2018版高中物理學(xué)業(yè)分層測評9第3章原子核與放射性第2節(jié)原子核衰變及半衰期魯科版選修3

1、第 2 節(jié)原子核衰變及半衰期（建議用時：45 分鐘）學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)1.（多選）關(guān)于天然放射現(xiàn)象和對放射性的研究，下列說法正確的是（）A.a射線和3射線在電場或磁場中偏轉(zhuǎn)說明它們是帶電粒子B. 原子核不是單一的粒子C. 丫射線一定伴隨a射線或3射線而產(chǎn)生D. 任何放射性元素都能同時發(fā)出三種射線【解析】 帶電粒子以一定的初速度垂直進(jìn)入電場或磁場能發(fā)生偏轉(zhuǎn)，a射線和3射線能在電場或磁場中偏轉(zhuǎn)說明它們是帶電粒子，故A 正確；放射現(xiàn)象說明原子核的可變性，即原子核不是單一粒子，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故選項(xiàng)B 正確；丫射線是原子核在發(fā)射a射線或3射線時多余的能量以 丫射線的形式產(chǎn)生的輻射，因此丫射線是伴隨（不是一定伴隨

2、）a射線或3射線而放出的， C D 均錯誤.【答案】 AB2.（多選）關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是（）A. 是放射源質(zhì)量減少一半所需的時間B. 是原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間C. 與外界壓強(qiáng)和溫度有關(guān)D. 可以用于測定地質(zhì)年代、生物年代等【解析】 原子核的衰變是由原子核的內(nèi)部因素決定的，與外界環(huán)境無關(guān).原子核的衰變有一定的速率，每隔一定的時間即半衰期， 原子核就衰變掉總數(shù)的一半. 不同種類的原子 核，其半衰期也不同，若開始時原子核數(shù)目為N0,經(jīng)時間t剩下的原子核數(shù)目為N,半衰期t1 -為TI/2，則 N= N）（2）T1/2.若能測出N與 N）的比值，就可求出t，依此公式可測定地質(zhì)

3、年代、 生物年代等.故正確答案為 B、D.【答案】 BD3. 由原子核的衰變規(guī)律可知（）【導(dǎo)學(xué)號：64772103】A.放射性元素一次衰變可同時產(chǎn)生a射線和3射線B. 放射性元素發(fā)生3衰變時，新核的化學(xué)性質(zhì)不變C. 放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制2D.放射性元素發(fā)生正電子衰變時，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1【解析】 一次衰變不可能同時產(chǎn)生a射線和3射線，只可能同時產(chǎn)生a射線和丫射線或3射線和丫射線；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核（新的物質(zhì)）3的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減小1.【答案】 C4.（多選）日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘

4、131，碘 131 是放射性同位素，衰變時會發(fā)出3射線與丫射線，碘 131 被人攝入后，會危害身體健康，由此引起了全世界 的關(guān)注下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識，說法正確的是（）A.人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131 衰變的快慢B.碘 131 的半衰期為 8.3 天，貝U4 個碘原子核經(jīng) 16.6 天后就一定剩下一個原子核C.3射線與丫射線都是電磁波，但丫射線穿透本領(lǐng)比3射線強(qiáng)D. 碘 131 發(fā)生3衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的【解析】 衰變的快慢由放射性元素本身決定，與外部環(huán)境無關(guān)，A 正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)幾個原子核無意義，B 錯誤；3射線是高速

5、電子流，丫射線是電磁波，故 C 錯誤；3衰變的實(shí)質(zhì)是 Om!H+-1e, D 正確.【答案】 AD5.（多選）某一放射性元素放出的射線通過電場后分成三束，如圖3-2-5 所示，下列說法正確的是（）圖 3-2-5A. 射線 3 的電離作用在三種射線中最強(qiáng)B. 射線 2 貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白紙就可以將它擋住C.一個原子核放出一個射線3 的粒子后， 質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來少2 個D.個原子核放出一個射線1 的粒子后，形成的新核比原來的電荷數(shù)少1 個【解析】 根據(jù)三束射線的偏轉(zhuǎn)方向，可以斷定射線1 帶負(fù)電，是3射線；射線 2 不帶電，是丫射線；射線 3 是a射線.a射線的電離作用最強(qiáng)，選項(xiàng) A 正確

6、.丫射線貫穿+4本領(lǐng)最強(qiáng)，用一張白紙可以擋住的是a射線，選項(xiàng) B 錯誤.每發(fā)生一次a衰變，原子核里面的 2 個中子和 2 個質(zhì)子結(jié)合成一個氦核而釋放出來，選項(xiàng)原子核里面的一個中子變成一個質(zhì)子，因此核電荷數(shù)增加【答案】 AC6.（多選）原子核器 Th 具有天然放射性，它經(jīng)過若干次原子核.下列原子核中，有三種是ITh 衰變過程中可以產(chǎn)生的，它們是（）A.203PbB.嚮 Pb216C.84Po【解析】發(fā)生 1 次a衰變時核子的質(zhì)量數(shù)減 4,電荷數(shù)減 2 ;發(fā)生 1 次3衰變時，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)加 1. 先從質(zhì)量數(shù)的變化分析，易得A、C、 D 正確【答案】 ACD7在橫線上填上粒子符號和衰變類型瓷

7、0Th+_ ，屬于_ 衰變(2)_234Th ?i4Pa+_ ，屬于衰變(3)_24P尸25At +_ ，屬于衰變(4)_2；Cu27co+_，屬于衰變【解析】 根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以判斷，(1)中生成的粒子為；He,屬于a衰變；(2)中生成的粒子為-0e，屬于3衰變；(3)中生成的粒子為-0e，屬于3衰變；(4) 中生成的粒子為2He,屬于a衰變.【答案】(1)42Hea(2)-10e3(3)-01e34(4)24Hea8.29328U 經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)?8026Pb.(1) 求一共經(jīng)過幾次a衰變和幾次3衰變？206Pb 與238U 相比，求質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少多少?(3) 寫出這

8、一衰變過程的方程【解析】守恒可得(1)設(shè)92U 衰變?yōu)?2Pb 經(jīng)過x次a衰變和y次3衰變.由質(zhì)量數(shù)和電何數(shù)238= 206 + 4x92= 82 + 2x-y聯(lián)立解得x= 8,y= 6,即一共經(jīng)過 8 次a衰變和 6 次3衰變(2) 由于每發(fā)生一次a衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少 2,每發(fā)生一次3衰變中子數(shù)減少 1, 而質(zhì)子數(shù)增加 1，故Pb 較238U 質(zhì)子數(shù)少 10,中子數(shù)少 22.(3) 核反應(yīng)方程為238LR206Pb+ 8；He+ 6-1e.C 正確.每發(fā)生一次3衰變,1，但核子數(shù)不變，故選項(xiàng) D 錯誤.a衰變和3衰變后會變成新的2285答案】 (1)8 6(2)10 22(3)238L

9、R206Pb+84He+6-?e 能力提升 9(多選)有一種新型鎳銅長效電池,它是采用半衰期長達(dá) 1 00 年的放射性同位素鎳 63(2638Ni) 和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料,利用鎳 63 發(fā)生3衰變時釋放電子給銅片,把鎳63 和銅片作電池兩極,外接負(fù)載為負(fù)載提供電能下面有關(guān)該電池的說法正確的是()【導(dǎo)學(xué)號： 64772043】A.鎳 63 的衰變方程是28NiT29CU+-1e6B. 鎳 63 的衰變方程是28NT27CU+1eC. 外接負(fù)載時鎳 63 的電勢比銅片高D. 該電池內(nèi)電流方向是從鎳片到銅片【解析】 鎳 63 的衰變方程為2；NiT1e+29Cu,選項(xiàng) A 對，B 錯.電

10、流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿臃较颍陔姵貎?nèi)部電流從銅片到鎳片，鎳片電勢高，為電池的正極，選項(xiàng) C 對，D 錯.【答案】 AC10.（多選）14C 發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約 5 700 年.已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動結(jié)束后，14C 的比例持續(xù)減少.現(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14C 的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一.下列說法正確的是（）A.該古木的年代距今約 5 700 年B.12C %、14C 具有相同的中子數(shù)C.14C 衰變?yōu)?4N的過程中放出3射線D.增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C 的衰變1【解析】 剩余的碳 14 占 2,表明經(jīng)過了一個半衰期

11、， A 正確；碳 14、13、12 的質(zhì)子 數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，中子數(shù)不同，碳 14 比碳 12 多兩個中子，故 B 錯誤；碳 14 變?yōu)榈?14, 質(zhì)量數(shù)未變，放出的是電子流，即3射線，C 正確；半衰期不受外界環(huán)境影響， D 錯誤.【答案】 AC11.回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展.當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷設(shè)備PET/CT 堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11 作示蹤原子.碳 11 是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮 14 獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程.若碳 11 的半 衰期T為

12、20 min，經(jīng) 2.0 h 剩余碳 11 的質(zhì)量占原來的百分之幾？（結(jié)果取 2 位有效數(shù)字）【解析】 核反應(yīng)方程為17N+1HT11C+2He設(shè)碳 11 原有質(zhì)量為m,經(jīng)過t1= 2.0 h 剩余的質(zhì)量為m,根據(jù)半衰期定義有【答案】1：N+!HH161C+2He 1.6%12.在勻強(qiáng)磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個個相切圓的徑跡照片（如圖 3-2-6 所示），今測得兩個相切圓半徑之比1:2= 1 : 44,求:a粒子，結(jié)果得到一張兩120 1.6%.7【導(dǎo)學(xué)號：64772044】圖 3-2-6(1) 圖中哪一個圓是a粒子的徑跡？(說明理由)(2) 這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？【解析】(1)因?yàn)閯恿肯嗟?，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道a粒子的徑跡，圓軌道1 是新