高中物理 3-1.2 原子核结构 原子核衰变及半衰期规范训练 鲁科版选修3-5

第1节原子核结构第2节原子核衰变及半衰期(时间：60分钟)考查知识点及角度难度及题号基础中档稍难原子核的组成及同位素1、23天然放射现象及三种射线的性质4、56衰变及半衰期7、89、10综合提升111213知识点一原子核的组成及同位素1．若用x代表一个中性原子中核外的电子数，y代表此原子的原子核内的质子数，z代表此原子的原子核内的中子数，则对eq\o\al(234,90)Th的原子来说 ()．A．x＝90y＝90z＝234B．x＝90y＝90z＝144C．x＝144y＝144z＝90D．x＝234y＝234z＝324解析质量数＝质子数＋中子数，中性原子中：质子数＝核外电子数，所以选B项．答案B2．同位素是指 ()．A．质子数相同而核子数不同的原子B．核子数相同而中子数不同的原子C．核子数相同而质子数不同的原子D．中子数相同而核子数不同的原子解析原子序数相同(即核电荷数、质子数相同)而质量数不同(即核子数不同)的元素互为同位素．答案A3．下列说法正确的是 ()．A.eq\o\al(n,m)X与nm－1Y互为同位素B.eq\o\al(n,m)X与eq\o\al(n－1,)mY互为同位素C.eq\o\al(n,m)X与eq\o\al(n－2,m－2)Y中子数相同D.eq\o\al(235,)92U核内有92个质子，235个中子解析A选项中，X核与Y核的质子数不同，不是互为同位素．B选项中eq\o\al(n,m)X核与eq\o\al(n－1,)mY核质子数都为m，而质量数不同，所以互为同位素．C选项中eq\o\al(n,m)X核内中子数为n－m，eq\o\al(n－2,m－2)Y核内中子数为(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子数相同．D选项中eq\o\al(235,)92U核内有143个中子，而不是235个中子．答案BC知识点二天然放射现象及三种射线的性质4．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，A、B两项错，原子核衰变有质量亏损．答案C5．如图3－1、2－6为查德威克实验示意图，由天然放射性元素钋(Po)放射的α射线轰击铍时会产生粒子流A，用粒子流A轰击石蜡时，会打出粒子流B，经研究知道 ()．图3－1、2－6A．A为中子，B为质子 B．A为质子，B为中子C．A为γ射线，B为中子 D．A为中子，B为γ射线解析不可见射线A，轰击石蜡时打出的应该是质子，因为质子就是氢核，而石蜡中含有大量氢原子，轰击石蜡的不可见射线应该是中子．答案A6．一置于铅盒中的放射源发射的α、β和γ射线，由铅盒的小孔射出，在小孔外放一铝箔，铝箔后面的空间有一匀强电场．进入电场后，射线变为a、b两束，射线a沿原来的方向行进，射线b发生了偏转，如图3－1、2－7所示，则图中的射线a为________射线，射线b为________射线．图3－1、2－7解析放射源可以放射出α、β、γ三种射线，α射线的穿透能力弱，不能穿透铝箔，β射线和γ射线的穿透能力强，可以穿透铝箔．由于β射线带负电，经过电场时受到电场力的作用而发生偏转，γ射线不带电，经过电场时不发生偏转，所以图中射线a是γ射线，射线b是β射线．答案γβ知识点三衰变及半衰期7．(·北京)表示放射性元素碘131(eq\o\al(131,)53I)β衰变的方程是 ()．A.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(127,)51Sb＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(131,)54Xe＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(130,)53I＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(130,)52Te＋eq\o\al(1,1)H解析β衰变是原子核自发地释放一个β粒子(即电子)产生新核的过程，原子核衰变时质量数与电荷数都守恒，结合选项分析可知，选项B正确．答案B8．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，元素半衰期也变长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，它反映了放射性元素衰变速度的快慢，半衰期越短，则衰变越快；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、化学状态无关，故A正确，B、C、D错误．答案A9．(·重庆)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 ()．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β射线是高速电子流，是原子核内的中子转化成一个质子和一个电子时放出电子产生的，选项A错误；γ光子的频率高于可见光的频率，由光子能量E＝hν知选项B错误；由于铯137的半衰期比碘131的半衰期长，所以碘131比铯137衰变更快，选项C错误；同位素具有相同质子数和不同中子数，选项D正确．答案D10．铀裂变的产物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(eq\o\al(90,40)Zr)，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衰变解析原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．方法一α衰变的次数为n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)，β衰变的次数为m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二设氪90(eq\o\al(90,36)Kr)经过x次α衰变，y次β衰变后变成锆90(eq\o\al(90,40)Zr)，由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x＋90＝90，2x－y＋40＝36，解得x＝0，y＝4.答案B11．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(eq\o\al(239,)94Pu)，这种eq\o\al(239,)94Pu可由铀239(eq\o\al(239,)92Pu)经过n次β衰变而产生，则n为 ()．A．2 B．239 C．145 D．92解析由于eq\o\al(239,)92U和eq\o\al(239,)94Pu的质量数相等，而核电荷数增加2，因此，eq\o\al(239,)92U经2次β衰变，变为eq\o\al(239,)94Pu，故A正确．答案A图3－1、2－812．计数器是一种探测射线的仪器，如图3－1、2－8所示，X为未知放射源，它向右方发射放射线．放射线首先通过一块薄铝箔P(厚度约为1mm)，并经过一个强磁场区域后到达计数器，计数器上单位时间内记录到的射线粒子是一定的．现将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，然后将薄铝箔P移开，则计数器单位时间内记录的射线粒子明显上升．据此可以判定X图3－1、2－8A．纯β放射源 B．纯γ放射源C．α和β的混合放射源 D．α和γ的混合放射源解析将强磁场移开，计数器单位时间内所记录的射线粒子基本保持不变，即磁场对射线粒子没有影响，则可以断定计数器接收到的是不带电的γ射线，以后将薄铝箔P(厚度约为1mm明显上升．这说明计数器除了接收到了γ射线之外，还接收到了一种原来被厚度约为1mm的薄铝箔P挡住的射线，而厚度约为1α射线挡住，所以X为能放射α射线和γ射线的混合放射源，故D项正确．答案D13．(·朝阳区高二检测)天然放射性铀(eq\o\al(238,)92U)发生衰变后产生钍(eq\o\al(234,)90Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(eq\o\al(238,)92U)核的速度为v，衰变产生的钍(eq\o\al(234,90)T