浙江專版2019年高中物理第十九章原子核課時(shí)跟蹤檢測(cè)三十二放射性元素的衰變含解析新人教版選修3 .doc

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放射性元素的衰變 一、單項(xiàng)選擇題 1．β衰變中放出的電子來(lái)自(　　) A．組成原子核的電子 B．核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子 C．核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子 D．原子核外軌道中的電子 解析：選C　組成原子核的核子只有中子及質(zhì)子，沒(méi)有電子，故A錯(cuò)；B項(xiàng)違背了電荷數(shù)守恒，故B錯(cuò)；β衰變是原子核的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)釋放電子，而與核外電子無(wú)關(guān)，D錯(cuò)，C對(duì)。 2．在存放放射性元素時(shí)，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于鉛盒中；③與輕核元素結(jié)合成化合物。則(　　) A．措施①可減緩放射性元素衰變 B．措施②可減緩放射性元素衰變 C．措施③可減緩放射性元素衰變 D．上述措施均無(wú)法減緩放射性元素衰變 解析：選D　放射性元素的衰變快慢由其原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與外界因素?zé)o關(guān)，所以A、B、C錯(cuò)誤，D正確。 3．原子核U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薚h，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薖a，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薝。放射性衰變①、②和③依次為(　　) A．α衰變、β衰變、β衰變 B．β衰變、α衰變、β衰變 C．β衰變、β衰變、α衰變 D．α衰變、β衰變、α衰變 解析：選A　UTh，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說(shuō)明①為α衰變；ThPa，PaU，質(zhì)子數(shù)分別加1，質(zhì)量數(shù)不變，說(shuō)明②③為β衰變。A正確。 4．科研人員正在研制一種新型鎳銅長(zhǎng)效電池，它是采用半衰期長(zhǎng)達(dá)100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩種金屬作為長(zhǎng)壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生β衰變時(shí)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(shuō)法正確的是(　　) A．鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu B．鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu C．外接負(fù)載時(shí)鎳63的電勢(shì)比銅片高 D．該電池內(nèi)電流方向是從鎳63到銅片 解析：選C　Ni的衰變方程為Ni→e＋Cu，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳63，鎳63電勢(shì)高，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)。 5．14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法。若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時(shí)14C的質(zhì)量。下面選項(xiàng)圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是(　　) 解析：選C　由公式m＝m0及數(shù)學(xué)知識(shí)，可知能正確反映14C的衰變規(guī)律的應(yīng)為C。 6．將半衰期為5天的質(zhì)量為64 g的鉍分成四份分別投入：(1)開(kāi)口容器中；(2)100 atm的密封容器中；(3)100 ℃的沸水中；(4)與別的元素形成化合物。經(jīng)10天后，四種情況下剩下的鉍的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4。則(　　) A．m1＝m2＝m3＝m4＝4 g B．m1＝m2＝m3＝4 g，m4<4 g C．m1>m2>m3>m4，m1＝4 g D．m1＝4 g，其余無(wú)法知道 解析：選A　放射性元素的半衰期是一定的，與放射性元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無(wú)關(guān)，故四種情況下鉍剩余的質(zhì)量相等，又剩余的鉍的質(zhì)量為16g＝4 g，所以A正確。 二、多項(xiàng)選擇題 7．(海南高考)原子核Th具有天然放射性，它經(jīng)過(guò)若干次α衰變和β衰變后會(huì)變成新的原子核。下列原子核中，有三種是Th衰變過(guò)程中可以產(chǎn)生的，它們是(　　) A.Pb　B.Pb　C.Po　D.Ra　E.Ra 解析：選ACD　發(fā)生α衰變時(shí)放出He，發(fā)生β衰變時(shí)放出電子e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有，每發(fā)生一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，每發(fā)生一次β衰變質(zhì)量數(shù)不變化，電荷數(shù)增加1，由質(zhì)量數(shù)的變化可確定α衰變的次數(shù)(必須是整數(shù))，進(jìn)而可知β衰變的次數(shù)。逐一判斷可知A、C、D符合要求。 8．對(duì)天然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．α粒子帶正電，所以α射線一定是從原子核中射出的 B．β粒子帶負(fù)電，所以β射線有可能是核外電子 C．γ射線是光子流，所以γ射線有可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的 D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的 解析：選AD　α衰變的實(shí)質(zhì)是原子核中的兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子結(jié)合在一起形成一個(gè)氦核發(fā)射出來(lái)的，β衰變的實(shí)質(zhì)是原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，然后釋放出電子，γ射線伴隨α衰變和β衰變的產(chǎn)生而產(chǎn)生。所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來(lái)的。A、D正確。 9.92U衰變成82Pb的過(guò)程中(　　) A．經(jīng)歷了8次α衰變和6次β衰變 B．鉛核比鈾核中子數(shù)少22個(gè) C．鉛核比鈾核質(zhì)子數(shù)少32個(gè) D．衰變中有6個(gè)中子變成質(zhì)子 解析：選ABD　衰變過(guò)程中，每次α衰變放出一個(gè)α粒子，核電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，而每次β衰變一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子并釋放出一個(gè)電子，核電荷數(shù)增1，質(zhì)量數(shù)不變。從鈾核與鉛核的質(zhì)量數(shù)變化，可知經(jīng)歷了8次α衰變，8次α衰變后新核的核電荷數(shù)應(yīng)為76，比鉛核的核電荷數(shù)少6，要經(jīng)過(guò)6次β衰變才能成為鉛核，A、D選項(xiàng)正確；原子核由質(zhì)子、中子組成，鈾核中中子數(shù)為 238－92＝146，鉛核中中子數(shù)為206－82＝124，相差22，B選項(xiàng)正確；鈾核質(zhì)子數(shù)為92，鉛核質(zhì)子數(shù)為82，相差10，C選項(xiàng)錯(cuò)誤。 三、非選擇題 10.在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)原來(lái)靜止的原子核，由于放出一個(gè)α粒子，結(jié)果得到一張兩個(gè)相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測(cè)得兩個(gè)相切圓半徑之比r1∶r2＝44∶1。求： (1)這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)是多少？ (2)圖中哪一個(gè)圓是α粒子的徑跡？(說(shuō)明理由) 解析：(1)設(shè)衰變后α粒子的電荷量為q1＝2e，新生核的電荷量為q2，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，則原來(lái)原子核的電荷量q＝q1＋q2，根據(jù)軌道半徑公式有： ＝＝， 又由于衰變過(guò)程中遵循動(dòng)量守恒定律，則m1v1＝m2v2以上三式聯(lián)立解得q＝90e。 即這個(gè)原子核原來(lái)所含的質(zhì)子數(shù)為90。 (2)由于動(dòng)量大小相等，因此軌道半徑與粒子的電荷量成反比。所以圓軌道1是α粒子的徑跡，圓軌道2是新生核的徑跡，兩者電性相同，運(yùn)動(dòng)方向相反。 答案：(1)90　(2)圓軌道1　理由見(jiàn)解析 11．放射性同位素14C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來(lái)判定古生物體的年代，此項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)。 (1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會(huì)形成很不穩(wěn)定的C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個(gè)新核，其半衰期為5 730年。試寫出6C衰變的核反應(yīng)方程。 (2)若測(cè)得一古生物遺骸中的C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸距今約有多少年？ 解析：(1)C衰變的核反應(yīng)方程： C→N＋e。 (2)活體中的C含量不變，生物死亡后，遺骸中的C按其半衰期變化，設(shè)活體中C的含量為N0，遺骸中的C含量為N，由半衰期的定義得： N＝N0，即0.125＝c。 所以＝3，T＝5 730年， t＝17 190年。 答案：(1)C→N＋e (2)17 190年