2024-2025學年高中物理第十九章2放射性元素的衰變練習含解析新人教版選修3-5

PAGEPAGE62放射性元素的衰變基礎(chǔ)鞏固1.關(guān)于放射性元素發(fā)生衰變放射的三種射線,下列說法正確的是()A.三種射線肯定同時產(chǎn)生B.三種射線的速度都等于光速C.γ射線常常是伴隨α射線和β射線產(chǎn)生的D.原子核衰變不能同時放射α射線和γ射線答案:C2.某放射性元素的一個原子核,發(fā)生一次β衰變,則它的()A.質(zhì)子數(shù)削減一個,中子數(shù)不變B.質(zhì)子數(shù)增加一個,中子數(shù)不變C.質(zhì)子數(shù)增加一個,中子數(shù)削減一個D.質(zhì)子數(shù)削減一個,中子數(shù)增加一個解析:β衰變的實質(zhì)是一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子,故中子削減一個而質(zhì)子增加一個。故選項A、B、D錯誤,C正確。答案:C3.(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;生命活動結(jié)束后,14C的比例持續(xù)削減?，F(xiàn)通過測量得知,某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的1A.該古木的年頭距今約5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C.14C衰變?yōu)?4N的過程中放出β射線D.增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變解析:因古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的12,則可知經(jīng)過的時間為一個半衰期,即該古木的年頭距今約為5700年,A項正確;12C、13C、14C具有相同的質(zhì)子數(shù),由于質(zhì)量數(shù)不同,故中子數(shù)不同,B項錯誤;依據(jù)核反應方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過程中放出電子,即發(fā)出β射線,C項正確答案:AC4.碘131的半衰期約為8天。若某藥物含有質(zhì)量為m的碘131,經(jīng)過32天后,該藥物中碘131的含量大約還有()A.解析:依據(jù)衰變規(guī)律可知,碘131經(jīng)過的半衰期個數(shù)為n=tT答案:C5.(多選)原子核X經(jīng)β衰變(一次)變成原子核Y,原子核Y再經(jīng)一次α衰變變成原子核Z,則下列說法中正確的是()A.原子核X的中子數(shù)減原子核Z的中子數(shù)等于2B.原子核X的質(zhì)子數(shù)減原子核Z的質(zhì)子數(shù)等于5C.原子核Z的質(zhì)子數(shù)比原子核X的質(zhì)子數(shù)少1D.原子核X的中性原子的電子數(shù)比原子核Y的中性原子的電子數(shù)少1解析:依據(jù)衰變規(guī)律,發(fā)生一次α衰變削減兩個質(zhì)子和兩個中子,發(fā)生一次β衰變削減一個中子而增加一個質(zhì)子;中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)?？赏茢噙x項C、D正確。答案:CD6.

92A.m=7,n=3 B.m=7,n=4C.m=14,n=9 D.m=14,n=18解析:發(fā)生一次α衰變,質(zhì)量數(shù)減4,電荷數(shù)減2,故α衰變次數(shù)為m=14×(235-207)=7,選項C、D錯誤;發(fā)生一次β衰變,質(zhì)量數(shù)不變,核電荷數(shù)增1,故β衰變次數(shù)為n=7×2-(92-82)答案:B7.完成下列核衰變方程,并在橫線上注明屬于哪類衰變。(1(2答案:(1(28.某放射性元素原為8g,經(jīng)6天時間已有6g發(fā)生了衰變,此后它再衰變1g,還須要幾天?解析:8g放射性元素已衰變了6g,還有2g沒有衰變,現(xiàn)在要求在2g的基礎(chǔ)上再衰變1g,即再衰變一半,所用時間為1個半衰期。由半衰期公式m=m012tτ得8g-6g=8g×12tτ,所以tτ=2。即放射性元素從8g變?yōu)?g時須要經(jīng)過2個半衰期。因為t=6天,所以τ=t2答案:3天實力提升1.下列有關(guān)半衰期的說法正確的是()A.放射性元素的半衰期越短,表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時間越短,衰變速度越大B.放射性元素樣品不斷衰變,隨著剩下未衰變的原子核削減,元素的半衰期也變短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率D.降低溫度或增大壓強,讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物均可減小半衰期解析:半衰期是指大量的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變的周期,半衰期越短,說明原子核發(fā)生衰變的速度越大,故A正確;某種元素的半衰期是這種元素所具有的特性,與原子核個數(shù)的多少、所處的位置、溫度等都沒有任何關(guān)系,故選項B、C、D錯誤。答案:A2.某原子核的衰變過程有XYP,則()A.X的中子數(shù)比P的中子數(shù)少2B.X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多3C.X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)少1D.X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1解析:設(shè)X的質(zhì)量數(shù)為m,質(zhì)子數(shù)為n,P的質(zhì)量數(shù)為x,質(zhì)子數(shù)為y,則有m=x+4,n=-1+2+y,所以有X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多4,X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1,故B、C錯誤,D正確;依據(jù)質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)之和為質(zhì)量數(shù),以及X的質(zhì)量數(shù)比P的質(zhì)量數(shù)多4,X的質(zhì)子數(shù)比P的質(zhì)子數(shù)多1,可知X的中子數(shù)比P的中子數(shù)多3,故A錯誤。答案:D3.一個

A.0.25g,α粒子 B.0.75g,α粒子C.0.25g,β粒子 D.0.75g,β粒子解析:經(jīng)過了兩個半衰期,1g

86222Rn剩下了0.25g,衰變了0.75g。依據(jù)衰變規(guī)律:質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)不變,可得放出的答案:B4.(多選)自然放射性元素

A.衰變的過程共有6次α衰變和4次β衰變B.鉛核比釷核少8個質(zhì)子C.β衰變所放出的電子來自原子核外軌道D.釷核比鉛核多24個中子解析:由于β衰變不會引起質(zhì)量數(shù)的削減,故可先依據(jù)質(zhì)量數(shù)的削減確定α衰變的次數(shù),為x=232-2084=6,再結(jié)合核電荷數(shù)的變化情況和衰變規(guī)律判定β衰變的次數(shù)應滿意2x-y=90-82=8,則y=4,A正確。釷232核中的中子數(shù)為232-90=142,鉛208核中的中子數(shù)為208-82=126,所以釷核比鉛核多16個中子,鉛核比釷核少8個質(zhì)子,B答案:AB5.★(多選)在勻強磁場中,一個原來靜止的原子核發(fā)生了衰變,得到兩條如圖所示的徑跡,圖中箭頭表示衰變后粒子的運動方向。不計放出的光子的能量,則下列說法正確的是()A.發(fā)生的是β衰變,b為β粒子的徑跡B.發(fā)生的是α衰變,b為α粒子的徑跡C.磁場方向垂直于紙面對外D.磁場方向垂直于紙面對里解析:從軌跡可以看出兩粒子的運動方向不同,但起先運動的瞬間受力方向相同,說明等效電流方向相同,即發(fā)生了β衰變;依據(jù)動量守恒定律可知,β粒子與反沖核的動量p大小相等、方向相反,由qvB=mv2R得R=mvBq=pBq,粒子運動的半徑與電荷量成反比,所以b答案:AD6.★(多選)地球的年齡究竟有多大?科學家利用自然放射性元素的衰變規(guī)律,通過對目前發(fā)覺的最古老的巖石中鈾和鉛含量的測定,推算出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期時(巖石形成初期時不含鉛)的一半。鈾238衰變后形成鉛206,鈾238的相對含量隨時間改變規(guī)律如圖所示,圖中N為鈾238的原子數(shù),N0為鈾和鉛的總原子數(shù)。由此可以推斷出()A.鈾238的半衰期為90億年B.地球的年齡大致為45億年C.被測定的古老巖石樣品在90億年時鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶4D.被測定的古老巖石樣品在90億年時鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶3解析:半衰期是放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變時所經(jīng)過的時間。由題圖可知,經(jīng)驗了45億年,B對,A錯。經(jīng)驗90億年,由題圖可知,鈾238只有原來的14,則鉛原子數(shù)為原來鈾原子數(shù)的34,則鈾、鉛比為1∶答案:BD7.某放射性元素養(yǎng)量為m,測得每分鐘放出1.2×104個β粒子,21天后再測,發(fā)覺每分鐘放出1.5×103個β粒子,該放射性元素的半衰期是多少?解析:由兩次放出β粒子個數(shù)的比值來推斷發(fā)生衰變的次數(shù)。由1.5×1031.2答案:7天8.★一靜止的