高中物理人教版選修35課時跟蹤檢測（三十二）放射性元素的衰變

課時跟蹤檢測（三十二）放射性元素的衰變一、單項選擇題1．β衰變中放出的電子來自()A．組成原子核的電子B．核內(nèi)質(zhì)子轉(zhuǎn)化為中子C．核內(nèi)中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子D．原子核外軌道中的電子解析：選C組成原子核的核子只有中子及質(zhì)子，沒有電子，故A錯；B項違背了電荷數(shù)守恒，故B錯；β衰變是原子核的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時釋放電子，而與核外電子無關(guān)，D錯，C對。2．在存放放射性元素時，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于鉛盒中；③與輕核元素結(jié)合成化合物。則()A．措施①可減緩放射性元素衰變B．措施②可減緩放射性元素衰變C．措施③可減緩放射性元素衰變D．上述措施均無法減緩放射性元素衰變解析：選D放射性元素的衰變快慢由其原子核內(nèi)部結(jié)構(gòu)決定，與外界因素?zé)o關(guān)，所以A、B、C錯誤，D正確。3．原子核eq\o\al(238,92)U經(jīng)放射性衰變①變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,90)Th，繼而經(jīng)放射性衰變②變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,91)Pa，再經(jīng)放射性衰變③變?yōu)樵雍薳q\o\al(234,92)U。放射性衰變①、②和③依次為()A．α衰變、β衰變、β衰變B．β衰變、α衰變、β衰變C．β衰變、β衰變、α衰變D．α衰變、β衰變、α衰變解析：選Aeq\o\al(238,92)Ueq\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\o\al(234,90)Th，質(zhì)量數(shù)少4，電荷數(shù)少2，說明①為α衰變；eq\o\al(234,90)Theq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\o\al(234,91)Pa，eq\o\al(234,91)Paeq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())eq\o\al(234,92)U，質(zhì)子數(shù)分別加1，質(zhì)量數(shù)不變，說明②③為β衰變。A正確。4．科研人員正在研制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(eq\o\al(63,28)Ni)和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生β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()A．鎳63的衰變方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(63,27)CuB．鎳63的衰變方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(64,29)CuC．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63到銅片解析：選Ceq\o\al(63,28)Ni的衰變方程為eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(63,29)Cu，選項A、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63，鎳63電勢高，選項C對，D錯。5．14C測年法是利用14C衰變規(guī)律對古生物進行年代測定的方法。若以橫坐標t表示時間，縱坐標m表示任意時刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時14C的質(zhì)量。下面選項圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是()解析：選C由公式m＝m0·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))及數(shù)學(xué)知識，可知能正確反映14C的衰變規(guī)律的應(yīng)為C。6．將半衰期為5天的質(zhì)量為64g的鉍分成四份分別投入：(1)開口容器中；(2)100atm的密封容器中；(3)100℃的沸水中；(4)與別的元素形成化合物。經(jīng)10天后，四種情況下剩下的鉍的質(zhì)量分別為m1、m2、m3、m4。則()A．m1＝m2＝m3＝m4＝4gB．m1＝m2＝m3＝4g，m4<4gC．m1>m2>m3>m4，m1＝4gD．m1＝4g，其余無法知道解析：選A放射性元素的半衰期是一定的，與放射性元素所處的物理環(huán)境和化學(xué)環(huán)境無關(guān)，故四種情況下鉍剩余的質(zhì)量相等，又剩余的鉍的質(zhì)量為16×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,5)g＝4g，所以A正確。二、多項選擇題7．(海南高考)原子核eq\o\al(232,90)Th具有天然放射性，它經(jīng)過若干次α衰變和β衰變后會變成新的原子核。下列原子核中，有三種是eq\o\al(232,90)Th衰變過程中可以產(chǎn)生的，它們是()A.eq\o\al(204,82)PbB.eq\o\al(203,82)PbC.eq\o\al(216,84)PoD.eq\o\al(224,88)RaE.eq\o\al(226,88)Ra解析：選ACD發(fā)生α衰變時放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變時放出電子eq\o\al(0,－1)e，根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有，每發(fā)生一次α衰變質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)減少2，每發(fā)生一次β衰變質(zhì)量數(shù)不變化，電荷數(shù)增加1，由質(zhì)量數(shù)的變化可確定α衰變的次數(shù)(必須是整數(shù))，進而可知β衰變的次數(shù)。逐一判斷可知A、C、D符合要求。8．對天然放射現(xiàn)象，下列說法中正確的是()A．α粒子帶正電，所以α射線一定是從原子核中射出的B．β粒子帶負電，所以β射線有可能是核外電子C．γ射線是光子流，所以γ射線有可能是原子發(fā)光產(chǎn)生的D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的解析：選ADα衰變的實質(zhì)是原子核中的兩個質(zhì)子和兩個中子結(jié)合在一起形成一個氦核發(fā)射出來的，β衰變的實質(zhì)是原子核內(nèi)的一個中子變成一個質(zhì)子和一個電子，然后釋放出電子，γ射線伴隨α衰變和β衰變的產(chǎn)生而產(chǎn)生。所以這三種射線都是從原子核內(nèi)部釋放出來的。A、D正確。9.eq\o\al(238,)92U衰變成eq\o\al(206,)82Pb的過程中()A．經(jīng)歷了8次α衰變和6次β衰變B．鉛核比鈾核中子數(shù)少22個C．鉛核比鈾核質(zhì)子數(shù)少32個D．衰變中有6個中子變成質(zhì)子解析：選ABD衰變過程中，每次α衰變放出一個α粒子，核電荷數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4，而每次β衰變一個中子變成一個質(zhì)子并釋放出一個電子，核電荷數(shù)增1，質(zhì)量數(shù)不變。從鈾核與鉛核的質(zhì)量數(shù)變化，可知經(jīng)歷了8次α衰變，8次α衰變后新核的核電荷數(shù)應(yīng)為76，比鉛核的核電荷數(shù)少6，要經(jīng)過6次β衰變才能成為鉛核，A、D選項正確；原子核由質(zhì)子、中子組成，鈾核中中子數(shù)為238－92＝146，鉛核中中子數(shù)為206－82＝124，相差22，B選項正確；鈾核質(zhì)子數(shù)為92，鉛核質(zhì)子數(shù)為82，相差10，C選項錯誤。三、非選擇題10.在勻強磁場中，一個原來靜止的原子核，由于放出一個α粒子，結(jié)果得到一張兩個相切圓的徑跡照片(如圖所示)，今測得兩個相切圓半徑之比r1∶r2＝44∶1。求：(1)這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)是多少？(2)圖中哪一個圓是α粒子的徑跡？(說明理由)解析：(1)設(shè)衰變后α粒子的電荷量為q1＝2e，新生核的電荷量為q2，它們的質(zhì)量分別為m1和m2，衰變后的速度分別為v1和v2，則原來原子核的電荷量q＝q1＋q2，根據(jù)軌道半徑公式有：eq\f(r1,r2)＝eq\f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq\f(m1v1q2,m2v2q1)，又由于衰變過程中遵循動量守恒定律，則m1v1＝m2v2以上三式聯(lián)立解得q＝90e。即這個原子核原來所含的質(zhì)子數(shù)為90。(2)由于動量大小相等，因此軌道半徑與粒子的電荷量成反比。所以圓軌道1是α粒子的徑跡，圓軌道2是新生核的徑跡，兩者電性相同，運動方向相反。答案：(1)90(2)圓軌道1理由見解析11．放射性同位素14C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，它可以用來判定古生物體的年代，此項研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎。(1)宇宙射線中高能量的中子碰到空氣中的氮原子后，會形成很不穩(wěn)定的eq\o\al(14,6)C，它很容易發(fā)生衰變，放出β射線變成一個新核，其半衰期為5730年。試寫出eq\o\al(14,)6C衰變的核反應(yīng)方程。(2)若測得一古生物遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活體中的12.5%，則此遺骸距今約有多少年？解析：(1)eq\o\al(14,6)C衰變的核反應(yīng)方程：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e。(2)活體中的eq\o\al(14,6)C含量不變，生物死亡后，遺骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期變化，設(shè)活體中eq\o\al(14,6)C的含量為N0，遺骸中的eq\o\al(14,6)C含量為N，由半衰期的定義得：N＝eq