高中物理 第四章 原子核 第二節(jié) 放射性元素的衰變分層訓(xùn)練 粵教版選修35

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1、 第二節(jié) 放射性元素的衰變 A級　抓基礎(chǔ) 1．關(guān)于三種天然放射線，下列說法正確的是(　　) A．α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子 B．穿透能力最強(qiáng)的是β射線 C．天然放射線的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu) D．α射線是三種天然放射線中的一種，常利用它的穿透本領(lǐng)做醫(yī)學(xué)檢查 解析：α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核，故A錯(cuò)誤；穿透能力最強(qiáng)的是γ射線，故B錯(cuò)誤；天然放射線的發(fā)現(xiàn)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)，故C正確； γ射線是三種天然放射線中的一種，常利用它的穿透本領(lǐng)做醫(yī)學(xué)檢查，故D錯(cuò)誤． 答案：C 2．(多選)關(guān)于原子核的衰變，下列說法中正確的是(　　) A．α粒子來自于原子核，說明原子核里含有

2、α粒子 B．β粒子來自于原子中的電子，正如光電效應(yīng)一樣 C．某些原子核發(fā)生衰變說明它們是不穩(wěn)定的 D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的 解析：發(fā)生β衰變時(shí)，原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，B錯(cuò)誤，D正確；原子核由質(zhì)子和中子組成，并不含有α粒子，A錯(cuò)誤；某些原子核的核子間結(jié)合不太牢固、不穩(wěn)定，會(huì)放出α粒子，C正確． 答案：CD 3．關(guān)于天然放射性，下列說法中正確的是(　　) A．所有元素都可能發(fā)生衰變 B．放射性元素的半衰期與外界的溫度有關(guān) C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性 D．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線 解

3、析：有些原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地衰變，但不是所有元素都可能發(fā)生衰變，故A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核決定，與外界的溫度無關(guān)，故B錯(cuò)誤；放射性元素的放射性與核外電子無關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，故C正確；一個(gè)原子核在一次衰變中不可能同時(shí)放出α、β和γ三種射線，故D錯(cuò)誤． 答案：C 4．在花崗巖、大理石等裝飾材料中，都不同程度地含有放射性元素，下列有關(guān)放射性元素的說法中正確的是(　　) A．α射線是發(fā)生α衰變時(shí)產(chǎn)生的，生成核與原來的原子核相比，中子數(shù)減少了4個(gè) B．氡的半衰期為3.8天，16個(gè)氡原子核經(jīng)過7.6天后就一定只剩下2個(gè)氡原子核 C.U衰變成Pb要經(jīng)

4、過6次β衰變和8次α衰變 D．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子時(shí)產(chǎn)生的 解析：發(fā)生α衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，核內(nèi)質(zhì)量數(shù)減少4，但中子數(shù)減少2個(gè)，故A錯(cuò)誤；半衰期的對大量原子核的衰變的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對于單個(gè)是不成立的，故B錯(cuò)誤；根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知：發(fā)生α衰變放出He，導(dǎo)致質(zhì)子數(shù)減小2個(gè)，質(zhì)量數(shù)減小4，故中子數(shù)減小2；發(fā)生β衰變時(shí)，生成核與原來的原子核相比，電荷數(shù)多1，質(zhì)量數(shù)不變，所以發(fā)生α衰變的次數(shù)是： ＝8次，發(fā)生β衰變的次數(shù)是：28－(92－82)＝6次，故C正確；根據(jù)β衰變的特點(diǎn)可知，放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子

5、時(shí)產(chǎn)生的，故D錯(cuò)誤． 答案：C B級　提能力 5．如圖所示，一天然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場、勻強(qiáng)電場共存的區(qū)域時(shí)，射線的軌跡只出現(xiàn)圖示的兩條(其中有兩種射線的軌跡重合)下列判斷中正確的是(　　) A．射到b處的一定是α射線 B．射到b處的一定是β射線 C．射到b處的可能是γ射線 D．射到b處的可能是α射線 解析：因?yàn)棣蒙渚€不帶電，所以射到b點(diǎn)的一定不是γ射線，α、β射線在電磁場中受到電場力和洛倫茲力：若電場力大于洛倫茲力，說明射線是α，若洛倫茲力大于電場力說明是β射線．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤． 答案：D 6．(多選)下列說法正確的是(　　)

6、 A.Ra衰變?yōu)镽n要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變 B.U衰變?yōu)镻a要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變 C.Th衰變?yōu)镻b要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變 D.U衰變?yōu)镽n要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變 解析：原子核經(jīng)1次α衰變和1次β衰變后質(zhì)量數(shù)減4，核電荷數(shù)減1(先減2再加1)，故A錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變是放出He，發(fā)生β衰變是放出電子e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋91＝92，4x＋234＝238，解得x＝1，y＝1，故衰變過程為1次α衰變和1次β衰變，故B正確；發(fā)生α衰變是放出He，發(fā)生β衰變是放出電子e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷

7、數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，故C正確； 發(fā)生α衰變是放出He，發(fā)生β衰變是放出電子e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋86＝92，4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰變過程中共有4次α衰變和2次β衰變，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 7．由于放射性元素Np的半衰期很短，所以在自然界一直未被發(fā)現(xiàn)，只是在使用人工的方法制造后才被發(fā)現(xiàn). 已知Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成霉Bi，下列論斷中正確的是(　　) A．衰變過程中原子核的質(zhì)量和電荷量守恒 B.Bi的原子核比

8、得Np的原子核少28個(gè)中子 C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變 D．經(jīng)過兩個(gè)半衰期后含有Np的礦石的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉淼乃姆种? 解析：Bi的原子核比Np的原子核質(zhì)量數(shù)少28，電荷數(shù)少10，所以衰變過程中原子核的質(zhì)量和電荷量不守恒，故A錯(cuò)誤； Bi的原子核比Np的原子核質(zhì)量數(shù)少28，電荷數(shù)少10，故中子少18個(gè)，故B錯(cuò)誤； 設(shè)Np變?yōu)锽i 需要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒則有：93－83＝2x－y，4x＝237－209，解得：x＝7，y＝4，故C正確； 經(jīng)過兩個(gè)半衰期后Np的原子核個(gè)數(shù)變?yōu)樵瓉淼乃姆种唬蠳p的礦石質(zhì)量大于原來的四分之一，故D錯(cuò)誤． 答

9、案：C 8．放射性在技術(shù)上有很多應(yīng)用，不同的放射源可用于不同目的．下表列出了一些放射性元素的半衰期和可供利用的射線. 元素 射線 半衰期 釙210 α 138天 氡222 β 3.8天 鍶90 β 28年 鈾238 α、β、γ 4.5109年 某塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓厚的聚乙烯膜通過軋輥把聚乙烯膜軋薄，利用適當(dāng)?shù)姆派渚€來測定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻．可利用的元素是(　　) A．釙210　 　B．氡222　 　C．鍶90　 　D．鈾238 解析：要測定聚乙烯薄膜的厚度，則要求射線可以穿透薄膜，因此α射線不合適；另外，射線穿透作用還要受薄膜厚度影

10、響，γ射線穿透作用最強(qiáng)，薄膜厚度不會(huì)影響γ射線穿透，所以只能選用β射線，而氡222半衰期太小，鈾238半衰期太長，所以只有鍶90較合適． 答案：C 9．一個(gè)靜止在磁場中的Ra(鐳核)，發(fā)生α衰變后轉(zhuǎn)變?yōu)殡焙?元素符號為Rn)．已知衰變中釋放出的α粒子的速度方向跟勻強(qiáng)磁場的磁感線方向垂直. 設(shè)鐳核、氡核和α粒子的質(zhì)量分別是m1、m2、m3，衰變的核能都轉(zhuǎn)化為氡核和α粒子的動(dòng)能. 求： (1)寫出衰變方程． (2)α粒子和氡核在勻強(qiáng)磁場中做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑之比． 解析：(1)衰變方程為： Ra→Rn＋He (2)根據(jù)qvB＝m 得， r＝ 發(fā)生α衰變后產(chǎn)生的α粒子和氡核動(dòng)量等大，由半徑公式r＝∝，得＝＝ 答案：(1)Ra→Rn＋He　(2)43∶1 我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展進(jìn)入新常態(tài)，需要轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式，改變粗放式增長模式，不斷優(yōu)化經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)健康可持續(xù)發(fā)展進(jìn)區(qū)域協(xié)調(diào)發(fā)展，推進(jìn)新型城鎮(zhèn)化，推動(dòng)城鄉(xiāng)發(fā)展一體化因：我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展還面臨區(qū)域發(fā)展不平衡、城鎮(zhèn)化水平不高、城鄉(xiāng)發(fā)展不平衡不協(xié)調(diào)等現(xiàn)實(shí)挑戰(zhàn)。