2018版高中物理學(xué)業(yè)分層測評9第3章原子核與放射性第2節(jié)原子核衰變及半衰期魯科版選修3

1、第2節(jié) 原子核衰變及半衰期 (建議用時：45分鐘)學(xué)業(yè)達標1(多選)關(guān)于天然放射現(xiàn)象和對放射性的研究，下列說法正確的是()A射線和射線在電場或磁場中偏轉(zhuǎn)說明它們是帶電粒子B原子核不是單一的粒子C射線一定伴隨射線或射線而產(chǎn)生D任何放射性元素都能同時發(fā)出三種射線【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(zhuǎn)，射線和射線能在電場或磁場中偏轉(zhuǎn)說明它們是帶電粒子，故A正確；放射現(xiàn)象說明原子核的可變性，即原子核不是單一粒子，具有復(fù)雜的結(jié)構(gòu)，故選項B正確；射線是原子核在發(fā)射射線或射線時多余的能量以射線的形式產(chǎn)生的輻射，因此射線是伴隨(不是一定伴隨)射線或射線而放出的，C、D均錯誤【答案】AB2(

2、多選)關(guān)于放射性元素的半衰期，下列說法正確的是()A是放射源質(zhì)量減少一半所需的時間B是原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時間C與外界壓強和溫度有關(guān)D可以用于測定地質(zhì)年代、生物年代等【解析】原子核的衰變是由原子核的內(nèi)部因素決定的，與外界環(huán)境無關(guān)原子核的衰變有一定的速率，每隔一定的時間即半衰期，原子核就衰變掉總數(shù)的一半不同種類的原子核，其半衰期也不同，若開始時原子核數(shù)目為N0，經(jīng)時間t剩下的原子核數(shù)目為N，半衰期為T1/2，則NN0().若能測出N與N0的比值，就可求出t，依此公式可測定地質(zhì)年代、生物年代等故正確答案為B、D.【答案】BD3由原子核的衰變規(guī)律可知() 【導(dǎo)學(xué)號：】A放射性元素一次衰變可同時產(chǎn)

3、生射線和射線B放射性元素發(fā)生衰變時，新核的化學(xué)性質(zhì)不變C放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制D放射性元素發(fā)生正電子衰變時，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1【解析】一次衰變不可能同時產(chǎn)生射線和射線，只可能同時產(chǎn)生射線和射線或射線和射線；原子核發(fā)生衰變后，核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核(新的物質(zhì))的化學(xué)性質(zhì)應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減小1.【答案】C4(多選)日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時會發(fā)出射線與射線，碘131被人攝入后，會危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識，說法正確的是()A人類無法通過改變外部環(huán)境來

4、改變碘131衰變的快慢B碘131的半衰期為8.3天，則4個碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個原子核C射線與射線都是電磁波，但射線穿透本領(lǐng)比射線強D碘131發(fā)生衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的【解析】衰變的快慢由放射性元素本身決定，與外部環(huán)境無關(guān)，A正確；半衰期是大量原子核衰變的統(tǒng)計規(guī)律，對少數(shù)幾個原子核無意義，B錯誤；射線是高速電子流，射線是電磁波，故C錯誤；衰變的實質(zhì)是nHe，D正確【答案】AD5(多選)某一放射性元素放出的射線通過電場后分成三束，如圖325所示，下列說法正確的是()圖325A射線3的電離作用在三種射線中最強B射線2貫穿本領(lǐng)最弱，用一張白紙就可以將它擋住

5、C一個原子核放出一個射線3的粒子后，質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)都比原來少2個D一個原子核放出一個射線1的粒子后，形成的新核比原來的電荷數(shù)少1個【解析】根據(jù)三束射線的偏轉(zhuǎn)方向，可以斷定射線1帶負電，是射線；射線2不帶電，是射線；射線3是射線射線的電離作用最強，選項A正確射線貫穿本領(lǐng)最強，用一張白紙可以擋住的是射線，選項B錯誤每發(fā)生一次衰變，原子核里面的2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合成一個氦核而釋放出來，選項C正確每發(fā)生一次衰變，原子核里面的一個中子變成一個質(zhì)子，因此核電荷數(shù)增加1，但核子數(shù)不變，故選項D錯誤【答案】AC6(多選)原子核Th具有天然放射性，它經(jīng)過若干次衰變和衰變后會變成新的原子核下列原子核中，有三種是

6、Th衰變過程中可以產(chǎn)生的，它們是()A.PbB.PbC.Po D.Ra【解析】發(fā)生1次衰變時核子的質(zhì)量數(shù)減4，電荷數(shù)減2；發(fā)生1次衰變時，質(zhì)量數(shù)不變，電荷數(shù)加1.先從質(zhì)量數(shù)的變化分析，易得A、C、D正確【答案】ACD7在橫線上填上粒子符號和衰變類型(1)UTh_，屬于_衰變(2)ThPa_，屬于_衰變(3)PoAt_，屬于_衰變(4)CuCo_，屬于_衰變【解析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可以判斷，(1)中生成的粒子為He，屬于衰變；(2)中生成的粒子為e，屬于衰變；(3)中生成的粒子為e，屬于衰變；(4)中生成的粒子為He，屬于衰變【答案】(1)He(2)e(3)e(4)He8.U經(jīng)一系列的

7、衰變后變?yōu)镻b.(1)求一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變？(2)Pb與U相比，求質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少多少？(3)寫出這一衰變過程的方程【解析】(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得2382064x92822xy聯(lián)立解得x8，y6，即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變(2)由于每發(fā)生一次衰變質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)均減少2，每發(fā)生一次衰變中子數(shù)減少1，而質(zhì)子數(shù)增加1，故Pb較U質(zhì)子數(shù)少10，中子數(shù)少22.(3)核反應(yīng)方程為UPb8He6e.【答案】(1)86(2)1022(3)UPb8He6e能力提升9(多選)有一種新型鎳銅長效電池，它是采用半衰期長達100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩

8、種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生衰變時釋放電子給銅片，把鎳63和銅片作電池兩極，外接負載為負載提供電能下面有關(guān)該電池的說法正確的是() 【導(dǎo)學(xué)號：】A鎳63的衰變方程是NiCueB鎳63的衰變方程是NiCueC外接負載時鎳63的電勢比銅片高D該電池內(nèi)電流方向是從鎳片到銅片【解析】鎳63的衰變方程為NieCu，選項A對，B錯電流方向為正電荷定向移動方向，在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳片，鎳片電勢高，為電池的正極，選項C對，D錯【答案】AC10(多選)14C發(fā)生放射性衰變成為14N，半衰期約5 700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)減少現(xiàn)通過

9、測量得知，某古木樣品中14C的比例正好是現(xiàn)代植物所制樣品的二分之一下列說法正確的是()A該古木的年代距今約5 700年B12C、13C、14C具有相同的中子數(shù)C14C衰變?yōu)?4N的過程中放出射線D增加樣品測量環(huán)境的壓強將加速14C的衰變【解析】剩余的碳14占，表明經(jīng)過了一個半衰期，A正確；碳14、13、12的質(zhì)子數(shù)相同，質(zhì)量數(shù)不同，中子數(shù)不同，碳14比碳12多兩個中子，故B錯誤；碳14變?yōu)榈?4，質(zhì)量數(shù)未變，放出的是電子流，即射線，C正確；半衰期不受外界環(huán)境影響，D錯誤【答案】AC11回旋加速器在核科學(xué)、核技術(shù)、核醫(yī)學(xué)等高新技術(shù)領(lǐng)域得到了廣泛應(yīng)用，有力地推動了現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的發(fā)展當(dāng)今醫(yī)學(xué)影像診斷

10、設(shè)備PET/CT堪稱“現(xiàn)代醫(yī)學(xué)高科技之冠”，它在醫(yī)療診斷中，常利用能放射正電子的同位素碳11作示蹤原子碳11是由小型回旋加速器輸出的高速質(zhì)子轟擊氮14獲得，同時還產(chǎn)生另一粒子，試寫出核反應(yīng)方程若碳11的半衰期為20 min，經(jīng)2.0 h剩余碳11的質(zhì)量占原來的百分之幾？(結(jié)果取2位有效數(shù)字)【解析】核反應(yīng)方程為NHCHe設(shè)碳11原有質(zhì)量為m0，經(jīng)過t12.0 h剩余的質(zhì)量為mr，根據(jù)半衰期定義有1.6%.【答案】NHCHe1.6%12在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖326所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1r2144，求： 【導(dǎo)學(xué)號：】圖326(1)圖中哪一個圓是粒子的徑跡？(說明理由)(2)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？【解析】(1)因為動量相等，所以軌道半徑與粒子的電荷量成反比，所以圓軌道2是粒子的徑跡，圓軌道1是