高中物理教科版5第三章原子核 學業(yè)分層測評9第3章2放射性衰變

學業(yè)分層測評(九)(建議用時：45分鐘)[學業(yè)達標]1．關于天然放射現象和對放射性的研究，下列說法正確的是()A．α射線和β射線在電場或磁場中偏轉說明它們是帶電粒子B．原子核不是單一的粒子C．γ射線一定伴隨α射線或β射線而產生D．任何放射性元素都能同時發(fā)出三種射線E．γ射線往往伴隨α射線或β射線而產生【解析】帶電粒子以一定的初速度垂直進入電場或磁場能發(fā)生偏轉，α射線和β射線能在電場或磁場中偏轉說明它們是帶電粒子，故A正確；放射現象說明原子核的可變性，即原子核不是單一粒子，具有復雜的結構，故選項B正確；γ射線是原子核在發(fā)射α射線或β射線時多余的能量以γ射線的形式產生的輻射，因此γ射線是伴隨(不是一定伴隨)α射線或β射線而放出的，故選項E正確，C、D均錯誤．【答案】ABE2．一個原子核發(fā)生衰變時，下列說法中正確的是()【導學號：11010039】A．總質量數保持不變B．核子數保持不變C．變化前后質子數保持不變D．總動量保持不變E．變化前后中子數不變【解析】衰變過程中質量數守恒，又質量數等于核子數，故衰變過程中核子數不變，A、B正確；發(fā)生β衰變時，質子數增加中子數減少，C、E錯誤；由動量守恒的條件知D正確．【答案】ABD3．如圖3-2-5所示，鉛盒A中裝有天然放射性物質，放射線從其右端小孔中水平向右射出，在小孔和熒光屏之間有垂直于紙面向里的勻強磁場，則下列說法中正確的有()圖3-2-5A．打在圖中a、b、c三點的依次是α射線、γ射線和β射線B．α射線和β射線的軌跡是拋物線C．α射線和β射線的軌跡是圓弧D．如果在鉛盒和熒光屏間再加一豎直向下的勻強電場，則屏上的亮斑可能只剩下bE．如果在鉛盒和熒光屏間再放一豎直向下的勻強電場，則屏上可能出現兩個亮斑【解析】由左手定則可知粒子向右射出后，在勻強磁場中α粒子受的洛倫茲力向上，β粒子受的洛倫茲力向下，軌跡都是圓?。捎讦亮Ｗ铀俣燃s是光速的eq\f(1,10)，而β粒子速度接近光速，所以在同樣的混合場中不可能都做直線運動．故A、C、E正確，B、D錯誤．【答案】ACE4．在下列關于近代物理知識的說法中，正確的是()A．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，原子的能量增大B．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流C．鈾元素的半衰期為T，當溫度發(fā)生變化時，鈾元素的半衰期也發(fā)生變化D．查德威克發(fā)現了中子，其核反應方程為：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nE．發(fā)生β衰變時其轉化方程為eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e【解析】氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正確；β射線是從原子核輻射出來的，不是原子外層電子電離出來的，B錯；半衰期不隨外界因素的變化而變化，C錯，D、E符合物理學事實，正確．【答案】ADE5．關于天然放射現象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質的溫度升高，其半衰期將變大B．β衰變所釋放的電子是原子核內的質子轉變?yōu)橹凶訒r產生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強D．鈾核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰變?yōu)殂U核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的過程中，要經過8次α衰變和6次β衰變E．放射性元素的半衰期由核內部自身的因素決定【解析】半衰期與元素的物理狀態(tài)無關，若使某放射性物質的溫度升高，其半衰期將不變，故A錯誤，E正確；β衰變所釋放的電子是原子核內的中子變成質子時釋放出的電子，故B錯誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強，α射線的電離能力最強，故C正確；鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過程中，每經一次α衰變質子數少2，質量數少4；而每經一次β衰變質子數增1，中子數不變；由質量數和核電荷數守恒，要經過8次α衰變和6次β衰變，故D正確．【答案】CDE6．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衰變實質是核內的中子轉化成了一個質子和一個電子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，它的本質是電磁波E．原子核每發(fā)生一次α衰變，其核電荷數減少2【解析】原子核發(fā)生β衰變中放出的電子是原子核內的中子轉化為質子而釋放的電子，故A錯誤，B正確．α射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時兩個中子和兩個質子結合在一起而從原子核中釋放出來．γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生，它的本質是電磁波，故D、E正確．【答案】BDE7．在軋制鋼板時需要動態(tài)地監(jiān)測鋼板的厚度，其檢測裝置由放射源、探測器等構成，如圖3-2-6所示．該裝置中探測器接收到的是________．圖3-2-6【解析】α射線的穿透本領最弱，一張紙就能將其擋住，而β射線的穿透本領較強，能穿透幾毫米厚的鋁板，γ射線的穿透本領最強，可以穿透幾厘米厚的鉛板，故探測器接收到的應該是γ射線．【答案】γ射線8．鈾裂變的產物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不穩(wěn)定的，它經過一系列衰變最終成為穩(wěn)定的鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)，這些衰變是經過了________次________衰變.【導學號：11010040】【解析】原子核每經過一次α衰變，質量數減少4，電荷數減少2；每經過一次β衰變，電荷數增加1，質量數不變．方法一α衰變的次數為n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)β衰變的次數為m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二設氪90(eq\o\al(90,36)Kr)經過x次α衰變，y次β衰變后變成鋯90(eq\o\al(90,40)Zr)由衰變前后的質量數、電荷數守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36解得x＝0，y＝4.【答案】4β[能力提升]9．元素X是Y的同位素，分別進行下列衰變過程：Xeq\o(→,\s\up14(α))Peq\o(→,\s\up14(β))Q，Yeq\o(→,\s\up14(β))Req\o(→,\s\up14(α))S.則下列說法正確的是()A．Q與S是同位素B．X與R原子序數相同C．R比S的中子數多2D．R的質子數少于上述任何元素E．R比X的質子數多1【解析】上述變化過程為：eq\o\al(M,A)Xeq\o(→,\s\up14(α))eq\o(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(→,\s\up14(β))eq\o(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(→,\s\up14(β))eq\o(NA＋1)Req\o(→,\s\up14(α))eq\o(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q與S為同位素，R比S多兩個中子比X多一個質子，故A、C、E正確，B、D錯誤．【答案】ACE10．靜止在勻強磁場中的某放射性元素的原子核，當它放出一個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，如圖3-2-7所示，則()圖3-2-7A．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為90C．反沖核的核電荷數為88D．α粒子和反沖核的速度之比為1∶88E．反沖核的電荷數為90【解析】由于微粒之間相互作用的過程中動量守恒，初始總動量為零，則最終總動量也為零，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粒子和反沖核均在垂直于磁場的平面內且在洛倫茲力作用下做圓周運動，由qvB＝eq\f(mv2,R)得R＝eq\f(mv,qB)，若原來放射性元素的核電荷數為Q，則對α粒子：R1＝eq\f(p1,B·2e)對反沖核：R2＝eq\f(p2,BQ－2e)由p1＝p2，R1∶R2＝44∶1，得Q＝90，B、C正確；它們的速度大小與質量成反比，故D、E錯誤．【答案】ABC11．天然放射性鈾(eq\o\al(238,92)U)發(fā)生衰變后產生釷(eq\o\al(234,90)Th)和另一個原子核．(1)請寫出衰變方程；(2)若衰變前鈾(eq\o\al(238,92)U)核的速度為v，衰變產生的釷(eq\o\al(234,90)Th)核的速度為eq\f(v,2)，且與鈾核速度方向相同，求產生的另一種新核的速度．【解析】(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(2)設另一新核的速度為v′，鈾核質量為238m，由動量守恒定律得：238mv＝234meq\f(v,2)＋4mv′得：v′＝eq\f(121,4)v【答案】(1)見解析(2)eq\f(121,4)v12．茫茫宇宙空間存在大量的宇宙射線，對宇航員構成了很大的威脅．現有一束射線(含有α、β、γ三種射線)，(1)在不影響β和γ射線的情況下，如何用最簡單的方法除去α射線？(2)余下的這束β和γ射線經過如圖3-2-8所示的一個使它們分開的磁場區(qū)域，請畫出β和γ射線進入磁場區(qū)域后軌跡的示意圖．(畫在圖上)圖3-2-8(3)用磁場可以區(qū)分β和γ射線，但不能把α射線從γ射線束中分離出來，為什么？(已知α粒子的質量約是β粒子質量的8000倍，α射線速度約為光速的十分之一，β射線速度約為光速)【解析】(1)由于α射線貫穿能力很弱，用一張紙放在射線前即可除去α射線．(2)如圖所示．(3)