2019高中物理刷題首選卷第十九章課時2放射性元素衰變(對點練鞏固練)(含解析)新人教版選修35

2019高中物理刷題首選卷第十九章課時2放射性元素的衰變(對點練牢固練)(含分析)新人教版選修352019高中物理刷題首選卷第十九章課時2放射性元素的衰變(對點練牢固練)(含分析)新人教版選修359/9襖PAGE9蒂薇羈肈膆芁莂2019高中物理刷題首選卷第十九章課時2放射性元素的衰變(對點練牢固練)(含分析)新人教版選修35

課時2放射性元素的衰變

一、選擇題

1．(多項選擇)對天然放射現(xiàn)象，以下說法中正確的選項是()A．α粒子帶正電，α射線必然是從原子核中射出的B．β粒子帶負電，β粒子有可能是核外電子

C．γ射線是光子，γ射線有可能是原子從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的

D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的

答案AD

剖析α衰變的實質(zhì)是原子核中的兩個質(zhì)子和兩其中子結(jié)合在一起形成一個氦核發(fā)射出來的；β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)的一其中子變成一個質(zhì)子和一個電子，釋放出電子；γ

射線是陪同α衰變和β衰變產(chǎn)生的，是衰變產(chǎn)生的新原子核從高能級向低能級躍遷產(chǎn)生的。

這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的。應(yīng)選A、D。2．(多項選擇)以下對原子核衰變的描述，正確的選項是()A．放出一個β粒子后，原子核的中子數(shù)減1，原子序數(shù)少1B．放出一個α粒子后，原子核的質(zhì)量數(shù)少4，核電荷數(shù)少2C．放出一個β粒子后，原子核的質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)加1226206D.88Ra經(jīng)過5次α衰變和4次β衰變后變成82Pb答案BCD剖析β衰變的規(guī)律為核的電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變，A錯誤，C正確；α衰變規(guī)律：核的電荷數(shù)減少2，質(zhì)量數(shù)減少226次α衰變和4次β衰變后，質(zhì)量4，B正確；88Ra經(jīng)過5數(shù)減少20，核的電荷數(shù)先減少10，再增加4，一共減少6，變成20682Pb，D正確。3．一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M，其中鈾元素的質(zhì)量為m，鈾發(fā)生一系列衰變，最一生成物為鉛。已知鈾的半衰期為T，那么以下說法中正確的選項是()A．經(jīng)過2個半衰期后，這塊礦石中基本不再含有鈾B．經(jīng)過2個半衰期后，原來所含的鈾元素的原子核有m4發(fā)生了衰變C．經(jīng)過3個半衰期后，其中鈾元素的質(zhì)量還剩

m

8

D．經(jīng)過1個半衰期后該礦石的質(zhì)量剩下

答案C

m

2

m剖析經(jīng)過2個半衰期后礦石中節(jié)余的鈾應(yīng)該有，故A、B錯誤；經(jīng)過3個半衰期后礦4

m石中節(jié)余的鈾還有8，故C正確；由于衰變產(chǎn)物大部分依舊留在該礦石中，因此礦石質(zhì)量沒

1

有太大的改變，故D錯誤。

2284．(多項選擇)靜止的鐳原子核88Ra經(jīng)一次α衰變后變成一個新核Rn，則以下相關(guān)說法正

確的是()

A．該衰變方程為228224488Ra→86Rn＋2HeB．若該元素的半衰期為τ，則經(jīng)過2τ的時間，2kg的22888Ra中有已經(jīng)發(fā)生了衰變

C．隨著該元素樣品的不斷衰變，剩下未衰變的原子核22888Ra越來越少，其半衰期也變

短

D．若把該元素放到密閉的容器中，則可以減慢它的衰變速度

E．該元素的半衰期不會隨它所處的物理環(huán)境、化學(xué)狀態(tài)的變化而變化

答案ABE剖析由鐳的α衰變方程：22888Ra→2244m＝m1t20知，t＝2τ，m＝2kg時，m＝kg，則已衰變的鐳為m＝m－m＝2kg－kg＝，0衰0項正確；放射性元素衰變的快慢是由核內(nèi)部自己因素決定的，跟元素所處的化學(xué)狀態(tài)、物

理環(huán)境和元素多少沒相關(guān)系，C、D兩項錯誤，E項正確。2342345．(多項選擇)90Th擁有放射性，它能放出一個新的粒子而變成91Pa，同時陪同有γ射線產(chǎn)234234天。則以下說法中正確的選項是()生，其方程為90Th→91Pa＋x，釷的半衰期為24A．x為質(zhì)子

B．x是釷核中的一其中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子時產(chǎn)生的

C．γ射線是Pa原子核放出的

D．1g234天后還剩的90Th經(jīng)過120答案BC剖析依照衰變方程質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒，可判斷x的質(zhì)量數(shù)為234－234＝0，電荷數(shù)為90－91＝－1，因此x是電子，A錯誤；放射性元素的放射性來自于原子核內(nèi)部，電子是由原子核內(nèi)部的一其中子轉(zhuǎn)變成一個質(zhì)子而形成的，B正確；γ射線同β射線相同都是來自于原子核，即來自于Pa原子核，C正確；半衰期是針對大量原子核衰變的一個統(tǒng)計規(guī)律，1g23415g＝1的90Th經(jīng)過120天即5個半衰期，節(jié)余的質(zhì)量為g，不是，D232錯誤。222218天；但勘探表示，經(jīng)6．放射性元素氡(86Rn)經(jīng)α衰變成為釙(84Po)，半衰期約為過漫長的地質(zhì)年代后，目前地殼中仍存在天然的含有放射性元素22286Rn的礦石，其原因是()

222A．目前地殼中的86Rn主要來自于其他放射性元素的衰變

222B．在地球形成的初期，地殼中元素86Rn的含量足夠高

2

C．當(dāng)衰變產(chǎn)物21821822284Po積累到必然量今后，84Po的增加會減慢86Rn的衰變進度222D.86Rn主要存在于地球深處的礦石中，溫度和壓力改變了它的半衰期答案A

剖析元素半衰期的長短由原子核自己因素決定，與原子所處的物理、化學(xué)狀態(tài)以及周

圍環(huán)境、溫度沒關(guān)，C、D錯誤；即使元素氡的含量足夠高，經(jīng)過漫長的地質(zhì)年代，地殼中

也幾乎沒有氡了，必然是來自于其他放射性元素的衰變，A正確，B錯誤。

7．A、B兩種放射性元素，原來都靜止在同一勻強磁場中，磁場方向以下列圖，其中一

個放出α粒子，另一個放出β粒子，α與β粒子的運動方向跟磁場方向垂直，圖中a、b、

c、d分別表示α粒子、β粒子以及兩個節(jié)余核的運動軌跡，則()

A．a(chǎn)為α粒子軌跡，

B．b為α粒子軌跡，

C．b為α粒子軌跡，

D．a(chǎn)為α粒子軌跡，

c為β粒子軌跡

d為β粒子軌跡

c為β粒子軌跡

d為β粒子軌跡

答案C

剖析兩個相切的圓表示在相切點處是靜止的原子核發(fā)生了衰變，由于無外力作用，動

量守恒，因此原子核發(fā)生衰變后，新核與放出的粒子速度方向相反，若它們帶相同性質(zhì)的電

荷，則它們所受的洛倫茲力方向相反，則軌道應(yīng)是外切圓，故左圖應(yīng)該是原子核發(fā)生了α

mv衰變，又由于r＝Bq，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的α粒子的運動軌跡，A、D錯誤；若它們

所帶電荷的性質(zhì)不相同，則它們的軌道應(yīng)是內(nèi)切圓，右圖所示的軌跡說明是放出了與原子核電

性相反的電荷，故應(yīng)該是發(fā)生了β衰變，半徑大的應(yīng)該是電荷量小的電子的運動軌跡，B

錯誤，C正確。

8．(多項選擇)三個原子核X、Y、Z，X核放出一個正電子后變成Y核，Y核與質(zhì)子發(fā)生核反

3

應(yīng)后生成Z核并放出一個氦核4)。則下面說法正確的選項是()(He)(質(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)也守恒2A．X核比Z核多一個質(zhì)子B．X核比Z核少一其中子C．X核的質(zhì)量數(shù)比Z核質(zhì)量數(shù)大3D．X核與Z核的總電荷是Y核電荷的2倍答案CD剖析設(shè)原子核X的符號為aX，則原子核Y為aa0a1a4a－3bb－1b－1b11b－12b－2故原子核a－3Z為b－2Z。應(yīng)選C、D。9．(多項選擇)元素X是Y的同位素，分別進行以下衰變過程：αββαX――→P――→Q，Y――→R――→S。則以下說法正確的選項是()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2

D．R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素

答案ACMαM－4βM－4NβNαN－4剖析上述變化過程為：AX――→A－2P――→A－1Q，AY――→A＋1R――→A－1S，由此可知，Q與S為同位素，R比S多兩其中子，故A、C正確，B、D錯誤。10．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)用，不相同的放射源有不相同的用途。下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線。

元素射線半衰期釙210α138天氡222β天,,

元素,射線,半衰期

鍶90,β,28年

鈾238,α、β、γ,×109年

某鋁業(yè)公司生產(chǎn)鋁薄板，方法是讓厚的鋁板經(jīng)過軋輥把鋁板軋薄，利用合適的放射線來

測定經(jīng)過軋輥后的薄板厚度可否均勻，可利用的元素是()

A．釙210B．氡222C．鍶90D．鈾238

答案C

剖析題中測定鋁薄板的厚度，要求射線可以穿透鋁薄板，因此α射線就不合適了，

4

γ射線穿透作用最強，薄板厚度不會影響γ射線穿透收效，因此只能采納β射線，而氡

222半衰期太小，鈾238半衰期太長，因此只有C較合適。

11．(多項選擇)靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當(dāng)它放出一個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，以下列圖，則

()

A．α粒子與反沖核的動量大小相等、方向相反

B．原來放射性元素的核電荷數(shù)為90

C．反沖核的核電荷數(shù)為88

D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88答案ABC剖析由于粒子之間相互作用的過程中動量守恒，初始總動量為零，則最后總動量也為零，即α粒子和反沖核的動量大小相等、方向相反，A正確；由于釋放的α粒子和反沖核2mvmv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動，由qvB＝R得R＝qB，若原來放p1p2射性元素的核電荷數(shù)為Q，則對α粒子：R1＝B·2e，對反沖核：R2＝BQ－2e，由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正確；它們的速度之比無法求得，D錯誤。二、非選擇題

5

12.

原來靜止在勻強磁場中的放射性元素的原子核A，發(fā)生衰變后放出的一個射線粒子和反

沖核都在垂直于磁感線的同一平面運動，形成以下列圖的內(nèi)切圓軌跡，已知大圓半徑是小圓

半徑的n倍，且繞大圓軌道運動的粒子沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。那么：

該勻強磁場的方向必然是垂直于紙面向________。

原子核A的原子序數(shù)是________。

沿小圓運動的是________，其旋轉(zhuǎn)方向為________。

答案(1)里(2)－1(3)反沖核逆時針n剖析衰變的過程動量守恒，由粒子在磁場中做圓周運動的半徑公式＝mv可知，小圓RqB是反沖核的運動軌跡，繞行方向為逆時針。由兩軌跡圓周內(nèi)切判斷，是β衰變。依照左手定則可知，磁場方向垂直紙面向里。再由半徑關(guān)系得反沖核的電荷量是β粒子的n倍，由此推出原子核A的原子序數(shù)為n－1。

1413．放射性元素6C的射線被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，可用它來測定古生物的年代，此

項研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎。

(1)14C不牢固，易發(fā)生衰變，放出β射線，其半衰期為5730年，試寫出相關(guān)的衰變方6程。

14(2)若測得一古生物遺骸中6C的含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代距今約有多

少年？

答案(1)14140(2)17190年6C→7N＋－1e剖析(1)衰變方程為14140e。6C→7N＋－1(2)活體中141414C的含量6C保持動向平衡含量不變，生物死亡后，6C連續(xù)衰變，設(shè)活體中6為0，遺骸中為，則由半衰期的定義得＝01t，即＝1t，解得t＝3，因此tmmmm2τ2ττ

6

3τ＝17190年。

14．室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡。氡存在于建筑水泥、礦渣

磚、裝修石材及土壤中。氡看不到，嗅不到，即使在氡濃度很高的環(huán)境里，人們對它也毫無

222感覺。氡進入人的呼吸系統(tǒng)能引起肺癌，是吸煙外以致肺癌的第二大體素。靜止的氡核86Rn

放出一個粒子x后變成釙核21884Po，釙核的動能為Ek1，若衰變放出的能量全部變成釙核和粒

子x的動能。試回答以下問題：

(1)寫出上述衰變的方程(請用物理學(xué)上規(guī)