高中物理 3-1.2 原子核結(jié)構(gòu) 原子核衰變及半衰期規(guī)范訓(xùn)練 魯科版選修3-5

第1節(jié)原子核結(jié)構(gòu)第2節(jié)原子核衰變及半衰期(時(shí)間：60分鐘)考查知識(shí)點(diǎn)及角度難度及題號(hào)基礎(chǔ)中檔稍難原子核的組成及同位素1、23天然放射現(xiàn)象及三種射線(xiàn)的性質(zhì)4、56衰變及半衰期7、89、10綜合提升111213知識(shí)點(diǎn)一原子核的組成及同位素1．若用x代表一個(gè)中性原子中核外的電子數(shù)，y代表此原子的原子核內(nèi)的質(zhì)子數(shù)，z代表此原子的原子核內(nèi)的中子數(shù)，則對(duì)eq\o\al(234,90)Th的原子來(lái)說(shuō) ()．A．x＝90y＝90z＝234B．x＝90y＝90z＝144C．x＝144y＝144z＝90D．x＝234y＝234z＝324解析質(zhì)量數(shù)＝質(zhì)子數(shù)＋中子數(shù)，中性原子中：質(zhì)子數(shù)＝核外電子數(shù)，所以選B項(xiàng)．答案B2．同位素是指 ()．A．質(zhì)子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子B．核子數(shù)相同而中子數(shù)不同的原子C．核子數(shù)相同而質(zhì)子數(shù)不同的原子D．中子數(shù)相同而核子數(shù)不同的原子解析原子序數(shù)相同(即核電荷數(shù)、質(zhì)子數(shù)相同)而質(zhì)量數(shù)不同(即核子數(shù)不同)的元素互為同位素．答案A3．下列說(shuō)法正確的是 ()．A.eq\o\al(n,m)X與nm－1Y互為同位素B.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n－1,)mY互為同位素C.eq\o\al(n,m)X與eq\o\al(n－2,m－2)Y中子數(shù)相同D.eq\o\al(235,)92U核內(nèi)有92個(gè)質(zhì)子，235個(gè)中子解析A選項(xiàng)中，X核與Y核的質(zhì)子數(shù)不同，不是互為同位素．B選項(xiàng)中eq\o\al(n,m)X核與eq\o\al(n－1,)mY核質(zhì)子數(shù)都為m，而質(zhì)量數(shù)不同，所以互為同位素．C選項(xiàng)中eq\o\al(n,m)X核內(nèi)中子數(shù)為n－m，eq\o\al(n－2,m－2)Y核內(nèi)中子數(shù)為(n－2)－(m－2)＝n－m，所以中子數(shù)相同．D選項(xiàng)中eq\o\al(235,)92U核內(nèi)有143個(gè)中子，而不是235個(gè)中子．答案BC知識(shí)點(diǎn)二天然放射現(xiàn)象及三種射線(xiàn)的性質(zhì)4．下列說(shuō)法中正確的是 ()．A．α射線(xiàn)與γ射線(xiàn)都是電磁波B．β射線(xiàn)為原子的核外電子電離后形成的電子流C．用加溫、加壓或改變其化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變?cè)雍怂プ兊陌胨テ贒．原子核經(jīng)過(guò)衰變生成新核，則新核的質(zhì)量總等于原核的質(zhì)量解析α、β、γ三種射線(xiàn)都是由原子核內(nèi)發(fā)射出來(lái)的，α射線(xiàn)是氦核流，β射線(xiàn)是高速電子流，γ射線(xiàn)是高頻光子流，因此，A、B兩項(xiàng)錯(cuò)，原子核衰變有質(zhì)量虧損．答案C5．如圖3－1、2－6為查德威克實(shí)驗(yàn)示意圖，由天然放射性元素釙(Po)放射的α射線(xiàn)轟擊鈹時(shí)會(huì)產(chǎn)生粒子流A，用粒子流A轟擊石蠟時(shí)，會(huì)打出粒子流B，經(jīng)研究知道 ()．圖3－1、2－6A．A為中子，B為質(zhì)子 B．A為質(zhì)子，B為中子C．A為γ射線(xiàn)，B為中子 D．A為中子，B為γ射線(xiàn)解析不可見(jiàn)射線(xiàn)A，轟擊石蠟時(shí)打出的應(yīng)該是質(zhì)子，因?yàn)橘|(zhì)子就是氫核，而石蠟中含有大量氫原子，轟擊石蠟的不可見(jiàn)射線(xiàn)應(yīng)該是中子．答案A6．一置于鉛盒中的放射源發(fā)射的α、β和γ射線(xiàn)，由鉛盒的小孔射出，在小孔外放一鋁箔，鋁箔后面的空間有一勻強(qiáng)電場(chǎng)．進(jìn)入電場(chǎng)后，射線(xiàn)變?yōu)閍、b兩束，射線(xiàn)a沿原來(lái)的方向行進(jìn)，射線(xiàn)b發(fā)生了偏轉(zhuǎn)，如圖3－1、2－7所示，則圖中的射線(xiàn)a為_(kāi)_______射線(xiàn)，射線(xiàn)b為_(kāi)_______射線(xiàn)．圖3－1、2－7解析放射源可以放射出α、β、γ三種射線(xiàn)，α射線(xiàn)的穿透能力弱，不能穿透鋁箔，β射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的穿透能力強(qiáng)，可以穿透鋁箔．由于β射線(xiàn)帶負(fù)電，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)受到電場(chǎng)力的作用而發(fā)生偏轉(zhuǎn)，γ射線(xiàn)不帶電，經(jīng)過(guò)電場(chǎng)時(shí)不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，所以圖中射線(xiàn)a是γ射線(xiàn)，射線(xiàn)b是β射線(xiàn)．答案γβ知識(shí)點(diǎn)三衰變及半衰期7．(·北京)表示放射性元素碘131(eq\o\al(131,)53I)β衰變的方程是 ()．A.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(127,)51Sb＋eq\o\al(4,2)He B.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(131,)54Xe＋eq\o\al(0,－1)eC.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(130,)53I＋eq\o\al(1,0)n D.eq\o\al(131,)53I→eq\o\al(130,)52Te＋eq\o\al(1,1)H解析β衰變是原子核自發(fā)地釋放一個(gè)β粒子(即電子)產(chǎn)生新核的過(guò)程，原子核衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)都守恒，結(jié)合選項(xiàng)分析可知，選項(xiàng)B正確．答案B8．下列有關(guān)半衰期的說(shuō)法正確的是 ()．A．放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B．放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核的減少，元素半衰期也變長(zhǎng)C．把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D．降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度解析放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，半衰期越短，則衰變?cè)娇?；某種元素的半衰期長(zhǎng)短由其本身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．答案A9．(·重慶)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(xiàn)；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(xiàn)．下列說(shuō)法正確的是 ()．A．碘131釋放的β射線(xiàn)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(jiàn)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β射線(xiàn)是高速電子流，是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子時(shí)放出電子產(chǎn)生的，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；γ光子的頻率高于可見(jiàn)光的頻率，由光子能量E＝hν知選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于銫137的半衰期比碘131的半衰期長(zhǎng)，所以碘131比銫137衰變更快，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；同位素具有相同質(zhì)子數(shù)和不同中子數(shù)，選項(xiàng)D正確．答案D10．鈾裂變的產(chǎn)物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不穩(wěn)定的，它經(jīng)過(guò)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 ()．A．1次α衰變，6次β衰變 B．4次β衰變C．2次α衰變 D．2次α衰變，2次β衰變解析原子核每經(jīng)過(guò)一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2；每經(jīng)過(guò)一次β衰變，電荷數(shù)增加1，質(zhì)量數(shù)不變．方法一α衰變的次數(shù)為n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)，β衰變的次數(shù)為m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二設(shè)氪90(eq\o\al(90,36)Kr)經(jīng)過(guò)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(zhì)量數(shù)、電荷數(shù)守恒得4x＋90＝90，2x－y＋40＝36，解得x＝0，y＝4.答案B11．近段時(shí)間，朝鮮的“核危機(jī)”引起了全球的矚目，其焦點(diǎn)問(wèn)題是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆，重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239(eq\o\al(239,)94Pu)，這種eq\o\al(239,)94Pu可由鈾239(eq\o\al(239,)92Pu)經(jīng)過(guò)n次β衰變而產(chǎn)生，則n為 ()．A．2 B．239 C．145 D．92解析由于eq\o\al(239,)92U和eq\o\al(239,)94Pu的質(zhì)量數(shù)相等，而核電荷數(shù)增加2，因此，eq\o\al(239,)92U經(jīng)2次β衰變，變?yōu)閑q\o\al(239,)94Pu，故A正確．答案A圖3－1、2－812．計(jì)數(shù)器是一種探測(cè)射線(xiàn)的儀器，如圖3－1、2－8所示，X為未知放射源，它向右方發(fā)射放射線(xiàn)．放射線(xiàn)首先通過(guò)一塊薄鋁箔P(厚度約為1mm)，并經(jīng)過(guò)一個(gè)強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域后到達(dá)計(jì)數(shù)器，計(jì)數(shù)器上單位時(shí)間內(nèi)記錄到的射線(xiàn)粒子是一定的．現(xiàn)將強(qiáng)磁場(chǎng)移開(kāi)，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)所記錄的射線(xiàn)粒子基本保持不變，然后將薄鋁箔P移開(kāi)，則計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)記錄的射線(xiàn)粒子明顯上升．據(jù)此可以判定X圖3－1、2－8A．純?chǔ)路派湓? B．純?chǔ)梅派湓碈．α和β的混合放射源 D．α和γ的混合放射源解析將強(qiáng)磁場(chǎng)移開(kāi)，計(jì)數(shù)器單位時(shí)間內(nèi)所記錄的射線(xiàn)粒子基本保持不變，即磁場(chǎng)對(duì)射線(xiàn)粒子沒(méi)有影響，則可以斷定計(jì)數(shù)器接收到的是不帶電的γ射線(xiàn)，以后將薄鋁箔P(厚度約為1mm明顯上升．這說(shuō)明計(jì)數(shù)器除了接收到了γ射線(xiàn)之外，還接收到了一種原來(lái)被厚度約為1mm的薄鋁箔P擋住的射線(xiàn)，而厚度約為1α射線(xiàn)擋住，所以X為能放射α射線(xiàn)和γ射線(xiàn)的混合放射源，故D項(xiàng)正確．答案D13．(·朝陽(yáng)區(qū)高二檢測(cè))天然放射性鈾(eq\o\al(238,)92U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(eq\o\al(234,)90Th)和另一個(gè)原子核．(1)請(qǐng)寫(xiě)出衰變方程；(2)若衰變前鈾(eq\o\al(238,)92U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(eq\o\al(234,90)T