高中物理教科版5第三章原子核 學(xué)業(yè)分層測評9第3章2放射性衰變

學(xué)業(yè)分層測評(九)(建議用時(shí)：45分鐘)[學(xué)業(yè)達(dá)標(biāo)]1．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．α射線和β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．γ射線一定伴隨α射線或β射線而產(chǎn)生D．任何放射性元素都能同時(shí)發(fā)出三種射線E．γ射線往往伴隨α射線或β射線而產(chǎn)生【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)，α射線和β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；γ射線是原子核在發(fā)射α射線或β射線時(shí)多余的能量以γ射線的形式產(chǎn)生的輻射，因此γ射線是伴隨(不是一定伴隨)α射線或β射線而放出的，故選項(xiàng)E正確，C、D均錯(cuò)誤．【答案】ABE2．一個(gè)原子核發(fā)生衰變時(shí)，下列說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：11010039】A．總質(zhì)量數(shù)保持不變B．核子數(shù)保持不變C．變化前后質(zhì)子數(shù)保持不變D．總動(dòng)量保持不變E．變化前后中子數(shù)不變【解析】衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒，又質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù)，故衰變過程中核子數(shù)不變，A、B正確；發(fā)生β衰變時(shí)，質(zhì)子數(shù)增加中子數(shù)減少，C、E錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒的條件知D正確．【答案】ABD3．如圖3-2-5所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質(zhì)，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，則下列說法中正確的有()圖3-2-5A．打在圖中a、b、c三點(diǎn)的依次是α射線、γ射線和β射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強(qiáng)電場，則屏上的亮斑可能只剩下bE．如果在鉛盒和熒光屏間再放一豎直向下的勻強(qiáng)電場，則屏上可能出現(xiàn)兩個(gè)亮斑【解析】由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強(qiáng)磁場中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓弧．由于α粒子速度約是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運(yùn)動(dòng)．故A、C、E正確，B、D錯(cuò)誤．【答案】ACE4．在下列關(guān)于近代物理知識(shí)的說法中，正確的是()A．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，原子的能量增大B．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流C．鈾元素的半衰期為T，當(dāng)溫度發(fā)生變化時(shí)，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化D．查德威克發(fā)現(xiàn)了中子，其核反應(yīng)方程為：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nE．發(fā)生β衰變時(shí)其轉(zhuǎn)化方程為eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e【解析】氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正確；β射線是從原子核輻射出來的，不是原子外層電子電離出來的，B錯(cuò)；半衰期不隨外界因素的變化而變化，C錯(cuò)，D、E符合物理學(xué)事實(shí)，正確．【答案】ADE5．關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將變大B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)D．鈾核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰變?yōu)殂U核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變E．放射性元素的半衰期由核內(nèi)部自身的因素決定【解析】半衰期與元素的物理狀態(tài)無關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將不變，故A錯(cuò)誤，E正確；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子變成質(zhì)子時(shí)釋放出的電子，故B錯(cuò)誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)，故C正確；鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，每經(jīng)一次α衰變質(zhì)子數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)一次β衰變質(zhì)子數(shù)增1，中子數(shù)不變；由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，故D正確．【答案】CDE6．下列說法中正確的是()A．β衰變放出的電子來自組成原子核的電子B．β衰變實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子C．α衰變說明原子核中含有α粒子D．γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波E．原子核每發(fā)生一次α衰變，其核電荷數(shù)減少2【解析】原子核發(fā)生β衰變中放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放的電子，故A錯(cuò)誤，B正確．α射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時(shí)兩個(gè)中子和兩個(gè)質(zhì)子結(jié)合在一起而從原子核中釋放出來．γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質(zhì)是電磁波，故D、E正確．【答案】BDE7．在軋制鋼板時(shí)需要?jiǎng)討B(tài)地監(jiān)測鋼板的厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構(gòu)成，如圖3-2-6所示．該裝置中探測器接收到的是________．圖3-2-6【解析】α射線的穿透本領(lǐng)最弱，一張紙就能將其擋住，而β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng)，能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線的穿透本領(lǐng)最強(qiáng)，可以穿透幾厘米厚的鉛板，故探測器接收到的應(yīng)該是γ射線．【答案】γ射線8．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)，這些衰變是經(jīng)過了________次________衰變.【導(dǎo)學(xué)號：11010040】【解析】原子核每經(jīng)過一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．方法一α衰變的次數(shù)為n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)β衰變的次數(shù)為m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二設(shè)氪90(eq\o\al(90,36)Kr)經(jīng)過x次α衰變，y次β衰變后變成鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)由衰變前后的質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36解得x＝0，y＝4.【答案】4β[能力提升]9．元素X是Y的同位素，分別進(jìn)行下列衰變過程：Xeq\o(→,\s\up14(α))Peq\o(→,\s\up14(β))Q，Yeq\o(→,\s\up14(β))Req\o(→,\s\up14(α))S.則下列說法正確的是()A．Q與S是同位素B．X與R原子序數(shù)相同C．R比S的中子數(shù)多2D．R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素E．R比X的質(zhì)子數(shù)多1【解析】上述變化過程為：eq\o\al(M,A)Xeq\o(→,\s\up14(α))eq\o(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(→,\s\up14(β))eq\o(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(→,\s\up14(β))eq\o(NA＋1)Req\o(→,\s\up14(α))eq\o(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q與S為同位素，R比S多兩個(gè)中子比X多一個(gè)質(zhì)子，故A、C、E正確，B、D錯(cuò)誤．【答案】ACE10．靜止在勻強(qiáng)磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個(gè)α粒子后，其速度方向與磁場方向垂直，測得α粒子和反沖核的軌道半徑之比為44∶1，如圖3-2-7所示，則()圖3-2-7A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反B．原來放射性元素的核電荷數(shù)為90C．反沖核的核電荷數(shù)為88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88E．反沖核的電荷數(shù)為90【解析】由于微粒之間相互作用的過程中動(dòng)量守恒，初始總動(dòng)量為零，則最終總動(dòng)量也為零，即α粒子和反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內(nèi)且在洛倫茲力作用下做圓周運(yùn)動(dòng)，由qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若原來放射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)對反沖核：R2＝eq\f(p2,BQ－2e)由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正確；它們的速度大小與質(zhì)量成反比，故D、E錯(cuò)誤．【答案】ABC11．天然放射性鈾(eq\o\al(238,92)U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(eq\o\al(234,90)Th)和另一個(gè)原子核．(1)請寫出衰變方程；(2)若衰變前鈾(eq\o\al(238,92)U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(eq\o\al(234,90)Th)核的速度為eq\f(v,2)，且與鈾核速度方向相同，求產(chǎn)生的另一種新核的速度．【解析】(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(2)設(shè)另一新核的速度為v′，鈾核質(zhì)量為238m，由動(dòng)量守恒定律得：238mv＝234meq\f(v,2)＋4mv′得：v′＝eq\f(121,4)v【答案】(1)見解析(2)eq\f(121,4)v12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構(gòu)成了很大的威脅．現(xiàn)有一束射線(含有α、β、γ三種射線)，(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的方法除去α射線？(2)余下的這束β和γ射線經(jīng)過如圖3-2-8所示的一個(gè)使它們分開的磁場區(qū)域，請畫出β和γ射線進(jìn)入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫在圖上)圖3-2-8(3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質(zhì)量約是β粒子質(zhì)量的8000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速)【解析】(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線．(2)如圖所示．(3)