2 放射性元素的衰变知识点题库

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）写出衰变方程.
（2）求α粒子的动能（忽略γ光子的动量）．

核能作为一种新能源在现代社会中已不可缺少，但安全是核电站面临的非常严峻的问题．核泄漏中的钚（Pu）是一种具有放射性的超铀元素，钚的危险性在于它对人体的毒性，与其他放射性元素相比钚在这方面更强，一旦侵入人体，就会潜伏在人体肺部、骨骼等组织细胞中，破坏细胞基因，提高罹患癌症的风险．已知钚的一种同位素 $\text{[math]}$ Pu的半衰期为24 100年，其衰变方程 $\text{[math]}$ Pu→X+ $\text{[math]}$ He+γ，下列有关说法正确的是（）

A . X原子核中含有143个中子 B . 100个 $\text{[math]}$ Pu经过24 100年后一定还剩余50个 C . 由于衰变时释放巨大能量，根据E=mc² ，衰变过程中总质量增加 D . 衰变发出的γ放射线是波长很短的光子，具有很强的穿透能力

放射性元素具有半衰期，如果将某种放射性元素制成核电池，带到火星上去工作．火星上的温度等环境因素与地球有很大差别，该放射性元素到火星上之后，半衰期（填“发生”或“不发生”）变化．若该放射性元素的半衰期为T年，经过年，该元素还剩余12.5%．

在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变．放射出α粒子（ $\text{[math]}$ ）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R．以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量．

（1）放射性原子核用 $\text{[math]}$ 表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程．
（2） α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小．
（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损△m．

宇宙线是来自宇宙空间的高能粒子流，由各种原子核以及非常少量的电子、光子和中微子等组成，它可能携带着宇宙起源、天体演化的信息，一直吸引着科学家的关注．

宇宙线粒子的能量范围非常大，有的可以高达5×10¹⁹eV．宇宙线逃逸出宇宙线源在星际空间中传播时，会与磁场、星际介质等发生相互作用，导致一系列复杂的物理效应产生．

利用空间探测器可以得到宇宙线在银河系中传播的一些数据，比如：铍10铍9比（ $\text{[math]}$ ），其中铍9是宇宙线中原有的铍10在传播过程中衰变产生的．

据此材料，以下叙述正确的是

A . 宇宙线粒子的能量可以高达8×10³⁸J B . 宇宙线中的电子不会受到星际磁场的影响 C . 根据 $\text{[math]}$ 可以得到宇宙线在银河系中平均传播时间的相关信息 D . 根据宇宙线到达探测器时的方向可以得到宇宙线源方位的相关信息．

下列说法正确的是（）

A . 天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构 B . α、β和γ三种射线，α射线的穿透力最强 C . $\text{[math]}$ 衰变成 $\text{[math]}$ 要经过6次β衰变和8次α衰变 $\text{[math]}$ D . 自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能

放射性物质 $\text{[math]}$ Pb和 $\text{[math]}$ Co的核衰变方程分别为：

$\text{[math]}$ Po→ $\text{[math]}$ Pb+X₁

$\text{[math]}$ Co→ $\text{[math]}$ Ni+X₂

方程中的X₁代表的是，X₂代表的是．

如图所示是描述原子核核子的平均质量 $\text{[math]}$ 与原子序数Z的关系曲线，由图可知下列说法正确的是（）

A . 将原子核A分解为原子核B，C可能吸收能量 B . 将原子核D，E结合成原子核F可能释放能量 C . 将原子核A分解为原子核B，F一定释放能量 D . 将原子核F，C结合成原子核B一定释放能量

目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）

A . 氡的半衰期为3.8天，若有4kg氡原子核，经过7.6天后就只剩下1kg氡原子核 B . 氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核 C . 放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生产生的高速电子 D . 放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性

目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素．比如，有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出α、β、γ射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病．根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( )

A . β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的 B . 氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就剩下一个原子核了 C . γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，α射线的穿透能力最强，电离能力最弱 D . 发生α衰变时，生成核与原来的原子核相比，中子数减少了4

下列说法正确的是（）

A . 组成原子核的核子越多，原子核越稳定 B . $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 经过4次 $\text{[math]}$ 衰，2次β衰变 C . 在LC振荡电路中，当电流最大时，线圈两端电势差也最大 D . 在电子的单缝衍射实验中，狭缝变窄，电子动量的不确定量变大

关于原子物理，下列说法正确的是（）

A . 太阳辐射能量的主要来源是太阳中发生的轻核聚变 B . 若某光恰好能使锌发生光电效应，则改用波长更长的光照射锌也能发生光电效应 C . $\text{[math]}$ 射线是高速运动的电子流 D . $\text{[math]}$ 的半衰期是5天，32克 $\text{[math]}$ 经过10天后还剩下8克

1956年，李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒，1957年吴健雄用钴原子核（⁶⁰Co）在极低温（0.01K）和强磁场中的β衰变实验结果给出了令人信服的证明． $\text{[math]}$ 在极低温下的半衰期（选填“大于”、“等于”或“小于”）常温下的半衰期；

一静止的 $\text{[math]}$ 核经 $\text{[math]}$ 衰变成为 $\text{[math]}$ 核，释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后 $\text{[math]}$ 核的动能为多少MeV（保留1位有效数字），约合多少焦耳（保留2位有效数字）？并写出衰变方程。

下列说法正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 氢原子辐射出一个光子后，根据玻尔理论可知，氢原子的电势能减少，核外电子的运动的加速度增大，动能减小，原子能量减少 B . $\text{[math]}$ 在 $\text{[math]}$ 衰变中会伴随着 $\text{[math]}$ 射线的产生，衰变方程为 $\text{[math]}$ ，其中 $\text{[math]}$ 射线是镤原子核放出的 C . $\text{[math]}$ 是 $\text{[math]}$ 衰变方程 D . 卢瑟福通过对阴极射线的研究提出了原子核式结构模型

下列说法正确的是 $\text{[math]}$ $\text{[math]}$

A . 铀 $\text{[math]}$ 经过 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ 衰变形成稳定的铅 $\text{[math]}$ ，在这一变化过程中，共有6个中子转变为质子 B . 一个氢原子从 $\text{[math]}$ 的激发态跃迁到基态时，能辐射3个光子 C . 结合能越大的原子核，核子结合得越牢固，原子核越稳定 D . 某入射光照射到金属锌版表面时发生光电效应，当增大入射光频率时，光电子最大初动能也随之增大

关于近代物理知识，下列说法正确的是（）

A . 光电子的最大初动能与入射光的频率成正比 B . 在康普顿效应中，当入射的光子与晶体中的电子碰撞时，要把一部分动量转移给电子因而光子动量变小 C . 原子核衰变时电荷数和质量都守恒 D . 现在地球上消耗的能量，绝大部分来自太阳，即太阳内部裂变时释放的核能

在核电站发生核事故后，附近可检测出放射性元素铯137，铯137的半衰期约为30年。假设一条海鱼在15年前体内有2.0×10^-8g的铯137，若铯137在这期间未被代谢出体外，则现在残留在其体内的铯137有（）

A . 0.5×10^-8g B . 1.0×10^-8g C . 1.4×10^-8g D . 1.5×10^-8g

某种国产核电池是利用 $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 释放能量制成的。关于 $\text{[math]}$ 衰变为 $\text{[math]}$ 的核反应过程，下列说法正确的是（）

A . $\text{[math]}$ 发生 $\text{[math]}$ 衰变，衰变方程为 $\text{[math]}$ B . 核反应生成的 $\text{[math]}$ 粒子具有很强的电离本领和穿透能力 C . 当温度降低时， $\text{[math]}$ 衰变的半衰期将变大 D . 核反应前后，反应物的质量之和等于生成物的质量之和

以下叙述中正确的是（）

A . 根据麦克斯韦电磁场理论，变化的电场一定产生变化的磁场 B . 核反应 $\text{[math]}$ 是β衰变，释放的电子来自核外电子 C . 卢瑟福根据α粒子散射实验提出了原子核式结构模型 D . 照相机镜头上镀增透膜利用了光的干涉原理

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