人教版(新教材)高中物理選擇性必修3課時作業(yè)6：5 2 放射性元素的衰變練習(xí)

人教版(新教材)高中物理選擇性必修第三冊PAGEPAGE1第2節(jié)放射性元素的衰變(限時30分鐘)題組一原子核的衰變1.(多選)如圖所示，將放射性物質(zhì)鈾放在有窄孔的鉛盒中，在孔的正上方放著照相底片。鉛盒和照相底片之間放一對電極(左為正，右為負(fù))，使電場的方向跟射線方向垂直。在電場的作用下，鈾發(fā)出的射線從左向右分成了①、②、③三束，由圖可以判斷()A.射線①是高速的電子流，具有較強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)B.射線②是一種頻率很高的電磁波，在這三種射線中，具有最強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)C.射線③是高能量質(zhì)子，它有很強(qiáng)的電離本領(lǐng)D.三種射線都具有靜止質(zhì)量〖答案〗AB〖解析〗電場強(qiáng)度方向向右，射線①向左偏轉(zhuǎn)一定帶負(fù)電，是β射線，β射線是高速的電子流，具有較強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)，A正確；射線②不偏轉(zhuǎn)，一定不帶電，是γ射線，γ射線是一種頻率很高的電磁波，具有最強(qiáng)的貫穿本領(lǐng)，B正確；射線③向右偏轉(zhuǎn)，一定帶正電荷，是α射線，α射線是氦原子核，不是質(zhì)子，C錯誤；γ射線是光子，沒有靜止質(zhì)量，D錯誤。2.原子核eq\o\al(238,92)U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,90)Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,91)Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,92)U，放射性衰變①、②和③依次為()A.α衰變、β衰變和β衰變 B.β衰變、α衰變和β衰變C.β衰變、β衰變和α衰變 D.α衰變、β衰變和α衰變〖答案〗A〖解析〗eq\o\al(238,92)Ueq\o(→,\s\up7(①))eq\o\al(234,90)Th，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明①為α衰變。eq\o\al(234,90)Theq\o(→,\s\up7(②))eq\o\al(234,91)Pa，電荷數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變，說明②為β衰變。eq\o\al(234,91)Paeq\o(→,\s\up7(③))eq\o\al(234,92)U，電荷數(shù)加1，質(zhì)量數(shù)不變，說明③為β衰變。故選A。題組二半衰期3.碘131的半衰期約為8天，若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131，經(jīng)過32天后，該藥物中碘131的含量大約還有()A.eq\f(m,4) B.eq\f(m,8)C.eq\f(m,16) D.eq\f(m,32)〖答案〗C〖解析〗由半衰期公式m′＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)可知，m′＝m×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(32,8)＝eq\f(1,16)m，故選項(xiàng)C正確。4.(2021·遼寧朝陽市高二月考)2021年1月3日消息，諾貝爾官方稱居里夫人“筆記”仍具放射性，還將持續(xù)1500年。關(guān)于放射性元素、衰變和半衰期，下列說法正確的是()A.一塊純凈的放射性礦石，經(jīng)過兩個半衰期，它的總質(zhì)量僅剩下原來的四分之一B.放射性元素的半衰期不僅與核內(nèi)部本身因素有關(guān)，還與質(zhì)量有關(guān)C.一個放射性原子核，發(fā)生一次β衰變，則它質(zhì)子數(shù)減少一個，中子數(shù)增加一個D.eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變〖答案〗D〖解析〗一塊純凈的放射性礦石，經(jīng)過兩個半衰期，其放射性元素沒有衰變的質(zhì)量僅剩下原來的四分之一，礦石的質(zhì)量幾乎不變，選項(xiàng)A錯誤；放射性元素的半衰期僅由核內(nèi)部自身因素決定，與其他條件無關(guān)，選項(xiàng)B錯誤；β衰變實(shí)質(zhì)上是原子核內(nèi)的一個中子變?yōu)橐粋€質(zhì)子，同時釋放出一個電子的過程，因此發(fā)生一次β衰變，質(zhì)子數(shù)增加一個，中子數(shù)減少一個，選項(xiàng)C錯誤；eq\o\al(238,92)U衰變成eq\o\al(206,82)Pb，α衰變一次質(zhì)量數(shù)減少4，次數(shù)為eq\f(238－206,4)＝8，β衰變的次數(shù)為82－(92－8×2)＝6，即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變，選項(xiàng)D正確。5.(2021·貴州貴陽市月考)居里夫婦發(fā)現(xiàn)了放射性元素釙(Po)，其衰變的核反應(yīng)方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(b,a)He＋eq\o\al(206,82)Pb方程中a和b的值分別為()A.2、4 B.4、2C.1、0 D.－1、0〖答案〗A〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得a＝84－82＝2，b＝210－206＝4，故選項(xiàng)A正確。6.1956年李政道和楊振寧提出在弱相互作用中宇稱不守恒，并由吳健雄用eq\o\al(60,27)Co放射源進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，eq\o\al(60,27)Co的衰變方程是eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋X＋eq\o(ν,\s\up6(－))e，其中eq\o(ν,\s\up6(－))e是反電子中微子，反電子中微子不帶電，靜止質(zhì)量可忽略。則eq\o\al(60,27)Co的衰變方程中X表示()A.eq\o\al(0,－1)e B.eq\o\al(0,1)eC.eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(4,2)He〖答案〗A〖解析〗根據(jù)核反應(yīng)的質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可知eq\o\al(60,27)Co的衰變方程為eq\o\al(60,27)Co→eq\o\al(60,28)Ni＋eq\o\al(0,－1)e＋eq\o(ν,\s\up6(－))e，故A正確，B、C、D錯誤。7.(2021·江蘇鹽城市一模)現(xiàn)代考古利用生物體殘骸中放射性同位素碳14的量來推算生物的年代。形成碳14及碳14衰變的反應(yīng)方程分別為eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(14,6)C＋a，eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋b。上述反應(yīng)中()A.a為質(zhì)子 B.a為電子C.b為質(zhì)子 D.b為中子〖答案〗A〖解析〗根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒，可得a的質(zhì)量數(shù)為14＋1－14＝1，電荷數(shù)為7＋0－6＝1，所以a為質(zhì)子，故A正確，B錯誤；b的質(zhì)量數(shù)為14－14＝0，電荷數(shù)為6－7＝－1，所以b為電子，故C、D錯誤。題組三核反應(yīng)和核反應(yīng)方程8.國家大科學(xué)工程——中國散裂中子源(CSNS)于2017年8月28日首次打靶成功，獲得中子束流，為諸多領(lǐng)域的研究和工業(yè)應(yīng)用提供了先進(jìn)的研究平臺，下列核反應(yīng)中放出的粒子為中子的是()A.eq\o\al(14,7)N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(17,8)O并放出一個粒子B.eq\o\al(27,13)Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P并放出一個粒子C.eq\o\al(11,5)B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be并放出一個粒子D.eq\o\al(6,3)Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He并放出一個粒子〖答案〗B〖解析〗eq\o\al(14,7)N俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(17,8)O后，新粒子的質(zhì)量數(shù)為14＋4－17＝1，電荷數(shù)為7＋2－8＝1，所以粒子為質(zhì)子，故A錯誤；eq\o\al(27,13)Al俘獲一個α粒子，產(chǎn)生eq\o\al(30,15)P后，粒子的質(zhì)量數(shù)為27＋4－30＝1，電荷數(shù)為13＋2－15＝0，所以粒子為中子，故B正確；eq\o\al(11,5)B俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(8,4)Be后，粒子的質(zhì)量數(shù)為11＋1－8＝4，電荷數(shù)為5＋1－4＝2，所以粒子為α粒子，故C錯誤；eq\o\al(6,3)Li俘獲一個質(zhì)子，產(chǎn)生eq\o\al(3,2)He后，粒子的質(zhì)量數(shù)為6＋1－3＝4，電荷數(shù)為3＋1－2＝2，所以粒子為α粒子，故D錯誤。題組四放射性同位素及其應(yīng)用9.(多選)下列關(guān)于放射性同位素的應(yīng)用的一些說法中正確的是()A.利用放射性消除靜電是利用射線的穿透作用B.利用射線探測機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋是利用射線的穿透作用C.利用射線改良品種是因?yàn)樯渚€可使DNA發(fā)生變異D.在研究農(nóng)作物合理施肥中是以放射性同位素作為示蹤原子〖答案〗BCD〖解析〗消除靜電是利用射線的電離作用使空氣導(dǎo)電，A錯誤；探測機(jī)器部件內(nèi)部的砂眼或裂紋和改良品種分別是利用它的穿透作用和射線可使DNA發(fā)生變異，B、C正確；研究農(nóng)作物對肥料的吸收是利用其作示蹤原子，D正確。10.(多選)下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子的()A.γ射線探傷儀B.利用含有放射性碘131的油，檢測地下輸油管的漏油情況C.利用鈷60治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物，用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況，找出合理施肥的規(guī)律〖答案〗BD〖解析〗A是利用了γ射線的穿透性；C利用了γ射線的高能量特性；B、D是利用其作為示蹤原子。11.目前，在居室裝修中經(jīng)常用到的花崗巖、大理石等裝修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有鈾、釷、鐳等的巖石會釋放出放射性氣體氡，而氡會發(fā)生放射性衰變，放出α、β、γ射線，這些射線會導(dǎo)致細(xì)胞發(fā)生癌變及呼吸道等方面的疾病，根據(jù)有關(guān)放射性知識可知，下列說法正確的是()A.氡的半衰期為3.8天，若取4個氡核，經(jīng)過7.6天就只剩下一個氡原子核了B.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的C.γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)D.發(fā)生α衰變時，生成的核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4〖答案〗B〖解析〗半衰期是大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，取4個氡核，不一定滿足統(tǒng)計(jì)規(guī)律，故A錯誤；β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，故B正確；γ射線一般伴隨著α或β射線產(chǎn)生，在這三種射線中，γ射線的電離能力最弱，故C錯誤；發(fā)生α衰變時，生成的核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了2，故D錯誤。12.如圖所示，x為未知的放射源，L為薄鋁片，若在放射源和計(jì)數(shù)器之間加上L后，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，則x可能是()A.α射線和β射線的混合放射源B.純α射線放射源C.純γ射線放射源D.α射線和γ射線的混合放射源〖答案〗D〖解析〗在放射源和計(jì)數(shù)器之間加薄鋁片L后，發(fā)現(xiàn)計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率大幅度減小，說明射線中含有穿透能力弱的粒子，在L和計(jì)數(shù)器之間再加豎直向下的勻強(qiáng)磁場B，計(jì)數(shù)器的計(jì)數(shù)率不變，說明剩下的射線不帶電，即為γ射線，因此放射源x可能是α和γ的混合放射源，故A、B、C錯誤，D正確。13.(2021·廣西柳州市高二月考)下列說法正確的是()A.盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，提出了原子的能級假設(shè)B.放射性元素發(fā)生一次β衰變，原子序數(shù)減少2C.一群處于n＝3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出3種不同頻率的光D.在α、β、γ這三種射線中，α射線的穿透能力最強(qiáng)，γ射線的電離能力最強(qiáng)〖答案〗C〖解析〗盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)的現(xiàn)象，提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型，故A錯誤；根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，β衰變放出一個電子，新核的電荷數(shù)增加1，即原子序數(shù)增加1，故B錯誤；一群處于n＝3能級激發(fā)態(tài)的氫原子，自發(fā)躍遷時能發(fā)出Ceq\o\al(2,3)＝3種不同頻率的光，故C正確；在α、β、γ這三種射線中，α射線的穿透能力最弱，γ射線的電離能力最弱，故D錯誤。14.在中子、質(zhì)子、電子、正電子、α粒子中選出一個適當(dāng)?shù)牧Ｗ?，分別填在下列核反應(yīng)式的橫線上。(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋________；(2)eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,)6C＋________；(3)eq\o\al(234,90)Th→eq\o\al(234,91)Pa＋________；(4)eq\o\al(30,15)P→eq\o\al(30,14)Si＋________；(5)eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(17,8)O＋________。〖答案〗(1)eq\o\al(4,2)He(2)eq\o\al(1,0)n(3)eq\o\al(0,－1)e(4)eq\o\al(0,1)e(5)eq\o\al(1,1)H〖解析〗在核反應(yīng)過程中，遵循電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒規(guī)律。對參與反應(yīng)的所有基本粒子采用左下角(電荷數(shù))配平，左上角(質(zhì)量數(shù))配平。未知粒子可根據(jù)其電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)確定。(1)電荷數(shù)為92－90＝2，質(zhì)量數(shù)為238－234＝4，由此可知為α粒子(eq\o\al(4,2)He)，同理確定其他粒子分別為中子(eq\o\al(1,0)n)，電子(eq\o\al(0,－1)e)，正電子(eq\o\al(0,1)e)，質(zhì)子(eq\o\a