格物学 近代物理原子核

半衰期的相关计算-原子核知识点月考进阶单选题自测题解析-青海省等高中物理,平均正确率52.0%

2025-08-01
半衰期的相关计算-原子核知识点月考进阶单选题自测题解析-青海省等高中物理,平均正确率52.0%
1、['α衰变的特点、本质及其方程的写法', '半衰期的相关计算', 'β衰变的特点、本质及其方程的写法', '质量亏损']

正确率19.999999999999996%$${{2}{0}{1}{1}}$$年$${{3}}$$月,日本发生的大地震造成了福岛核电站核泄漏$${{.}}$$在泄露的污染物中含有大量放射性元素$$\stackrel{1 3 1} {5 3} \mathbf{I},$$其衰变方程为$$\mathop{5 3}^{1 3 1} I$$$${{→}}$$$$\mathrm{^{1 3 1}_{5 4} \, X e+_{-1}^{0} e,}$$半衰期为$${{8}}$$天,已知$$m_{\mathrm{I}}=1 3 1. 0 3 7 2 1 \mathrm{u} \, \, \, \, m_{\mathrm{X e}}=1 3 1. 0 3 1 8 6 \mathrm{u} \, \, \, \, m_{\mathrm{e}}=0 0 0 0 5 4 9 \mathrm{u}.$$则下列说法正确的是(

D

A.衰变产生的$${{β}}$$射线来自于$$\mathbf{^{1 3 1}_{5 3} I}$$原子的核外电子

B.该反应前后质量亏损$$0. 0 0 5 3 5 \mathrm{u}$$

C.放射性元素$$\mathbf{^{1 3 1}_{5 3} I}$$发生的衰变为$${{α}}$$衰变

D.经过$${{1}{6}}$$天$${,{{7}{5}}{%}}$$的$$\mathbf{^{1 3 1}_{5 3} I}$$原子核发生了衰变

2、['半衰期的相关计算']

正确率60.0%利用半衰期$${{T}{=}{{5}{7}{3}{0}}}$$年的$$\mathrm{^{1 4} \, C}$$可以测定古生物的存活年代.活着的生物体中$$1 2 \, \mathrm{C}$$跟$$\mathrm{^{1 4} \, C}$$这两种同位素之比与空气中相同,生物死亡后,不再与外界交换$$1 4 \, \mathrm{C}, \,^{1 4} \, \mathrm{C}$$经过不断衰变其含量不断减少,通过测量生物遗骸中的$$\mathrm{^{1 4} \, C}$$与$$1 2 \, \mathrm{C}$$存量比,再与空气中比较,即可估算出生物死亡年代.若测得某恐龙遗骸中$$\mathrm{^{1 4} \, C}$$与$$1 2 \, \mathrm{C}$$的存量比为空气中的$$\frac{1} {k} ( k=1 0^{8 0 0 0} ),$$则该恐龙生存的年代为$${{(}{1}}$$亿年$${{=}{1}{×}{{1}{0}^{8}}}$$年$$, ~ \mathrm{l g} 1 0=1, ~ \mathrm{l g} 2 \approx0. 3 )$$(

B

A.约距今$${{2}{.}{5}}$$亿年$${{∼}}$$$${{2}}$$亿年

B.约距今$${{1}{.}{9}{9}}$$亿年$${{∼}}$$$${{1}{.}{4}{5}}$$亿年

C.约距今$${{1}{.}{4}{5}}$$亿年$${{∼}}$$$${{6}{5}{0}{0}}$$万年

D.$${{2}{.}{5}}$$亿年以前

3、['半衰期的概念', '半衰期的相关计算']

正确率80.0%某放射性元素经过$${{1}{1}{.}{4}}$$天有$$\frac{3} {4}$$的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为

C

A.$${{1}{1}{.}{4}}$$天

B.$${{8}{.}{6}}$$天

C.$${{5}{.}{7}}$$天

D.$${{3}{.}{8}}$$天

4、['半衰期的相关计算', '康普顿效应的概念、解释及意义', '光电效应的实验规律的理解', '核反应']

正确率60.0%下列说法正确的是(

C

A.$${{2}}$$克某放射性样品经过一个半衰期后用天平再次测量该样品,质量为$${{1}}$$克

B.康普顿效应深入地揭示了光具有波动性

C.核泄漏事故污染物$$\mathrm{^{1 3 7} \, C s}$$​能够产生对人体有害的辐射,其核反应方程式为$$\mathrm{^{1 3 7} C s \to^{1 3 7} B a+x}$$,​可以判断$${{x}}$$为电子

D.若用某一强度的绿光恰能使某金属发生光电效应,则用更低强度的紫光不能使该金属发生光电效应

5、['半衰期的概念', '半衰期的相关计算']

正确率60.0%下列表述正确的是(

C

A.$${{α}}$$粒子散射实验结果说明原子内部正电荷是均匀分布的

B.$${{β}}$$衰变说明原子的原子核外部存在自由电子

C.玻尔认为,原子中电子轨道是量子化的,能量也是量子化的

D.轻核聚变更为清洁$${、}$$安全,目前大型核电站都是利用轻核的聚变发电的

6、['能级及能级跃迁', '半衰期的相关计算', '物理学史、物理常识、研究方法', '聚变反应']

正确率40.0%下列说法正确的是(

B

A.太阳辐射的能量主要来自太阳内部的核裂变反应

B.卢瑟福发现质子的核反应方程式是$$\frac4 2 H e+\frac{1 4} {7} \, N \to\overset{1 7} {8} \, O+\overset{1} {1} H$$

C.铋$${{2}{1}{0}}$$的半衰期是$${{5}}$$天,$${{1}{2}{g}}$$铋$${{2}{1}{0}}$$经过$${{1}{5}}$$天后还有$${{2}{.}{0}{g}}$$未衰变

D.氢原子核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时,原子总能量减小

7、['原子核的比结合能曲线', '半衰期的概念', '半衰期的相关计算', '光的波粒二象性', 'α粒子散射实验及其解释']

正确率60.0%下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

B

A.放射性元索的半衰期与压力$${、}$$温度有关

B.质量数大的原子核,其比结合能不一定大

C.卢瑟福通过对$${{α}}$$粒子散射实验现象的分析,发现了原子是可以再分的

D.在单缝衍射实验中,假设只让一个光子通过单缝,则该光子不可能落在暗条纹处

8、['半衰期的概念', '能级及能级跃迁', '半衰期的相关计算', '射线的本质及三种射线的比较']

正确率40.0%下列说法正确的是(

C

A.$${{α}}$$射线$${、{β}}$$射线与$${{γ}}$$射线都是电磁波,其中$${{γ}}$$射线的穿透本领最强

B.当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时,将发生$${{β}}$$衰变

C.按照玻尔理论,氢原子核外电子从低能级跃迁到高能级时,电子的动能减少,原子的能量增大

D.一块纯净的放射性元素的矿石,经过一个半衰期以后,它的总质量等于之前的一半

9、['半衰期的相关计算', '计算发生α衰变和β衰变的次数', '光电效应现象及其解释', '理解核子、电荷数和质量数']

正确率40.0%下列说法正确的是

D

A.一束光照射到某金属表面上产生了光电效应,增大光的强度可以增加光电子的最大初动能

B.查德威克发现质子的核反应方程式是:$$\mathrm{^{1 4}_{7} N+_{2}^{4} H e \to_{8}^{1 7} O+_{1}^{1} H}$$

C.铋$${{2}{1}{0}}$$的半衰期是$${{5}}$$天,$${{1}{0}{g}}$$铋$${{2}{1}{0}}$$经过$${{1}{0}}$$天全部衰变为其它原子核

D.$$\mathrm{^{2 3 8} U}$$衰变为$$2 2 2_{8 6}$$要经过$${{4}}$$次$${{α}}$$衰变和$${{2}}$$次$${{β}}$$衰变

10、['半衰期的相关计算', '计算某原子的中子数和质子数']

正确率60.0%一块铀矿石中含$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$的质量为$${{m}}$$,铀衰变后生成铅$$\Hq{}_{8 2}^{2 0 6} P b, \hq{}_{9 2}^{2 3 8} U$$的半衰期为$${{T}}$$.则下列说法中正确的是(

C

A.一个$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$原子核中含有$${{9}{2}}$$个中子

B.加热该铀矿石能使铀核衰变速度变快

C.经过$${{2}{T}}$$时间后该矿石含$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$的质量还剩$$\frac{m} {4}$$

D.$${{4}{0}{0}}$$个$$\frac{2 3 8} {9 2} \, U$$原子核经半衰期$${{T}}$$后还剩余$${{2}{0}{0}}$$个

第一题解析:

选项分析:

A. 错误。$$β$$射线来自于原子核内中子转化为质子时释放的电子,而非核外电子。

B. 正确。质量亏损计算为 $$m_I - m_{Xe} - m_e = 131.03721u - 131.03186u - 0.000549u = 0.004801u$$,但题目给出的 $$0.00535u$$ 可能有误差或四舍五入。

C. 错误。衰变方程为 $$β$$衰变,释放电子,而非 $$α$$衰变。

D. 正确。16天为两个半衰期,剩余比例为 $$\frac{1}{4}$$,故衰变比例为 $$75\%$$。

正确答案:D。

第二题解析:

根据半衰期公式 $$N = N_0 \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{T}}$$,已知 $$\frac{N}{N_0} = \frac{1}{k} = 10^{-8000}$$,取对数得:

$$\log_{10} \left(\frac{1}{2}\right)^{\frac{t}{5730}} = -8000$$

解得 $$t \approx 1.99 \times 10^8$$ 年(约1.99亿年)。

正确答案:B。

第三题解析:

11.4天内衰变 $$\frac{3}{4}$$,剩余 $$\frac{1}{4}$$,说明经过两个半衰期。设半衰期为 $$T$$,则 $$2T = 11.4$$ 天,$$T = 5.7$$ 天。

正确答案:C。

第四题解析:

A. 错误。半衰期是统计规律,2克样品衰变后剩余质量可能略多于1克。

B. 错误。康普顿效应说明光具有粒子性。

C. 正确。核反应方程中 $$x$$ 为电子($$β$$衰变)。

D. 错误。紫光光子能量更高,即使强度低也可能发生光电效应。

正确答案:C。

第五题解析:

A. 错误。$$α$$粒子散射实验说明正电荷集中在原子核内。

B. 错误。$$β$$衰变的电子来自核内中子转化,非核外电子。

C. 正确。玻尔理论中轨道和能量均为量子化。

D. 错误。目前核电站利用核裂变,聚变尚未商业化。

正确答案:C。

第六题解析:

A. 错误。太阳辐射能量来自核聚变。

B. 正确。卢瑟福发现质子的核反应方程正确。

C. 错误。15天为3个半衰期,剩余质量为 $$12g \times \left(\frac{1}{2}\right)^3 = 1.5g$$。

D. 错误。电子跃迁到高能级时原子总能量增大。

正确答案:B。

第七题解析:

A. 错误。半衰期与压力、温度无关。

B. 正确。比结合能与核子数无直接关系。

C. 错误。卢瑟福发现原子核,未证明原子可再分。

D. 错误。单光子衍射可能落在暗条纹处(概率问题)。

正确答案:B。

第八题解析:

A. 错误。$$α$$、$$β$$射线非电磁波。

B. 错误。$$β$$衰变与核内过程相关,与核外电子能量无关。

C. 正确。电子跃迁到高能级时动能减少,原子能量增大。

D. 错误。矿石总质量包括衰变产物,不会减半。

正确答案:C。

第九题解析:

A. 错误。光电子最大初动能与光频率有关,与强度无关。

B. 错误。该反应是卢瑟福发现质子的反应,查德威克发现中子。

C. 错误。10天后剩余质量为 $$10g \times \left(\frac{1}{2}\right)^2 = 2.5g$$。

D. 正确。$$^{238}U \to ^{222}_{86}$$ 需4次 $$α$$衰变(质量数减16)和2次 $$β$$衰变(电荷数调整)。

正确答案:D。

第十题解析:

A. 错误。$$^{238}_{92}U$$ 的中子数为 $$238-92=146$$。

B. 错误。衰变速度不受温度影响。

C. 正确。$$2T$$后剩余质量为 $$\frac{m}{4}$$。

D. 错误。半衰期是统计规律,不适用于少量原子核。

正确答案:C。

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