2019高中物理 第十九章 原子核 第2节 放射性元素的衰变课时作业 新人教版选修3-5.doc

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1、1第十九章第十九章 第二节第二节 放射性元素的衰变放射性元素的衰变基础夯实 一、选择题(单选题)1(河北冀州中学 20152016 学年高二下学期期中)下列说法正确的是( C )A射线与射线都是电磁波B射线为原子的核外电子电离后形成的电子流C用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期D原子核经过衰变生成新核，则新核的质量总等于原核的质量解析：射线不是电磁波，A 错误；射线是原子核的衰变产生的，B 错误；半衰期不随其物理、化学状态而改变，C 正确；由衰变方程可知，D 错误。2现在很多心血管专科医院引进了一种被称为“心脏灌注显像”的检测技术，方法是将若干毫升含放射性元素锝的注射

2、液注入被检测者的动脉，经过 40 分钟后，这些含放射性物质的注射液通过血液循环均匀地分布在血液中，这时对被检测者的心脏进行造影。心脏血管正常的位置由于有放射性物质随血液到达而显示出有射线射出；心脏血管被堵塞的部分由于无放射性物质到达，将无射线射出。医生根据显像情况就可以判定被检测者心血管有无病变，并判断病变位置。你认为检测用的放射性元素锝的半衰期应该最接近下列数据中的( B )A10 分钟 B10 小时C10 个月 D10 年解析：如果半衰期太短，则在放射期内，放射性物质的注射液尚未均匀地分布在血液中而无法完成检测工作，再则因放射强度较大而对人体造成伤害。如果半衰期太长，放射性物质长期残留在人

3、体内也会对人体造成伤害。对比四个选项中的时间，应以 10 小时为宜，故正确选项应为 B。3目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有些含有铀、钍的花岗石等岩石会释放出放射性惰性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放射出、射线，这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病，根据有关放射性知识可知，下列说法正确的是( C )A氡的半衰期 3.8 天，若取 4 个氡原子核，经 7.6 天后就一定剩下一个原子核了B把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度C放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大D

4、降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，均可以减小衰变速度2解析：4 个氡原子核，不是大量原子核，半衰期不适用，A 错。因半衰期决定于原子核的内部因素，与化学状态、外部条件无关，故 B、D 均错。半衰期短，则衰变快，C 对。4(浙江温州“共美联盟”20172018 学年第二学期期末)下列说法正确的是( B )A 光电效应既显示了光的粒子性，又显示了光的波动性B原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，这种转化产生的电子发射到核外，就是粒子，这就是衰变的实质C静止的核U 在衰变完成的瞬间，产生的两个新核 He 和Th 的速率之比为238924 2234904234D按照玻尔理论，氢原子核

5、外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，电子的动能减小，电势能增大，原子的总能量减小解析：光电效应实验只证明了光具有粒子特性，故 A 错误；衰变的实质在于原子核内的中子转化成一个质子和一个电子，方程为： n He，故 B 正确；原子核衰变的1 01 101过程中，动量守恒。所以静止的U 在进行衰变时，类似于反冲运动，所以衰变后的23892He 核和反冲核Th 的速率之比与质量成反比，故 C 错误；氢原子核外的电子从半径较4 223490小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收能量，故原子总能量增大，D 错误。5某放射性元素的原子核 X 连续经过三次衰变和两次衰变，若最后变成另外M Z一种元素

6、的原子核 Y，则该新核的正确写法是( D )AY BY M14Z2M14Z6CY DYM12Z6M12Z4解析：新核的质量数为MM12，故 A、B 错误。电荷数ZZ62Z4，故 C 错误，D 正确。6(江苏泰州二中 20152016 学年高二下学期检测)14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间，纵坐标m表示任意时刻14C 的质量，m0为t0 时14C 的质量。下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是( C )解析：设衰变周期为T，那么任意时刻14C 的质量m( )m0，可见，随着t的增长物1 2t T体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然 C 项

7、图线符合衰变规律，故选 C。二、非选择题7天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(Th)和另一个原子核。2389223490(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(U)核的速度为v，衰变产生的钍(Th)核速度为 ，且与铀核速度2389223490v 23方向相同，求产生的另一种新核的速度。答案：(1)见解析 (2)v121 4解析：(1)UTh He23892234904 2(2)设另一新核的速度为v，铀核质量为 238m，由动量守恒定律得：238mv234m4mv得：vvv 2121 4能力提升 一、选择题(13 题为单选题，45 题为多选题)1(宁夏石嘴山三中 20162017 学年高二下学期

8、检测)一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中，由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹，两圆半径之比为 116，下面说法正确的是( C )A该原子核发生了衰变B反冲核沿小圆作顺时针方向运动C原静止的原子核的原子序数为 15D沿大圆和小圆运动的粒子的周期相同解析：由轨迹图可判发生了衰变，A 错误；由左手定则可判反冲核沿小圆逆时针旋转，B 错误；因为粒子与反冲核的动量大小相等，所以轨道半径与电荷量成反比，即Rmv Bq1 q当发生衰变时R RMZ1 1所以选项 C 正确；由T可知 D 错误。2m Bq2(上海理工大学附中 20152016 学年高二下学期期中)某放射性元素经过 6

9、次衰变和 8 次衰变，生成了新核。则新核和原来的原子核相比( D )A质子数减少了 12B质子数减少了 20C中子数减少了 14D核子数减少了 24解析：某放射性元素经过 6 次衰变和 8 次衰变共产生：46 个 He 和 8 个e4 201所以质子数减少：268(1)4中子数减少：46420核子数减少：4624故选 D。3下列说法正确的是( C )A根据天然放射现象，卢瑟福提出了原子的核式结构B放射性元素的半衰期会随着压力、温度、化合物种类变化而变化C铀(U)经过多次、衰变形成稳定的铅(Pb)的过程中，有 6 个中子转变成2389220682质子D一个氡核Rn 衰变成钋核Po 并放出一个粒子

10、，其半衰期为 3.8 天，则 2g 氡2228621884经过 7.6 天衰变，剩余氡的质量是 1g解析：由粒子散射实验的实验现象卢瑟福提出了原子核式结构模型，故选项 A 错误；放射性元素的半衰期与物理因素无关，故选项 B 错误；衰变方程UPb8 He623892206824 2e，故有 6 个中子变为质子，选项 C 正确；半衰期是指有一半粒子衰变，故剩余的质量01为 2( )20.5g，故选项 D 错误。1 24(山东省武城二中 20162017 学年高二下学期期中)放射性物质碘 131 的衰变方程为IXeY。根据有关放射性知识，下列说法正确的是( CD )1315313154A生成的Xe

11、处于激发态，放射射线，射线的穿透能力最强，电离能力也最13154强B若I 的半衰期大约是 8 天，取 4 个碘原子核，经 16 天就只剩下 1 个碘原子核了13153CY 粒子为粒子DI 中有 53 个质子和 131 个核子13153解析：射线的电离能力最弱，A 错误；半衰期应用于大量原子，B 错误，Y 粒子为e 即粒子，C 正确；I 中有 53 个质子和 131 个核子，D 正确。01131535(江苏泰州二中 20152016 学年高二下学期检测)由于放射性元素Np 的半衰期23793很短，所以在自然界一直未被发现，在使用人工的方法制造后才被发现。已知Np 经过23793一系列衰变和衰变后

12、变成 Bi，下列论述中正确的是( AB )20983A核Bi 比核Np 少 18 个中子2098323793B衰变过程中共发生了 7 次衰变和 4 次衰变C衰变过程中共发生了 4 次衰变和 7 次衰变D发生衰变时，核内中子数不变解析：Bi 的原子核比Np 少 938310 个质子，质子数和中子数总共少2098323793523720928，故Bi 的原子核比Np 少 18 个中子，故 A 正确；设Bi 变为Np20983237932098323793需要经过x次衰变和y次衰变，根据质量数和电荷数守恒则有：932xy83,4x237209，所以解得：x7，y4，故 B 正确，C 错误；衰变是原子

13、核内的中子转化为质子释放一个电子，所以中子数减少，故 D 错误。二、非选择题6完成衰变方程。(1)衰变：Bi_Po_e，PoAt_e_，244832448401210842108501ThPa_e_。234902349101(2) 衰变：Th_Ra_ He，UTh_ He_，23490230884 223892234904 2CuCo_ He_。662962274 2(3)其中Th 衰变成Pa 的半衰期为 1.2min，则 64gTh 经过 6min 还有_2_g234902349123490未衰变。解析：(1)BiPoe，PoAte，244832448401210842108501ThPae

14、。234902349101(2)ThRa He，UTh He，23490230884 223892234904 2CuCo He。662962274 2(3)由半衰期公式得mm0( )1 2t T得m64( )g2g1 26 1.27测得某矿石中铀、铅比例为 1.151，若开始时此矿石中只含有铀 238，发生衰变的铀 238 都变成了铅 206，且铀衰变成铅的半衰期是 4.5109年，求此矿石的年龄。答案：4.5109年解析：设开始时矿石中有m0千克铀 238，经过n个半衰期后，剩余的铀 238 为m，则由半衰期公式，mm0( )n，而已经衰变掉的铀 238 质量为 mm0mm01( )n，设这1 21 2些铀衰变成铅的质量为x，则有，m x238 206即，得m0112n x238 206xm01( )n，206 2381 2根据题意，有 ，即m x1.15 16m012n 206 238m011 2n1.15 1 解此方程得 n1，即 tT4.5109年，所以矿石的年龄为 4.5109年。