2 放射性元素的衰变知识点题库

某放射性元素经过m次α衰变和n次β衰变，变成一种新原子核，新原子核比原来的原子核质子数减少，中子数减少．

地球的年龄到底有多大，科学家们是利用天然放射性元素的衰变规律来推测的．通过对目前发现的最古老的岩石中铀和铅含量的测定，测定出该岩石中含有的铀是岩石形成初期时（岩石形成初期不含铅）的一半．铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间的变化规律如右图所示．图中N为铀238的原子数，N₀为铀和铅的总原子数，则由此可以断定：

（1）地球年龄大约为多少年？
（2）被测定的古老岩石样品在90亿年后的铀、铅原子数之比是多少？

放射性元素A经过2次α衰变和1次β 衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（）

A . 1位 B . 2位 C . 3位 D . 4位

关于近代物理学的下列说法正确的是（）

A . 由玻尔理论可知，氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能减小，电势能增大 B . 对于同一种金属来说，其极限频率恒定，与入射光的频率及光的强度均无关 C . 卢瑟福通过α粒子散射实验提出了原子核内部由核子构成 D . $\text{[math]}$ Th核发生β衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数不变，质量数不变

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中a、b所示，由图可以判定（）

A . 该核发生的是α衰变 B . 该核发生的是β衰变 C . a表示反冲核的运动轨迹 D . 磁场方向一定垂直纸面向里

钚的放射性同位素₉₄²³⁹Pu静止时衰变为铀核激发态₉₂²³⁵U和α粒子，而铀核激发态₉₂²³⁵U立即衰变为铀核₉₂²³⁵U，并放出能量为0.097MeV的γ光子．已知：₉₄²³⁹Pu、₉₂²³⁵U和α粒子的质量分别为m_Pu=239.0521u、m_U=235.0439u和m_α=4.002 6u，1u的质量相当于931.5MeV的能量．

（1）写出衰变方程；
（2）计算释放的核能；（保留4位小数）
（3）已知衰变放出的光子的动量可忽略，求α粒子的动能．（保留3位小数）

一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B . 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 C . 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 D . 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

一静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，下列说法正确的是（）

A . 衰变后钍核的动能等于α粒子的动能 B . 铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经历的时间 C . 衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小 D . 衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量

下列说法正确的是（　　）

A . 对于任何一种金属都存在一个“最大波长”，入射光的波长必须小于这个波长，才能产生光电效应 B . 铀235的半衰期为7亿年，随地球环境的变化，半衰期可能变短 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 . 氢原子的核外电子由较高能级跃迁到较低能级时，要释放一定频率的光子，同时电子的动能增加，电势能减小

$\text{[math]}$ U经过m次α衰变和n次β衰变 $\text{[math]}$ Pb，则（）

A . m=7，n=3 B . m=7，n=4 C . m=14，n=9 D . m=14，n=18

关于近代物理内容的叙述正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 射线与 $\text{[math]}$ 射线一样是电磁波，但穿透本领比 $\text{[math]}$ 射线强 B . 光电效应和康普顿效应深入揭示了光的粒子性，前者表明光子具有能量，后者表明光子既具有能量，也具有动量 C . 某原子核经过一次 $\text{[math]}$ 衰变和两次 $\text{[math]}$ 衰变后，核内中子数减少6个 D . 氡的半衰期为 $\text{[math]}$ 天，4个氡原子核经过 $\text{[math]}$ 天后就一定只剩下1个氡原子核

下列四幅图涉及不同的物理知识，其中说法正确的是（）

图片_x0020_100006

A . 甲图中，比结合能越大，核就越稳定，比结合能是原子核稳定程度的量度 B . 乙图中，电子绕原子运行的轨道半径是任意的 C . 丙图中，原来有100个氡222经过一个半衰期的时间，一定还剩余 50个 D . 丁图中，链式反应属于重核的裂变，在核裂变过程中减少的质量转化成了能量

关于近代物理的知识，下列说法正确的有（）

①结合能越大，原子核内核子结合得越牢固，原子核越稳定

②铀核裂变的一种核反应方程为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ + $\text{[math]}$ +2 $\text{[math]}$

③设质子、中子、α粒子的质量分别为m₁、m₂、m₃ ，两个质子和两个中子结合成一个α粒子，释放的能量是（2m₁+2m₂-m₃）c²

④若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光也不能使该金属发生光电效应

⑤核泄漏事故污染物铯（Cs）137能够产生对人体有危害的辐射，其衰变方程为 $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ +x ，由方程可判断x是电子

⑥ $\text{[math]}$ → $\text{[math]}$ +X中X为中子，核反应类型为衰变

⑦β衰变现象说明电子是原子核的组成部分

⑧放射性元素的半衰期随温度的升高而变短

⑨放射性元素发生β衰变时所释放的电子来源于原子的核外电子

⑩平均结合能小的原子核结合成或分解成平均结合能大的原子核时一定放出核能

A . 3个 B . 4个 C . 5个 D . 6个

天然放射性元素衰变时放出的γ射线是（）

A . 质子流 B . 电子流 C . 氦核流 D . 电磁波

在垂直于纸面的匀强磁场中，有一原来静止的氡核222𝑅，该原子核发生α衰变，放出一个速度为v₀、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋（Po），若氡核发生衰变时，释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能（涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计）。以下说法正确的是（）

A . 衰变后α粒子和反冲核钋（Po）在匀强磁场中的运动轨迹如图甲所示，小圆表 α粒子的运动轨迹 B . 衰变后α粒子和反冲核钋（Po）在匀强磁场中的运动轨迹如图乙所示，大圆表示α粒子的运动轨迹 C . 衰变过程α粒子和反冲核钋（Po）组成的系统能量守恒，动量不守恒 D . 衰变过程中，质量亏损为 $\text{[math]}$

A、B是两种放射性元素的原子核，原来都静止在同一匀强磁场，真中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，运动方向都与磁场方向垂直。图中a、b与c、d分别表示各粒子的运动轨迹，下列说法中正确的是（　　）

A . A放出的是α粒子，B放出的是β粒子 B . a为α粒子运动轨迹，d为β粒子运动轨迹 C . α轨迹中的粒子比b轨迹中的粒子动量小 D . 磁场方向一定垂直纸面向外

关于近代物理知识的描述，下列说法正确的是（　　）

A . 温度越高，元素的半衰期越短 B . 核反应方程 $\text{[math]}$ 为 $\text{[math]}$ 衰变 C . 原子核裂变过程，原子核的比结合能变大 D . 原子核聚变过程，原子核的比结合能变小

下列关于衰变与核反应的说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ ，经过3次 $\text{[math]}$ 衰变，2次β衰变 B . β衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的 C . 核聚变反应方程 $\text{[math]}$ 中，X表示质子 D . 高速 $\text{[math]}$ 粒子轰击氮核可从氮核中打出中子，核反应方程为 $\text{[math]}$

2021年11月3日上午，清华大学王大中院士在北京人民大会堂被授于2020年度国家最高科学技术奖，王大中院士领导清华大学核能研究团队以提高核能安全性为主要学术理念，成功走出了一条以固有安全为主要特征的先进核能技术的发展之路。下列有关核反应的说法，正确的是（）

A . 铀核的衰变和裂变都能自发发生 B . 两个轻核结合成质量较大的核，核子的比结合能增加 C . 温度升高，铀核的半衰期将逐渐减小 D . 要使重核裂变产生链式反应，需用α粒子轰击重核

下列现象中，与原子核内部变化有关的是（）

A . 紫外线照射锌板时，锌板向外发射光电子的现象 B . 阴极射线打到金属上从金属中发出X射线 C . 氢原子发光时，形成不连续的线状光谱的现象 D . 含铀的矿物质自发向外放出 $\text{[math]}$ 射线（高速电子流）的现象

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