高考物理一輪復習：放射性元素的衰變

更新時間：2024-09-14 瀏覽次數(shù)：45 類型：一輪復習

一、選擇題

1. (2024·浙江) 發(fā)現(xiàn)中子的核反應方程為 $\text{[math]}$ ， “玉免二號”巡視器的核電池中钚238的衰變方程為型 $\text{[math]}$ 正確的是（）

A . 核反應方程中的X為 $\text{[math]}$ B . 衰變方程中的Y為 $\text{[math]}$ C . 中子 $\text{[math]}$ 的質(zhì)量數(shù)為零 D . 钚238的衰變吸收能量

答案解析收藏糾錯 + 選題
2. (2024高二下·益陽期末) 目前，在家庭裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝修材料，這些巖石斗不同程度地含有放射性元素，這些放射性元素衰變時可能會放出 $\text{[math]}$ 、 $\text{[math]}$ 或 $\text{[math]}$ 射線，對人的健康產(chǎn)生影響。為了鑒別放射性元素釋放射線的種類，現(xiàn)使它們進入圖示勻強磁場，三種射線在磁場中的偏轉情況如圖所示，則（　　）

A . 射線1是 $\text{[math]}$ 射線 B . 射線2是 $\text{[math]}$ 射線 C . 射線2是中子流 D . 射線3是原子核外的電子形成的電子流

答案解析收藏糾錯 + 選題
3. (2024·海南) 人工核反應 $\text{[math]}$ 中的X是（　　）

A . 中子 B . 質(zhì)子 C . 電子 D . α粒子

答案解析收藏糾錯 + 選題
4. (2024高三上·湖南月考) 科學家用α粒子轟擊 $\text{[math]}$ 時，實現(xiàn)了人工核轉變，反應方程為 $\text{[math]}$ ，則X為（　?。?

A . β負粒子 B . β正粒子 C . 中子 D . 質(zhì)子

答案解析收藏糾錯 + 選題
5. (2024高二下·重慶市月考) 下列說法正確的有（）

A . 黑體輻射的強度與頻率的關系是：隨著溫度的升高，各種頻率的輻射都增加，輻射強度極大值的光向頻率較低的方向移動 B . α粒子散射實驗中少數(shù)α粒子發(fā)生了較大偏轉是盧瑟福猜想原子核式結構模型的主要依據(jù) C . 天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)說明了原子有復雜的結構 D . 利用α射線可發(fā)現(xiàn)金屬制品中的裂紋

答案解析收藏糾錯 + 選題
6. (2024高二下·東城期末) 關于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。?

A . 天然放射現(xiàn)象表明原子內(nèi)部有一定結構 B . 升高溫度可以改變原子核衰變的半衰期 C . β射線是原子核外的電子形成的電子流 D . 三種射線中γ射線的穿透能力最強，電離作用最小

答案解析收藏糾錯 + 選題
7. (2024高三下·南充月考) 關于天然放射現(xiàn)象，下列說法正確的是（　?。?

A . 天然放射現(xiàn)象表明原子內(nèi)部是有結構的 B . β 射線是原子核外電子形成的電子流 C . 升高溫度可以減小放射性元素的半衰期 D . β 射線比α射線的穿透能力強

答案解析收藏糾錯 + 選題
8. (2024高二下·桂林期末) 2023年6月7日，我國研發(fā)的第四代釷基反應堆在甘肅省騰格里沙漠正式運行。釷基熔鹽核反應堆不僅發(fā)電效率高，而且核廢料污染小，具有廣闊的應用前景。 $\text{[math]}$ 本身不能直接使用，需用加速器轟擊鉛靶產(chǎn)生中子，然后中子轟擊 $\text{[math]}$ ，使其變?yōu)?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmsubsup%3E%3Cmrow%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmn%3E90%3C%2Fmn%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmn%3E233%3C%2Fmn%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmsubsup%3E%3Cmtext%3ETh%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;"> ， $\text{[math]}$ 經(jīng)過兩次 $\text{[math]}$ 衰變后生成 $\text{[math]}$ ，再利用中子轟擊 $\text{[math]}$ 發(fā)生裂變后釋放核能，其典型產(chǎn)物是 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，已知 $\text{[math]}$ 的半衰期為22分鐘，則（　　）

A . $\text{[math]}$ 裂變反應的方程為 $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ 衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)中子轉化成了一個質(zhì)子和一個電子 C . 16個 $\text{[math]}$ 經(jīng)過66分鐘后有14個發(fā)生了衰變 D . $\text{[math]}$ 的比結合能小于 $\text{[math]}$ 的比結合能

答案解析收藏糾錯 + 選題
9. (2024高二下·撫州期末) 核電池是一種核動力裝置，里面裝有自然衰變的放射性元素，不但兼顧放熱的功效，而且還具有發(fā)電的功效。某種國產(chǎn)核電池是利用 $\text{[math]}$ 衰變?yōu)?img class="mathml" src="http://math.21cnjy.com/MathMLToImage?mml=%3Cmath+xmlns%3D%22http%3A%2F%2Fwww.w3.org%2F1998%2FMath%2FMathML%22%3E%3Cmrow%3E%3Cmsubsup%3E%3Cmrow%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3E92%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3Cmrow%3E%3Cmtext%3E234%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmsubsup%3E%3Cmtext%3EU%3C%2Fmtext%3E%3C%2Fmrow%3E%3C%2Fmath%3E" style="max-width:100%;vertical-align: middle;">釋放能量，可連續(xù)幾十年提供一定的電能。下列說法正確的是（　?。?

A . $\text{[math]}$ 發(fā)生α衰變方程為 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ B . 核反應生成物中的α粒子具有很強的電離本領，但穿透能力很弱 C . 當溫度升高， $\text{[math]}$ 衰變的半衰期將變大 D . 核反應前后核子數(shù)相等，所以生成物的質(zhì)量之和等于反應物的質(zhì)量之和

答案解析收藏糾錯 + 選題
10. (2024高二下·東坡期末) 兩種放射性元素的半衰期分別為 $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ ，在 $\text{[math]}$ 時刻這兩種元素的原子核總數(shù)為 $\text{[math]}$ 。在 $\text{[math]}$ 時刻，已衰變的原子核總數(shù)為 $\text{[math]}$ ，則在 $\text{[math]}$ 時刻，已衰變的原子核總數(shù)為（　?。?

A . $\text{[math]}$ B . $\text{[math]}$ C . $\text{[math]}$ D . $\text{[math]}$

答案解析收藏糾錯 + 選題
11. (2024高二下·龍鳳期末) 碳14具有放射性，會自發(fā)衰變成為氮．在醫(yī)學上碳14常用來檢測幽門螺桿菌，服用碳14標記的尿素后，感染者胃中的尿素酶可將尿素分解為氨和碳14標記的 $\text{[math]}$ 定時收集呼出的氣體，通過分析呼氣中碳14標記的 $\text{[math]}$ 的含量即可判斷是否感染。下列說法正確的是（）

A . 呼氣試驗主要利用碳14作為示蹤原子的特點 B . 通過高溫高壓可改變碳14的半衰期 C . 強相互作用是引起碳14衰變的主要原因 D . 經(jīng)過兩個半衰期，100個碳14有75個發(fā)生了衰變

答案解析收藏糾錯 + 選題
12. (2024高二下·涪城期末) 正電子是電子的反粒子，與電子質(zhì)量相同、帶等量正電荷。在云室中有垂直于紙面的勻強磁場，從P點發(fā)出兩個電子和一個正電子，三個粒子運動軌跡如圖中1、2、3所示。下列說法正確的是（　　）

A . 磁場方向垂直于紙面向里 B . 軌跡1對應的粒子運動速度越來越大 C . 軌跡2對應的粒子初速度比軌跡3的大 D . 軌跡3對應的粒子是正電子

答案解析收藏糾錯 + 選題

二、多項選擇題

13. (2024高二下·沙坪壩期末) 2023年8月24日，日本政府啟動福島核污染水排海作業(yè)。在核污染水中含有大量放射性元素 $\text{[math]}$ ，其衰變方程為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 半衰期為8天，則（　　）

A . X是來自于 $\text{[math]}$ 原子的核外電子 B . $\text{[math]}$ 比 $\text{[math]}$ 的比結合能大 C . 溫度升高， $\text{[math]}$ 的半衰期將變小 D . 經(jīng)過16天，75%的 $\text{[math]}$ 原子核發(fā)生了衰變

答案解析收藏糾錯 + 選題
14. (2022高二下·聯(lián)合期末) 下列說法正確的是（）

A . 甲圖中，用同一裝置僅調(diào)節(jié)單縫寬度得到某單色光的兩幅衍射圖樣，可判定A的縫寬小于B的縫寬 B . 乙圖中，消聲的原理是波的干涉 C . 丙圖中，醫(yī)生用“彩超”技術給病人檢查身體的原理是波的多普勒效應 D . 丁圖中，拍CT片是利用 $\text{[math]}$ 射線穿透本領強的特點

答案解析收藏糾錯 + 選題
15. (2024高二下·保定月考) 有些元素的原子核有可能從很靠近它的核外電子中“俘獲”一個電子形成一個新原子核，從離原子核最近的K層電子中俘獲電子，叫“K俘獲”?，F(xiàn)有一個鈹原子核 $\text{[math]}$ 發(fā)生了“K俘獲”生成一個新的原子核 $\text{[math]}$ 并放出一個不帶電的質(zhì)量接近于零的中微子 $\text{[math]}$ ，核反應方程為 $\text{[math]}$ 。關于鈹原子核 $\text{[math]}$ 的“K俘獲”的過程，下列說法正確的是（）

A . 新原子核 $\text{[math]}$ 帶負電 B . 新原子核 $\text{[math]}$ 比原來的鈹原子核多一個中子 C . 新原子核 $\text{[math]}$ 比原來的鈹原子核多一個質(zhì)子 D . 新原子核 $\text{[math]}$ 的比結合能大于鈹原子核 $\text{[math]}$ 的比結合能

答案解析收藏糾錯 + 選題
16. (2023高二下·西寧期末) 下列說法正確的是（　?。?

A . $\text{[math]}$ X與 $\text{[math]}$ Y互為同位素 B . $\text{[math]}$ X與 $\text{[math]}$ X互為同位素 C . $\text{[math]}$ X與 $\text{[math]}$ Y中子數(shù)相同 D . $\text{[math]}$ U核內(nèi)有92個質(zhì)子，235個中子

答案解析收藏糾錯 + 選題
17. (2023高二下·越秀期末) 下列說法正確的是（　?。?nbsp;

A . α射線的穿透能力比γ射線強 B . 天然放射現(xiàn)象說明原子核具有復雜的結構 C . 半衰期跟放射性元素以單質(zhì)或化合物形式存在無關 D . 每個核子平均釋放的結合能輕核聚變時要比重核裂變時小

答案解析收藏糾錯 + 選題

三、非選擇題

18. (2019高二下·北碚期末) 太陽能量來源于太陽內(nèi)部氫核的聚變，設每次聚變反應可以看作是4個氫核 $\text{[math]}$ 結合成1個氦核 $\text{[math]}$ ，同時釋放出正電子 $\text{[math]}$ ；已知氫核的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，氦核的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，正電子的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，真空中光速為 $\text{[math]}$ 則每次核反應中的質(zhì)量虧損及氦核的比結合能

答案解析收藏糾錯 + 選題
19. (2024高二下·黃浦期中) 放射性元素 $\text{[math]}$ 衰變?yōu)? $\text{[math]}$ ，此衰變過程的核反應方程是；用此衰變過程中發(fā)出的射線轟擊 $\text{[math]}$ ，可得到質(zhì)量數(shù)為22的氖(Ne)元素和另一種粒子，此核反應過程的方程是．

答案解析收藏糾錯 + 選題
20. (2024高二上·密山期末) 貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象，揭開了人類研究原子核結構的序幕。如圖中P為放在勻強電場中的天然放射源，其放出的射線在電場中分成A、B、C三束。
1. （1）三種射線中，穿透能力最強，經(jīng)常用來對金屬探傷的是射線；電離作用最強，動量最大，經(jīng)常用來轟擊原子核的是射線。
2. （2）請完成以下與上述粒子有關的兩個核反應方程： $\text{[math]}$ Th→ $\text{[math]}$ Pa＋； $\text{[math]}$ 。
答案解析收藏糾錯 + 選題
21. (2024高二下·濟南月考) 核電池又稱同位素電池，是利用放射性同位素衰變放出載能粒子并將其能量轉換為電能的裝置，我國發(fā)射的嫦娥三號和四號月球著陸器配備了中俄聯(lián)合研制的钚 $\text{[math]}$ 核電池，該核電池使用的燃料為 $\text{[math]}$ 。一個靜止的 $\text{[math]}$ 發(fā)生 $\text{[math]}$ 衰變生成新核 $\text{[math]}$ ，并放出 $\text{[math]}$ 射線。已知 $\text{[math]}$ 的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 粒子的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，動能為 $\text{[math]}$ ，新核 $\text{[math]}$ 的質(zhì)量為 $\text{[math]}$ ，動能為 $\text{[math]}$ ，光速為 $\text{[math]}$ ，普朗克常量為 $\text{[math]}$ 。
1. （1）寫出 $\text{[math]}$ 衰變的核反應方程；
2. （2）求 $\text{[math]}$ 射線的頻率。
答案解析收藏糾錯 + 選題
22. (2024高二下·宜豐月考) 鈾核 $\text{[math]}$ 是一種具有強放射性的元素。如圖所示， $\text{[math]}$ 是勻強磁場I、II的分界線，磁場方向均垂直于紙面向外。靜止在 $\text{[math]}$ 上O點的鈾核 $\text{[math]}$ 經(jīng)過一次 $\text{[math]}$ 衰變生成釷核 $\text{[math]}$ ，衰變后的 $\text{[math]}$ 粒子以動能 $\text{[math]}$ 垂直于 $\text{[math]}$ 在紙面內(nèi)向上進入磁場I。已知 $\text{[math]}$ 粒子和釷核運動后同時第一次經(jīng)過 $\text{[math]}$ ，衰變過程中釋放的能量全部轉化為 $\text{[math]}$ 粒子和釷核的動能，不計 $\text{[math]}$ 粒子和釷核的重力及粒子間相互作用。
1. （1）寫出鈾核 $\text{[math]}$ 的衰變方程，并求出勻強磁場I、II的磁感應強度之比；
2. （2）求 $\text{[math]}$ 衰變后生成的釷核 $\text{[math]}$ 的動能；
3. （3）若鈾核的比結合能為 $\text{[math]}$ ，釷核的比結合能為 $\text{[math]}$ ，求氦核的比結合能 $\text{[math]}$ 。
答案解析收藏糾錯 + 選題
23. (2024高二下·東城期末) 在如圖所示的勻強磁場中，一個靜止的氡原子核 $\text{[math]}$ 發(fā)生了一次 $\text{[math]}$ 衰變。向右放射出的 $\text{[math]}$ 粒子 $\text{[math]}$ 在與磁場垂直的平面內(nèi)做圓周運動。
（1）若新核的元素符號用Y表示，寫出該 $\text{[math]}$ 衰變的核反應方程。
（2）圖給出了衰變后 $\text{[math]}$ 粒子在磁場中的運動軌跡，請計算 $\text{[math]}$ 粒子與新核的軌道半徑之比，并在圖中畫出新核運動軌跡的示意圖。
（3）求新核與 $\text{[math]}$ 粒子的運動周期之比

答案解析收藏糾錯 + 選題
24. (2024高二下·聊城月考) 钚的放射性同位素 $\text{[math]}$ 靜止時衰變?yōu)殁櫤思ぐl(fā)態(tài) $\text{[math]}$ 和α粒子，而鈾核激發(fā)態(tài)U立即衰變?yōu)殁櫤薝，并放出能量為0.097MeV的γ光子。已知Pu、U和α粒子的質(zhì)量分別為 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 和 $\text{[math]}$ （質(zhì)量虧損1u相當于釋放931.5MeV的能量）衰變放出的光子的動量可忽略。
1. （1）寫出核反應方程；
2. （2）將衰變產(chǎn)生的鈾核U和α粒子垂直射入磁感應強度為B的同一勻強磁場，求鈾核U和α粒子圓周運動的半徑之比；
3. （3）求該核反應釋放的核能和α粒子的動能（結果保留兩位有效數(shù)字）。
答案解析收藏糾錯 + 選題
25. (2024高二下·宜豐月考)
湯姆孫測定電子比荷（電子的電荷量與質(zhì)量之比）的實驗裝置如圖所示．真空玻璃管內(nèi)，陰極K發(fā)出的電子經(jīng)加速后，穿過小孔A、C沿中心軸線OP₁進入到兩塊水平正對放置的極板D₁、D₂間的區(qū)域，射出后到達右端的熒光屏上形成光點．若極板D₁、D₂間無電壓，電子將打在熒光屏上的中心P₁點；若在極板間施加偏轉電壓U，則電子將打P₂點，P₂與P₁點的豎直間距為b，水平間距可忽略不計．若再在極板間施加一個方向垂直于紙面向外、磁感應強度為B的勻強磁場（圖中未畫出），則電子在熒光屏上產(chǎn)生的光點又回到P₁點．已知極板的長度為L₁ ，極板間的距離為d，極板右端到熒光屏間的距離為L₂ ．忽略電子的重力及電子間的相互作用．
1. （1）求電子進入極板D₁、D₂間區(qū)域時速度的大??；
2. （2）推導出電子的比荷的表達式；
3. （3）若去掉極板D₁、D₂間的電壓，只保留勻強磁場B，電子通過極板間的磁場區(qū)域的軌跡為一個半徑為r的圓弧，陰極射線射出極板后落在熒光屏上的P₃點．不計P₃與P₁點的水平間距，求P₃與P₁點的豎直間距y．
答案解析收藏糾錯 + 選題