2024-2025學(xué)年高中物理第十九章原子核2放射性元素的衰變測(cè)評(píng)含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE6放射性元素的衰變課后篇鞏固提升基礎(chǔ)鞏固1.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衰變放出的電子來自原子核外的電子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)是電磁波答案D2.重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(94239Pu),這種钚239可由鈾239(92239U)經(jīng)過n次β衰變產(chǎn)生,則A.2 B.239C.145 D.92解析β衰變規(guī)律是質(zhì)量數(shù)不變,質(zhì)子數(shù)增加1。94239Pu比

92答案A3.(多選)原子核X經(jīng)β衰變(一次)變成原子核Y,原子核Y再經(jīng)一次α衰變變成原子核Z,則下列說法中正確的是()A.核X的中子數(shù)減核Z的中子數(shù)等于3B.核X的質(zhì)子數(shù)減核Z的質(zhì)子數(shù)等于5C.核Z的質(zhì)子數(shù)比核X的質(zhì)子數(shù)少1D.原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1解析由題意可知

ZAX答案ACD4.氪90(3690Kr)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(40A.1次α衰變,6次β衰變 B.4次β衰變C.2次α衰變 D.2次α衰變,2次β衰變解析解法一推理計(jì)算法依據(jù)衰變規(guī)律,β衰變不影響核的質(zhì)量數(shù),發(fā)生一次β衰變,核電荷數(shù)增加1;發(fā)生一次α衰變,質(zhì)量數(shù)削減4,核電荷數(shù)削減2。3690Kr衰變?yōu)?/p>

4090Zr,質(zhì)量數(shù)不變,故未發(fā)生α衰變;核電荷數(shù)增加4,解法二列方程求解設(shè)

3690Kr衰變?yōu)?/p>

4090Zr,經(jīng)過了x次α衰變,y次β衰變,則有

3690Kr→40由質(zhì)量數(shù)守恒得90=90+4x由電荷數(shù)守恒得36=40+2x-y解得x=0,y=4,即只經(jīng)過了4次β衰變,選項(xiàng)B正確。答案B5.下列關(guān)于放射性元素的半衰期的幾種說法正確的是()A.同種放射性元素,在化合物中的半衰期比在單質(zhì)中長B.把放射性元素放在低溫處,可以減緩放射性元素的衰變C.放射性元素的半衰期與元素所處的物理和化學(xué)狀態(tài)無關(guān),它是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,只對(duì)大量的原子核才適用D.氡的半衰期是3.8天,若有4個(gè)氡原子核,則經(jīng)過7.6天后只剩下一個(gè)氡原子核解析放射性元素的半衰期與其是單質(zhì)還是化合物無關(guān),與所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān),只取決于原子核的內(nèi)部因素,故A、B錯(cuò);半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)于少量的原子核不適用,故C對(duì),D錯(cuò)。答案C6.新發(fā)覺的一種放射性元素X,它的氧化物X2O半衰期為8天,X2O與F2能發(fā)生如下反應(yīng):2X2O+2F24XF+O2,XF的半衰期為()A.2天 B.4天C.8天 D.16天解析依據(jù)半衰期由原子核內(nèi)部因素確定,而跟其所處的物理狀態(tài)和化學(xué)狀態(tài)無關(guān),所以X2O、XF、X的半衰期相同,均為8天。正確選項(xiàng)為C。答案C7.碘131核不穩(wěn)定,會(huì)發(fā)生β衰變,其半衰期為8天。(1)碘131核的衰變方程:53131I→(2)經(jīng)過天75%的碘131核發(fā)生了衰變。

解析(1)依據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,碘131核的衰變方程為:53(2)設(shè)經(jīng)過t天,有75%的碘131核發(fā)生了衰變。則(1-75%)N0=N012

t8得答案(1)-10實(shí)力提升1.一個(gè)靜止的鈾核放出一個(gè)α粒子衰變成釷核,衰變方程為

92238U→90A.衰變后釷核的動(dòng)能等于α粒子的動(dòng)能B.衰變后釷核的動(dòng)量大小等于α粒子的動(dòng)量大小C.鈾核的半衰期等于其放出一個(gè)α粒子所經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間D.衰變后α粒子與釷核的質(zhì)量之和等于衰變前鈾核的質(zhì)量解析靜止的鈾核在衰變過程中遵循動(dòng)量守恒定律,由于系統(tǒng)的總動(dòng)量為零,因此衰變后產(chǎn)生的釷核和α粒子的動(dòng)量等大反向,即pTh=pα,B項(xiàng)正確;因此有2mThEkTh=2m答案B2.(2024山東)氚核

13H發(fā)生β衰變成為氦核

23He。假設(shè)含氚材料中

13H發(fā)生β衰變產(chǎn)生的電子可以全部定向移動(dòng),在3.2×104s時(shí)間內(nèi)形成的平均電流為5.0×10-8A。已知電子電荷量為1.6×10-19C,在這段時(shí)間內(nèi)發(fā)生A.5.0×1014 B.1.0×1016C.2.0×1016 D.1.0×1018解析氚核的衰變方程為

13H→23He+-10e,依據(jù)電流的定義式得,q=It=5.0×10-8×3.2×104C=1.6×10-3C,發(fā)生衰變的氚核個(gè)數(shù)答案B3.已知A和B兩種放射性元素的半衰期分別為T和2T,則相同質(zhì)量的A和B經(jīng)過2T后,剩有的A和B質(zhì)量之比為()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1解析剩有的A的質(zhì)量mA=m012

tτ=m剩有的B的質(zhì)量mB=m012

tτ=m故mA答案B4.(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N,半衰期約5700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(dòng)結(jié)束后,14C的比例持續(xù)削減?，F(xiàn)通過測(cè)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.該古木的年頭距今約5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C的衰變解析因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一,則可知經(jīng)過的時(shí)間為一個(gè)半衰期,即該古木的年頭距今約為5700年,A項(xiàng)正確;12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù),由于質(zhì)量數(shù)不同,故中子數(shù)不同,B項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)核反應(yīng)方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子,即發(fā)出β射線,C項(xiàng)正確;外界環(huán)境不影響放射性元素的半衰期,D項(xiàng)錯(cuò)誤。答案AC5.(多選)90232Th(釷)經(jīng)過一系列α衰變和β衰變,變成

82A.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B.鉛核比釷核少16個(gè)中子C.共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變D.共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變解析設(shè)α衰變次數(shù)為x,β衰變次數(shù)為y,由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒得232=208+4x90=82+2x-y解得x=6,y=4,C錯(cuò)、D對(duì)。鉛核、釷核的質(zhì)子數(shù)分別為82、90,故A對(duì)。鉛核、釷核的中子數(shù)分別為126、142,故B對(duì)。答案ABD6.約里奧-居里夫婦因發(fā)覺人工放射性元素而獲得了1935年的諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng),他們發(fā)覺的放射性元素

1530P衰變成

1430Si的同時(shí)放出另一種粒子,這種粒子是。

1532P是

15解析寫出衰變方程

1530P→1430Si++10e,故這種粒子為由m余=m原12

0.25mg=4mg×12

故t=56天。答案正電子56天7.某些建筑材料可產(chǎn)生放射性氣體——氡,氡可以發(fā)生α或β衰變,假如人長期生活在氡濃度過高的環(huán)境中,那么,氡經(jīng)過人的呼吸道沉積在肺部,并放出大量的射線,從而危害人體健康。原來靜止的氡核(86222Rn)發(fā)生一次α衰變生成新核釙(Po),并放出一個(gè)能量為E0=0.09MeV的光子。已知放出的α粒子動(dòng)能為Eα=5.55MeV;忽視放出光子的動(dòng)量,但考慮其能量;1u=931.5MeV/c(1)寫出衰變的核反應(yīng)方程;(2)衰變過程中總的質(zhì)量虧損為多少?(保留三位有效數(shù)字) 解析(1)衰變方程為:86222Rn→84218Po+(2)忽視放出光子的動(dòng)量,依據(jù)動(dòng)量守恒定律,0=pα+pPo即新核釙(Po)的動(dòng)量與α粒子的動(dòng)