新教材高中物理第五章原子核第2節(jié)放射性元素的衰變基礎(chǔ)訓(xùn)練含解析新人教版選擇性必修第三冊(cè)

PAGEPAGE10第2節(jié)放射性元素的衰變課堂檢測(cè)1.（2021四川瀘州古藺縣中學(xué)高三一模）某原子核?ZAX吸收一個(gè)氘核(A.A=3，Z=1B.A=3，Z=2C.A=7，Z=1D.A=7，Z=2答案：A解析：核反應(yīng)方程為?ZAX+?2.一塊氡222放在天平的左盤時(shí)，需要在天平的右盤加444?g砝碼，天平才能處于平衡，氡222發(fā)生αA.222?gB.8?gC.2?答案：D解析：原有氡222共444?g，經(jīng)過一個(gè)半衰期后有222?g氡發(fā)生衰變，其衰變方程為?86222Rn→?842183.（2021江蘇啟東月考）?14C發(fā)生放射性衰變成為?14N，半衰期約為5730年。已知植物存活期間，其體內(nèi)?14C與?12A.該古木生命活動(dòng)結(jié)束的年代距今約為5730年B.再過約5730年，該樣品中的?14C.?14C衰變?yōu)?D.改變樣品測(cè)量環(huán)境的溫度和壓強(qiáng)，可以改變?14答案：A解析：設(shè)原來(lái)?614C的質(zhì)量為M0，衰變后剩余質(zhì)量為M，則有M=M0(12)n，其中n為經(jīng)過半衰期的次數(shù)，由題意可知剩余質(zhì)量為原來(lái)的12，故n=1，所以該古木生命活動(dòng)結(jié)束的年代距今約為5730年，故A項(xiàng)正確；再過約5730年，則又經(jīng)過了一個(gè)半衰期，該樣品中的?14C的比例將變成現(xiàn)代植物樣品中?14C比例的14.正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層顯像(PET)的基本原理是：將放射性同位素?15O注入人體，參與人體的代謝過程。（1）寫出?15①。②。（2）將放射性同位素?15O注入人體，A.利用它的射線B.作為示蹤原子C.參與人體的代謝過程D.有氧呼吸（3）P中所選的放射性同位素的半衰期應(yīng)。（填“長(zhǎng)”“短”或“長(zhǎng)短均可”）答案：（1）?815O（2）B解析：（2）將放射性同位素?15O注入人體后，由于它能放出正電子，并能與人體內(nèi)的負(fù)電子產(chǎn)生一對(duì)光子，從而被探測(cè)器探測(cè)到，所以它的用途是作為示蹤原子，答案：（3）短解析：（3）根據(jù)同位素的用途，為了減小對(duì)人體的傷害，半衰期應(yīng)該短些。素養(yǎng)視角模型構(gòu)建兩類衰變?cè)诖艌?chǎng)中的徑跡模型靜止的原子核在磁場(chǎng)中發(fā)生衰變，其軌跡為兩相切圓，α衰變時(shí)兩圓外切，β衰變時(shí)兩圓內(nèi)切，根據(jù)m1v1=m2vα衰變?勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡兩圓外切，α粒子半徑大β衰變?勻強(qiáng)磁場(chǎng)中軌跡兩圓內(nèi)切，β粒子半徑大素養(yǎng)演練1.一個(gè)原來(lái)靜止的?92238UA.B.C.D.答案：D解析：由于發(fā)生的是α衰變，產(chǎn)物是兩個(gè)帶正電的粒子，根據(jù)Mv1+mvα=0知，這兩個(gè)新核的運(yùn)動(dòng)方向相反，受到的洛倫茲力方向相反，即軌跡應(yīng)該是外切圓，再利用左手定則，判斷洛倫茲力方向，由課時(shí)評(píng)價(jià)作業(yè)基礎(chǔ)達(dá)標(biāo)練1.一個(gè)放射性原子核，發(fā)生一次β衰變，則它的()A.質(zhì)子減少一個(gè)，中子數(shù)不變B.質(zhì)子增加一個(gè)，中子數(shù)不變C.質(zhì)子增加一個(gè)，中子減少一個(gè)D.質(zhì)子減少一個(gè)，中子增加一個(gè)答案：C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，故中子減少一個(gè)，而質(zhì)子增加一個(gè)。2.（2021遼寧遼陽(yáng)高三期末）已知Co?60的衰變方程為?2760Co→?2860Ni+X，半衰期為5.27A.質(zhì)子0.5克B.電子0.5克C.質(zhì)子0.25克D.電子0.25克答案：B解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)均守恒，可得X為電子；1克Co?60經(jīng)過一個(gè)半衰期后還剩半數(shù)，即還有0.53.（多選）（2021江蘇如皋中學(xué)高二月考）一塊含鈾的礦石質(zhì)量為M，其中鈾的質(zhì)量為m，鈾發(fā)生一系列衰變后，最終生成物為鉛。下列說法正確的是()A.經(jīng)過1個(gè)半衰期后，該礦石的質(zhì)量剩下MB.經(jīng)過2個(gè)半衰期后，其中鈾的質(zhì)量還剩mC.經(jīng)過3個(gè)半衰期后，其中鈾的質(zhì)量還剩mD.當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，鈾衰變的速度不變答案：B;D解析：根據(jù)公式m剩4.（2021云南昆明一中高三月考）1920年，盧瑟福在一次著名演講中預(yù)言了中子的存在。盧瑟福的學(xué)生查德威克從1921年開始關(guān)于中子的實(shí)驗(yàn)探索，歷經(jīng)12年，終于在1932年發(fā)現(xiàn)了中子。查德威克發(fā)現(xiàn)中子的核反應(yīng)方程式為α+94Be→MZA.510B.512C.611D.612答案：D解析：根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可知M=4+9-1=12，Z=2+4=6。5.（多選）一個(gè)質(zhì)子以1.4×10A.核反應(yīng)方程為?B.核反應(yīng)方程為?C.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為10D.硅原子核速度的數(shù)量級(jí)為10答案：A;D解析：核反應(yīng)方程為?136.（2021福建福州民族中學(xué)高三月考）關(guān)于天然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高，其半衰期將減小B.β衰變所釋放的電子是原子核外最外層電子逃逸出來(lái)的C.在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)D.鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82答案：C解析：外部條件不會(huì)影響放射性元素的半衰期，A項(xiàng)錯(cuò)誤；β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時(shí)放出的電子，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透能力最強(qiáng)，α射線的電離能力最強(qiáng)，C項(xiàng)正確；鈾核(92238U)衰變?yōu)殂U核(82206Pb)的過程中，設(shè)要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，則238=4x+206，7.如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一個(gè)原來(lái)靜止的?614CA.?B.?C.?D.?答案：D解析：靜止的放射性原子核發(fā)生了衰變放出粒子后，新核的速度與粒子速度方向相反，放出的粒子與新核所受的洛倫茲力方向相同，根據(jù)左手定則判斷出粒子與新核的電性相反，根據(jù)r=mvBq，因粒子和新核的動(dòng)量大小相等，可由半徑之比7:1確定電荷量大小之比為1:7，即可根據(jù)電荷數(shù)守恒及質(zhì)量數(shù)守恒得出核反應(yīng)方程式為8.元素周期表上已經(jīng)列有超過110種不同的化學(xué)元素，各種元素所具有的各不相同的物理、化學(xué)性質(zhì)，造就了我們這個(gè)多姿多彩、充滿生命力的世界。例如，?118294Og（讀音：ao）是第118號(hào)元素，是一種人工合成的稀有氣體元素，是人類目前已合成的最重元素，這種元素具有放射性，其原子核經(jīng)過n次α衰變后的產(chǎn)物為?x258Fm（讀音：A.?118294OgB.α衰變的次數(shù)n=8C.?118294OgD.1?g118294Og答案：C解析：α衰變放出α粒子，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；衰變次數(shù)n=294-2584=9，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；?118294Og的中子數(shù)為294-118=176，而?x258Fm的中子數(shù)為258-100=158，?118294Og中子數(shù)比?x9.一小瓶?jī)?nèi)含有放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6000次。將它注射到一個(gè)病人的血液中，經(jīng)過15小時(shí)，從病人身上取10?cm答案：3.75×解析：設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0，15小時(shí)后剩余質(zhì)量為mm=設(shè)取出的V'=10?cm3的血液中放射性同位素的質(zhì)量為m因單位時(shí)間內(nèi)衰變的數(shù)量與放射性物質(zhì)的含量成正比，則m聯(lián)立以上幾式解得V=3.75×素養(yǎng)提升練10.（多選）釷?90234Th具有放射性，它能放出一個(gè)新的粒子而變?yōu)殓h?91234A.X為質(zhì)子B.X是釷核中的一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C.γ射線是鏷原子核放出的D.1?g釷?90答案：B;C解析：根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，釷核衰變過程中放出了一個(gè)電子，即X為電子，A項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生β衰變時(shí)釋放的電子是由核內(nèi)一個(gè)中子轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的，B項(xiàng)正確；γ射線是鏷原子核放出的，C項(xiàng)正確；釷的半衰期為24天，1?g釷?90234Th經(jīng)過120天即經(jīng)過5個(gè)半衰期，故經(jīng)過120天后還剩11.2021年1月3日消息，諾貝爾官方稱居里夫人的“筆記”仍具放射性，還將持續(xù)1500年。關(guān)于放射性元素、衰變和半衰期，下列說法正確的是()A.?92238U衰變成?86222B.放射性元素的半衰期不僅與核內(nèi)部自身因素有關(guān)，還與質(zhì)量有關(guān)C.一個(gè)放射性原子核，發(fā)生一次β衰變，則它質(zhì)子數(shù)減少一個(gè)，中子數(shù)增加一個(gè)D.原子核衰變時(shí)滿足電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒答案：D解析：由于α衰變一次質(zhì)量數(shù)減少4，所以α衰變的次數(shù)為n=238-2224=4，β衰變的次數(shù)為n'=86-(92-4×2)=2，即?92238?U衰變成?86222Rn要經(jīng)過4次α衰變和2次β衰變，A12.（2021安徽蚌埠高三一模）下列核反應(yīng)方程式中的X粒子為中子的是()A.?B.?C.?D.?答案：D解析：根據(jù)核反應(yīng)方程式中質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可確定各項(xiàng)中的X。13.有甲、乙兩種放射性元素，它們的半衰期分別是τ甲=15天，τ乙=30天，它們的質(zhì)量分別為M甲A.1:4B.4:1C.2:1D.1:2答案：B解析：由M甲M解得M甲:M14.某校學(xué)生在進(jìn)行社會(huì)綜合實(shí)踐活動(dòng)時(shí)，收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射線（見表），并總結(jié)出它們的幾種用途。同位素放射線半衰期同位素放射線半衰期釙210α138天鍶99β28年镅241β433天锝99γ6小時(shí)鈷60γ5年氡α3.8天根據(jù)表中數(shù)據(jù)請(qǐng)你分析判斷下面結(jié)論正確的是()A.塑料公司生產(chǎn)聚乙烯薄膜，方法是讓較厚的聚乙烯膜通過軋輥后變薄，利用α射線來(lái)測(cè)定通過軋輥后的薄膜厚度是否均勻B.鈷60的半衰期為5年，若取4個(gè)鈷60原子核，經(jīng)10年后就一定剩下一個(gè)原子核C.把放射性元素釙210摻雜到其他穩(wěn)定元素中，放射性元素的半衰期變短D.用锝99可以作示蹤原子，用來(lái)診斷人體內(nèi)的器官是否正常。方法是給被檢查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物質(zhì)，當(dāng)這些物質(zhì)的一部分到達(dá)要檢查的器官時(shí)，可根據(jù)放射性同位素的射線情況分析器官正常與否答案：D解析：因?yàn)棣辽渚€不能穿透薄膜，無(wú)法測(cè)量薄膜的厚度，所以A項(xiàng)錯(cuò)誤；半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律，對(duì)少數(shù)原子核不適用，且與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無(wú)關(guān)，B、C兩項(xiàng)錯(cuò)誤；檢查時(shí)，要在人體外探測(cè)到體內(nèi)輻射出來(lái)的射線，而又不能讓放射性物質(zhì)長(zhǎng)期留在體內(nèi)，所以應(yīng)選取锝99作為放射源，D項(xiàng)正確。15.威耳遜云室是最早的帶電粒子徑跡探測(cè)器，進(jìn)入云室的帶電粒子會(huì)使云室中的氣體電離，從而顯示其軌跡。如圖所示，云室中存在一個(gè)垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，某次對(duì)某原子核的衰變觀察中，發(fā)現(xiàn)有兩處運(yùn)動(dòng)軌跡，其中運(yùn)動(dòng)軌跡較大的如圖中ab所示，若粒子在運(yùn)動(dòng)時(shí)，其質(zhì)量和電荷量都不變，則下列說法正確的是()A.粒子一定在接近b處衰變B.該原子核發(fā)生的是α衰變C.該粒子來(lái)自原子核內(nèi)部D.該粒子的貫穿能力弱，可以用于治療腫瘤答案：C解析：由于粒子在運(yùn)動(dòng)過程中受氣體的阻礙，所以運(yùn)動(dòng)的速度一定是越來(lái)越小的，由R=mvBq可知，該粒子運(yùn)動(dòng)的圓周軌道半徑一定越來(lái)越小，故一定從a處開始運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由左手定則和曲線運(yùn)動(dòng)軌跡規(guī)律可判斷，該粒子帶負(fù)電，該原子核發(fā)生的是β衰變，B項(xiàng)錯(cuò)誤；發(fā)生β衰變反應(yīng)時(shí)，由動(dòng)量守恒定律0=m1v1-m2v2，由R=m1創(chuàng)新拓展練16.（★）（2021海南海口四中高三月考）一個(gè)靜止的鈾核?92232U放出一個(gè)α（1）寫出鈾核的衰變反應(yīng)方程；（2）圖中的軌跡哪個(gè)是α粒子和哪個(gè)是釷核Th，并求出它們半徑的比值；（3）若釋放的核能全部轉(zhuǎn)化為α粒子和新核的動(dòng)能，已知α粒子的動(dòng)能為E0答案：（1）?92232U→解析：（1）根據(jù)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)守恒知，該衰變反應(yīng)方程為?（2）因?yàn)閮煞N產(chǎn)物都帶正電，結(jié)合動(dòng)量守恒和帶電粒子在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)規(guī)律及左手