2019年高中物理 4.2 放射性元素的衰變知能演練 粵教版選修3-5.doc
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2019年高中物理 4.2 放射性元素的衰變知能演練 粵教版選修3-5 1.一放射源放射出某種或多種射線,當(dāng)用一張薄紙放在放射源的前面時(shí),強(qiáng)度減為原來(lái)的,而當(dāng)用1 cm厚的鋁片放在放射源前時(shí),射線的強(qiáng)度減小到幾乎為零.由此可知,該放射源所射出的( ) A.僅是α射線 B.僅是β射線 C.是α射線和β射線 D.是α射線和γ射線 解析:三種射線中,γ射線貫穿本領(lǐng)最強(qiáng),能穿透幾厘米厚的鉛板,題中用1 cm厚的鋁片即能擋住射線,說(shuō)明射線中不含γ射線,用薄紙便可擋住部分射線,說(shuō)明射線中含有貫穿本領(lǐng)較小的α射線,同時(shí)有大部分射線穿過(guò)薄紙,說(shuō)明含有β射線. 答案:C 2.關(guān)于天然放射現(xiàn)象,下列說(shuō)法正確的是( ) A.α射線是由氦原子核衰變產(chǎn)生 B.β射線是由原子核外電子電離產(chǎn)生 C.γ射線是由原子核外的內(nèi)層電子躍遷產(chǎn)生 D.通過(guò)化學(xué)反應(yīng)不能改變物質(zhì)的放射性 解析:α射線是原子核同時(shí)放出兩個(gè)質(zhì)子和兩個(gè)中子產(chǎn)生的,選項(xiàng)A錯(cuò);β射線是原子核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子而放出的,選項(xiàng)B錯(cuò);γ射線是衰變后的原子核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷產(chǎn)生的,選項(xiàng)C錯(cuò);放射性是原子核的固有屬性,選項(xiàng)D正確. 答案:D 3.朝鮮的“核危機(jī)”引起了全球的矚目,其焦點(diǎn)問(wèn)題就是朝鮮的核電站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(Pu),這種Pu可由鈾239(U)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:其衰變方程為U→Pu+ne,β衰變時(shí)質(zhì)量數(shù)不變,由電荷數(shù)守恒可以判斷出發(fā)生β衰變的次數(shù)為2次. 答案:A 4.關(guān)于放射性元素的半衰期,下列說(shuō)法正確的是( ) A.半衰期是原子核質(zhì)量減少一半所需的時(shí)間 B.半衰期與外界壓強(qiáng)和溫度有關(guān),與原子的化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān) C.氡的半衰期為3.8天,若有四個(gè)氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下一個(gè)氡原子核 D.氡的半衰期為3.8天,4 g氡原子核,經(jīng)過(guò)7.6天就只剩下1 g氡原子核 解析:原子核的衰變有一定的速率,每隔一定的時(shí)間即半衰期,原子核就衰變掉總數(shù)的一半,而并非原子核質(zhì)量減少一半,故A錯(cuò).原子核的衰變快慢是由原子核內(nèi)部因素決定的,與外界環(huán)境或化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān),故B錯(cuò).半衰期是一個(gè)統(tǒng)計(jì)規(guī)律,是對(duì)大量原子核而言的,對(duì)一個(gè)或幾個(gè)原子核來(lái)說(shuō), 半衰期是沒(méi)有意義的,某一個(gè)或某幾個(gè)具有放射性的原子核,經(jīng)過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間發(fā)生衰變是偶然的,故C錯(cuò).由半衰期公式可知D對(duì). 答案:D 5.(雙選)在居室裝修中經(jīng)常用到花崗巖、大理石等裝飾材料,這些材料都不同程度地含有放射性元素,有些含有鈾、釷的花崗巖會(huì)釋放出α、β、γ射線,根據(jù)有關(guān)放射性知識(shí)可知,下列說(shuō)法正確的是( ) A.發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,核內(nèi)質(zhì)量數(shù)減少2 B.發(fā)生β衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,核內(nèi)中子數(shù)減少1 C.β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流 D.在這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱 解析:根據(jù)衰變規(guī)律,發(fā)生α衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,核內(nèi)電荷數(shù)減少2,質(zhì)量數(shù)減少4,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;發(fā)生β衰變時(shí),生成核與原來(lái)的原子核相比,核內(nèi)電荷數(shù)增加1,中子數(shù)減少1,故選項(xiàng)B正確;β衰變的實(shí)質(zhì)在于原子核內(nèi)的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成了一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子,β射線不是原子的核外電子電離后形成的電子流,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;選項(xiàng)D說(shuō)法正確. 答案:BD 6.(xx全國(guó)理綜) U經(jīng)過(guò)m次α衰變和n次β衰變,變成Pb,則( ) A.m=7,n=3 B.m=7,n=4 C.m=14,n=9 D.m=14,n=18 解析:質(zhì)量數(shù)減少為:4m=235-207=28,m=7.核電荷數(shù)減少為:2m-n=92-82=10,n=4. 答案:B 7.鈁Fr的β衰變半衰期是21 min,則原來(lái)16 g鈁經(jīng)衰變后剩下1 g所需要的時(shí)間是( ) A.315 min B.336 min C.84 min D.5.25 min 解析:半衰期T=21 min,根據(jù)衰變公式,經(jīng)時(shí)間t后剩下的質(zhì)量數(shù)為 即m=m0= m0. 所以=4,t=4T=84 min. 答案:C 8.原子核與氘核反應(yīng)生成一個(gè)α粒子和一個(gè)質(zhì)子,由此可知( ) A.A=2,Z=1 B.A=2,Z=2 C.A=3,Z=3 D.A=3,Z=2 解析:由核反應(yīng)過(guò)程中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得:A+2=4+1,Z+1=2+1,兩式聯(lián)立解得A=3、Z=2,故選項(xiàng)D對(duì). 答案:D 9.(雙選)天然放射性元素經(jīng)過(guò)一系列α衰變和β衰變之后,變成,下列論斷中正確的是( ) A.鉛核比釷核少24個(gè)中子 B.衰變過(guò)程中共有4次α衰變和8次β衰變 C.鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子 D.衰變過(guò)程中共有6次α衰變和4次β衰變 解析:鉛核中子數(shù)208-82=126,釷核中子數(shù)232-90=142,故鉛核比釷核少142-126=16個(gè)中子,鉛核比釷核少90-82=8個(gè)質(zhì)子,選項(xiàng)A錯(cuò),C對(duì).α衰變的次數(shù)為n==6次,α衰變后減少的電荷數(shù)為12,而現(xiàn)在只減少了90-82=8個(gè),故β衰變的次數(shù)為4次,選項(xiàng)B錯(cuò),D對(duì). 答案:CD 10.U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核,問(wèn): (1)一共經(jīng)過(guò)幾次α衰變和幾次β衰變? (2)Pb與U相比,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少? (3)綜合寫(xiě)出這一衰變過(guò)程的方程. 解析:(1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過(guò)x次α衰變和y次β衰變.由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒 可得238=206+4x① 92=82+2x-y② 聯(lián)立①②解得x=8,y=6.即一共經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變. (2)因?yàn)樵雍说碾姾蓴?shù)等于質(zhì)子數(shù), 因此質(zhì)子數(shù)減少92-82=10個(gè). 原子核的質(zhì)量數(shù)為質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和. 故中子數(shù)減少量為: (238-92)-(206-82)=22個(gè). (3)此核反應(yīng)方程為238 92U→206 82Pb+842He+60-1e. 答案:(1)8 6 (2)10 22 (3)238 92U→206 82Pb+842He+60-1e 核反應(yīng) 核反應(yīng)是指入射粒子(或原子核)與原子核(稱靶核)碰撞導(dǎo)致原子核狀態(tài)發(fā)生變化或形成新核的過(guò)程.反應(yīng)前后的能量、動(dòng)量、角動(dòng)量、質(zhì)量、電荷都必須守恒. 核反應(yīng)是宇宙中早已普遍存在的極為重要的自然現(xiàn)象.現(xiàn)今存在的化學(xué)元素除氫以外都是通過(guò)天然核反應(yīng)合成的,在恒星上發(fā)生的核反應(yīng)是恒星輻射出巨大能量的源泉. 在核反應(yīng)中,用于轟擊原子核的粒子稱為入射粒子或轟擊粒子,被轟擊的原子核稱為靶核,核反應(yīng)發(fā)射的粒子稱為出射粒子,反應(yīng)生成的原子核稱為剩余核或產(chǎn)物核.入射粒子a轟擊靶核A,發(fā)射出射粒子b并生成剩余核B的核反應(yīng)可用以下方程式表示: A+a→B+b 或簡(jiǎn)寫(xiě)為: A(a,b)B 若a、b為同種粒子,則為散射,并根據(jù)剩余核處于基態(tài)還是激發(fā)態(tài)而分為彈性散射和非彈性散射,用A(a,a)A和A(a,a′)A*表示,給定的入射粒子和靶核能發(fā)生的核反應(yīng)往往不止一種.每一種核反應(yīng)稱為一個(gè)反應(yīng)道.反應(yīng)道由入射道和出射道構(gòu)成.入射粒子和靶核組成入射道,出射粒子和剩余核組成出射道.同一入射道可以有若干出射道,同一出射道也可以有若干入射道. 發(fā)生某種核反應(yīng)的幾率用核反應(yīng)截面來(lái)表征.只有滿足質(zhì)量數(shù)、電荷、能量、動(dòng)量、角動(dòng)量和宇稱等守恒條件,核反應(yīng)才能發(fā)生,相應(yīng)的反應(yīng)道稱開(kāi)道,反之為閉道.核反應(yīng)過(guò)程總是伴隨著能量的吸收或釋放,前者稱為吸能反應(yīng),反者稱為放能反應(yīng).反應(yīng)能常用Q表示,等于反應(yīng)后與反應(yīng)前體系動(dòng)能之差,可標(biāo)明在核反應(yīng)方程式中,例如: 3H+2H→4He+n+Q Q=17.6 MeV 對(duì)于吸能反應(yīng),僅當(dāng)入射粒子的動(dòng)能高于閾能(Eth)時(shí)才能引起核反應(yīng). 核反應(yīng)按其本質(zhì)來(lái)說(shuō)是質(zhì)的變化,但它和一般化學(xué)反應(yīng)有所不同.化學(xué)反應(yīng)只是原子或離子的重新排列組合,而原子核不變.因此,在化學(xué)反應(yīng)里,一種原子不能變成另一種原子.核反應(yīng)乃是原子核間質(zhì)點(diǎn)的轉(zhuǎn)移,致使一種原子轉(zhuǎn)化為其他種原子,原子發(fā)生了質(zhì)變.核反應(yīng)的能量效應(yīng)要比化學(xué)反應(yīng)的大得多.核反應(yīng)能常以兆電子伏計(jì)量,而化學(xué)反應(yīng)能一般只有幾個(gè)電子伏.例如:核反應(yīng)不是通過(guò)一般化學(xué)方法所能實(shí)現(xiàn)的,而是用到很多近代物理學(xué)的實(shí)驗(yàn)技術(shù)和理論.首先要用人工方法產(chǎn)生高能量的核“炮彈”,如氦原子核、氫原子核、氘原子核等,利用這些“炮彈”猛烈撞擊別的原子核,從而引起核反應(yīng).各種各樣的加速器,都是為了人工產(chǎn)生帶電的高能粒子用做核“炮彈”來(lái)進(jìn)行核反應(yīng)的.當(dāng)1932年人們發(fā)現(xiàn)中子后,不但對(duì)原子核的結(jié)構(gòu)有了正確的認(rèn)識(shí),而且發(fā)現(xiàn)中子是一種新型的核“炮彈”.由于中子不帶電荷,它和原子核之間不存在電排斥力,因而用它來(lái)產(chǎn)生核反應(yīng)時(shí),比用帶電的其他高能粒子效果好得多.一些工廠有核反應(yīng)堆. 核反應(yīng)通常分為四類(lèi):衰變、粒子轟擊、裂變和聚變.前者為自發(fā)發(fā)生的核轉(zhuǎn)變,而后三種為人工核反應(yīng)(即用人工方法進(jìn)行的非自發(fā)核反應(yīng)).- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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