2024-2025學(xué)年高中物理第十九章2放射性元素的衰變練習(xí)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(shuō)法正確的是()A.三種射線肯定同時(shí)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(shí)放射α射線和γ射線答案:C2.某放射性元素的一個(gè)原子核,發(fā)生一次β衰變,則它的()A.質(zhì)子數(shù)削減一個(gè),中子數(shù)不變B.質(zhì)子數(shù)增加一個(gè),中子數(shù)不變C.質(zhì)子數(shù)增加一個(gè),中子數(shù)削減一個(gè)D.質(zhì)子數(shù)削減一個(gè),中子數(shù)增加一個(gè)解析:β衰變的實(shí)質(zhì)是一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,故中子削減一個(gè)而質(zhì)子增加一個(gè)。故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)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(dòng)結(jié)束后,14C的比例持續(xù)削減。現(xiàn)通過(guò)測(cè)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(guò)程中放出β射線D.增加樣品測(cè)量環(huán)境的壓強(qiáng)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(guò)的時(shí)間為一個(gè)半衰期,即該古木的年頭距今約為5700年,A項(xiàng)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(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)核反應(yīng)方程可知,14C衰變?yōu)?4N的過(guò)程中放出電子,即發(fā)出β射線,C項(xiàng)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(guò)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(guò)的半衰期個(gè)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(shuō)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(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子,發(fā)生一次β衰變削減一個(gè)中子而增加一個(gè)質(zhì)子;中性原子的電子數(shù)等于質(zhì)子數(shù)。可推斷選項(xiàng)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(xiàng)C、D錯(cuò)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(shí)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(méi)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(shí)間為1個(gè)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(shí)須要經(jīng)過(guò)2個(gè)半衰期。因?yàn)閠=6天,所以τ=t2答案:3天實(shí)力提升1.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(qiáng),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(shuō)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(gè)數(shù)的多少、所處的位置、溫度等都沒(méi)有任何關(guān)系,故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤。答案:A2.某原子核的衰變過(guò)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(cuò)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(cuò)誤。答案:D3.一個(gè)

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(guò)了兩個(gè)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(guò)程共有6次α衰變和4次β衰變B.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子C.β衰變所放出的電子來(lái)自原子核外軌道D.釷核比鉛核多24個(gè)中子解析:由于β衰變不會(huì)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(yīng)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(gè)中子,鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子,B答案:AB5.★(多選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)原來(lái)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(yùn)動(dòng)方向。不計(jì)放出的光子的能量,則下列說(shuō)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(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)外D.磁場(chǎng)方向垂直于紙面對(duì)里解析:從軌跡可以看出兩粒子的運(yùn)動(dòng)方向不同,但起先運(yùn)動(dòng)的瞬間受力方向相同,說(shuō)明等效電流方向相同,即發(fā)生了β衰變;依據(jù)動(dòng)量守恒定律可知,β粒子與反沖核的動(dòng)量p大小相等、方向相反,由qvB=mv2R得R=mvBq=pBq,粒子運(yùn)動(dòng)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(xué)家利用自然放射性元素的衰變規(guī)律,通過(guò)對(duì)目前發(fā)覺(jué)的最古老的巖石中鈾和鉛含量的測(cè)定,推算出該巖石中含有的鈾是巖石形成初期時(shí)(巖石形成初期時(shí)不含鉛)的一半。鈾238衰變后形成鉛206,鈾238的相對(duì)含量隨時(shí)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(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)鈾、鉛原子數(shù)之比約為1∶4D.被測(cè)定的古老巖石樣品在90億年時(shí)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(shí)所經(jīng)過(guò)的時(shí)間。由題圖可知,經(jīng)驗(yàn)了45億年,B對(duì),A錯(cuò)。經(jīng)驗(yàn)90億年,由題圖可知,鈾238只有原來(lái)的14,則鉛原子數(shù)為原來(lái)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(cè)得每分鐘放出1.2×104個(gè)β粒子,21天后再測(cè),發(fā)覺(jué)每分鐘放出1.5×103個(gè)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(gè)數(shù)的比值來(lái)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