高中物理選修3-5人教版課時(shí)素養(yǎng)提升19-2放射性元素的衰變

課時(shí)素養(yǎng)提升十四放射性元素的衰變(25分鐘50分)一、選擇題(本題共5小題，每題4分，共20分)1.在一個(gè)QUOTEU原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)QUOTEPb原子核的過程中，發(fā)生β衰變的次數(shù)為()A.6次 B.10次C.22次 D.32次【解析】選A。在一個(gè)QUOTE原子核衰變?yōu)橐粋€(gè)QUOTEPb原子核的過程中，發(fā)生α衰變的次數(shù)為(238206)÷4=8(次)，發(fā)生β衰變的次數(shù)為2×8(9282)=6(次)，選項(xiàng)A正確。2.關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)所產(chǎn)生的B.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，β射線的電離能力最強(qiáng)D.鈾核QUOTEU)衰變?yōu)殂U核QUOTEPb)的過程中，要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變【解析】選A。β衰變的實(shí)質(zhì)在于核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，其轉(zhuǎn)化方程為QUOTEnHQUOTEe，A選項(xiàng)正確；放射性物質(zhì)的半衰期只與物質(zhì)本身有關(guān)，與該物質(zhì)所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，B選項(xiàng)錯(cuò)誤；在α、β、γ三種射線中，α射線的電離能力最強(qiáng)，穿透能力最弱；γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，C選項(xiàng)錯(cuò)誤；核反應(yīng)中電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，則QUOTE，解得QUOTE，即8次α衰變和6次β衰變，D選項(xiàng)錯(cuò)誤。3.放射性物質(zhì)碘131的衰變方程為QUOTEIQUOTEXe+Y。根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)，下列說法正確的是()A.生成的QUOTEXe處于激發(fā)態(tài)，放射γ射線，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力也最強(qiáng)B.若QUOTEI的半衰期大約是8天，取4個(gè)碘原子核，經(jīng)16天就只剩下1個(gè)碘原子核了C.Y粒子為β粒子DQUOTEI中有53個(gè)質(zhì)子和132個(gè)核子【解析】選C。γ射線的穿透能力最強(qiáng)，電離能力最弱，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)大量的原子核適用，對(duì)少數(shù)的原子核不適用，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。根據(jù)電荷數(shù)守恒、質(zhì)量數(shù)守恒知，Y粒子的電荷數(shù)為1，質(zhì)量數(shù)為0，可知Y粒子為β粒子，選項(xiàng)C正確。電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù)，可知QUOTEI中有53個(gè)質(zhì)子，質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù)，則有131個(gè)核子，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。【補(bǔ)償訓(xùn)練】2006年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過QUOTECa(鈣48)轟擊QUOTECf(锎249)發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號(hào)元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素。實(shí)驗(yàn)表明，該元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過程中的粒子x是()A.中子B.質(zhì)子C.電子D.α粒子【解析】選A。由鈣48與锎249合成的第118號(hào)元素，質(zhì)量數(shù)是297；發(fā)生3次α衰變，質(zhì)量數(shù)少12，核電荷數(shù)少了6，可見，先放出三個(gè)粒子電荷數(shù)是0，質(zhì)量數(shù)是1，是中子，故選A。4.(2020·萬州區(qū)高二檢測)放射性元素A經(jīng)過2次α衰變和1次β衰變后生成一新元素B，則元素B在元素周期表中的位置較元素A的位置向前移動(dòng)了()A.1位B.2位C.3位D.4位【解析】選C。α粒子是QUOTEHe，β粒子是QUOTEe，因此發(fā)生一次α衰變電荷數(shù)減少2，發(fā)生一次β衰變電荷數(shù)增加1，據(jù)題意，電荷數(shù)變化為：2×2+1=3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移動(dòng)了3位。故選項(xiàng)C正確?！狙a(bǔ)償訓(xùn)練】核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137。碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線。下列說法正確的是 ()A.碘131釋放的β射線由氦核組成B.銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量C.與銫137相比，碘131衰變更慢D.銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù)【解析】選D。β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，不是氦原子核，A錯(cuò)誤；γ射線的頻率大于可見光的頻率，根據(jù)E=hν可知，γ射線光子能量大于可見光光子能量，B錯(cuò)誤；半衰期越短，衰變?cè)娇?，C錯(cuò)誤；銫133和銫137都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以D正確。5.(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5700年。已知植物存活期間，其體內(nèi)14C與12C的比例不變；生命活動(dòng)結(jié)束后，14C的比例持續(xù)減少?，F(xiàn)通過測量得知，某古木樣品中14A.該古木的年代距今約5700年B.12C、13CC.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出D.增加樣品測量環(huán)境的壓強(qiáng)將加速14C【解析】選A、C。由古木中的14C是現(xiàn)代植物中的二分之一知，14C經(jīng)過了一個(gè)半衰期，距今5700年，選項(xiàng)A正確；C的同位素質(zhì)子數(shù)相同，中子數(shù)不同，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；14C衰變成14N是β衰變，選項(xiàng)C正確；改變環(huán)境的壓強(qiáng)不會(huì)改變14C的半衰期二、計(jì)算題(12分。要有必要的文字說明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)6.天然放射性鈾QUOTEU)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷QUOTETh)和另一個(gè)原子核。(1)請(qǐng)寫出衰變方程。(2)若衰變前鈾QUOTEU)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷QUOTETh)核速度為QUOTE，且與鈾核速度方向相同，求產(chǎn)生的另一種新核的速度?！窘馕觥?1QUOTEUThQUOTEHe。(2)設(shè)另一新核的速度為v′，鈾核質(zhì)量為238m，由動(dòng)量守恒定律得：238mv=234m×QUOTE+4mv′得：v′=QUOTEv。答案：(1)見解析(2)QUOTEv【能力挑戰(zhàn)區(qū)】7.(18分)一小瓶含有某種放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6000次。將它注射到一個(gè)病人的血液中，經(jīng)過15小時(shí)，從病人身上取出10cm3的血樣，測得每分鐘衰變2次。已知這種同位素的半衰期是5小時(shí)，試根據(jù)上述數(shù)據(jù)【解析