线是氦原子核，射线是频率很高的电磁波，射线是高速电子流。

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20. 某实验室新发现的一种放射性元素X，8天后实验人员发现它有3／4发生衰变，则它的半衰期为天，若对X加热，它的半衰期（填变大、变小或不变）。

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三、计算题

21. 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. （1）
  请写出α粒子轰击铍核（）得到中子的方程式．
2. （2）若中子以速度v₀与一质量为m_N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？
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22.
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m_Pu＝239.0521u、m_U＝235.0439u和m_α＝4.0026u，1u＝931.5MeV/c².
1. （1）写出衰变方程.
2. （2）求α粒子的动能（忽略γ光子的动量）．
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23.
钍核90Th发生衰变生成镭核88Ra并放出一个粒子．设该粒子的质量为m、电荷量为q ，它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S₁和S₂间电场时，其速率为v₀ ，经电场加速后，沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场，Ox垂直平板电极S₂ ，当粒子从P点离开磁场时，其速度方向与Ox方向的夹角θ＝60°，如图所示，整个装置处于真空中．
1. （1）写出钍核衰变方程；
2. （2）求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R；
3. （3）求粒子在磁场中运动所用时间t.
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24.
如图所示，一个有界的匀强磁场，磁感应强度B=0.50T ，磁场方向垂直于纸面向里，MN是磁场的左边界．在距磁场左边界MN的1.0m处有一个放射源A ，内装放射物质（镭），发生α衰变生成新核Rn（氡）．放在MN左侧的粒子接收器接收到垂直于边界MN方向射出的α粒子，此时接收器位置距直线OA的距离为1m ．
1. （1）写出Ra的衰变方程；
2. （2）求衰变后Rn（氡）的速率（质子、中子的质量为1.6×10^-27kg ，电子电量e=1.6×10^-19C）．
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25. 放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”，它可以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. （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，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. （2）
  若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的25%，则此遗骸距今约有多少年？
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