【步步高】2022学年高中物理 4.2 原子核的衰变每课一练 沪科版选修3-5

【步步高】2022-2022学年高中物理4.2原子核的衰变每课一练沪科版选修3-5[基础题]1．下列哪些事实表明原子核具有复杂结构(　　)A．α粒子的散射实验B．天然放射现象C．阴极射线的发现D．X射线的发现答案　B解析　从原子核里能放出射线，说明原子核具有复杂结构．2．原子核中能放出α、β、γ射线，关于原子核的组成，以下说法中正确的是(　　)A．原子核中，有质子、中子，还有α粒子B．原子核中，有质子、中子，还有β粒子C．原子核中，有质子、中子，还有γ粒子D．原子核中，只有质子和中子答案　D解析　在放射性元素的原子核中，2个质子和2个中子结合的较紧密，有时作为一个整体放出，这就是α粒子的来源．说到底，它仍是由质子和中子组成的，不能据此认为它是原子核的组成部分．原子核里是没有电子的，但中子可以转化成质子，并向核外释放一个电子，这就是β粒子．原子核发生衰变后处于高能级，在回到低能级时多余的能量以γ光子的形式辐射出来，形成γ射线．故原子核里也没有γ粒子．3．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．α射线，β射线，γ射线B．γ射线，β射线，α射线C．γ射线，α射线，β射线D．β射线，α射线，γ射线答案　B解析　γ射线的穿透能力最强，α射线的穿透能力最弱，选B.4．“朝核危机”引起全球瞩目，其焦点就是朝鲜核电站采用轻水堆还是重水堆发电．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(Pu)，这种钚239可由铀239(U)经过n次β衰变而产生，则n为(　　)A．2B．239C．145D．92答案　A解析　β衰变规律是质量数不变，质子数增加1.Pu比U质子数增加2，所以发生2次β衰变，A对．5．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经过6次α衰变后的产物是Fm.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(　　)3A．124、259B．124、265C．112、265D．112、277答案　D解析　题中的核X经过6次α衰变后生成Fm，注意到Fm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．某放射性元素经过11.4天有7/8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天答案　D解析　半衰期是指有半数原子核发生衰变的时间，根据半衰期公式有()＝，＝3，因为t＝11.4天，所以τ＝＝3.8天．7．在横线上填上粒子符号和衰变类型．(1)92U→90Th＋________，属于________衰变(2)90Th→91Pa＋________，属于________衰变(3)84Po→85At＋________，属于________衰变(4)Cu→Co＋________，属于________衰变答案　(1)He　α　(2)　0－1e　β　(3)　0－1e　β　(4)He　α解析　根据质量数和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为He，属于α衰变；(2)中生成粒子为　0－1e，属于β衰变；(3)中生成粒子为　0－1e，属于β衰变；(4)中生成粒子为He，属于α衰变．[能力题]8.U衰变为Rn要经过m次α衰变和n次β衰变，则m，n分别为(　　)A．2,4B．4,2C．4,6D．16,6答案　B解析　由于衰变后的新核质量数减少了16，说明发生α衰变的次数是m＝＝4(次)，发生β衰变的次数是n＝86－(92－8)＝2(次)，故选项B正确．9．14C测年法是利用14C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14C的质量，m0为t＝0时14C的质量．下列四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(　　)3答案　C解析　由公式m＝m0·()可知14C的衰变图像应为C.10．原子核92U经放射性衰变①变为原子核90Th，继而经放射性衰变②变为原子核91Pa，再经放射性衰变③变为原子核92U.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衰变答案　A解析　92U90Th，质量数减少4，电荷数减少2，说明①为α衰变.90Th91Pa，质子数加1，说明②为β衰变，中子转化成质子.91Pa92U，质子数加1，说明③为β衰变，中子转化成质子．[探究与拓展题]图111．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1所示(图中直径没有按比例画)则(　　)A．α粒子和反冲核的动量大小相等方向相反B．原来放射性元素的核电荷数是90C．反冲核的核电荷数是88D．α粒子和反冲核的速度之比为1∶88答案　ABC解析　粒子之间相互作用的过程遵守动量守恒定律，由于原来的原子核是静止的，初动量为零，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，所以A正确．由于释放的α粒子和反冲核，在垂直于磁场的平面内且在洛伦兹力作用下做匀速圆周运动，所以由牛顿第二定律得qvB＝m，得R＝.若原来放射性元素的核电荷数为Q，则对α粒子R1＝.对反冲核R2＝.由于p1＝p2，所以有＝.解得Q＝90.它们的速度大小与质量成反比．所以B、C正确，D错误．3