2024-2025學(xué)年高中物理課時(shí)分層作業(yè)13放射性元素的衰變含解析新人教版選修3-5

PAGE2-課時(shí)分層作業(yè)(十三)(時(shí)間：15分鐘分值：50分)一、選擇題(本題共6小題，每小題6分)1．(多選)一個(gè)原子核發(fā)生衰變時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是()A．總質(zhì)量數(shù)保持不變B．核子數(shù)保持不變C．改變前后質(zhì)子數(shù)保持不變D．總動(dòng)量保持不變[解析]衰變過(guò)程中質(zhì)量數(shù)守恒，又質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù)，故衰變過(guò)程中核子數(shù)不變，A、B正確；發(fā)生β衰變時(shí)，質(zhì)子數(shù)增加中子數(shù)削減，C錯(cuò)誤；由動(dòng)量守恒的條件知D正確．[答案]ABD2．(多選)在下列關(guān)于近代物理學(xué)問(wèn)的說(shuō)法中，正確的是()A．氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，原子的能量增大B．β射線是原子的核外電子電離后形成的電子流C．鈾元素的半衰期為T，當(dāng)溫度發(fā)生改變時(shí)，鈾元素的半衰期也發(fā)生改變D．查德威克發(fā)覺(jué)了中子，其核反應(yīng)方程為：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n[解析]氫原子的核外電子從半徑較小的軌道躍遷到半徑較大的軌道時(shí)，汲取了能量，所以原子的能量增大，A正確；β射線是從原子核輻射出來(lái)的，不是原子外層電子電離出來(lái)的，B錯(cuò)；半衰期不隨外界因素的改變而改變，C錯(cuò)，D符合物理學(xué)事實(shí)，正確．[答案]AD3．第118號(hào)元素的原子核先放出3個(gè)相同的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過(guò)3次α衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號(hào)元素的原子核，則上述過(guò)程中的粒子x是()A．中子 B．質(zhì)子C．電子 D．α粒子[解析]發(fā)生3次α衰變，質(zhì)量數(shù)削減12，核電荷數(shù)削減了6，可見(jiàn)，先放出的三個(gè)粒子的電荷數(shù)是0，選A.[答案]A4．關(guān)于自然放射現(xiàn)象，下列說(shuō)法正確的是()A．放射性元素的原子核內(nèi)的核子有半數(shù)發(fā)生改變所需的時(shí)間就是半衰期B．放射性元素的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線C．當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)，將發(fā)生β衰變D．放射性物質(zhì)放出的射線中，α粒子動(dòng)能很大，因此貫穿物質(zhì)的本事很強(qiáng)[解析]放射性元素的半衰期是有一半該元素的原子核發(fā)生衰變所用的時(shí)間，放射性元素的原子核內(nèi)的核子并不都要發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；放射性元素的原子核發(fā)生衰變后產(chǎn)生的新核從高能級(jí)向低能級(jí)躍遷時(shí)，輻射出γ射線，故B正確；β衰變的實(shí)質(zhì)是核內(nèi)的中子可以轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子，產(chǎn)生的電子從核內(nèi)放射出來(lái)，而當(dāng)放射性元素的原子的核外電子具有較高能量時(shí)將向低能級(jí)躍遷，不是發(fā)生衰變，故C錯(cuò)誤；α粒子動(dòng)能很大，但是貫穿物質(zhì)的本事很弱，故D錯(cuò)誤．[答案]B5．(多選)元素X是Y的同位素，分別進(jìn)行下列衰變過(guò)程：Xeq\o(→,\s\up7(α))Peq\o(→,\s\up7(β))Q，Yeq\o(→,\s\up7(β))Req\o(→,\s\up7(α))S.則下列說(shuō)法正確的是()A．Q與S是同位素B．X與R原子序數(shù)相同C．R比S的中子數(shù)多2D．R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素[解析]上述改變過(guò)程為：eq\o\al(M,A)Xeq\o(→,\s\up7(α))eq\o(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(→,\s\up7(β))eq\o(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(→,\s\up7(β))eq\o(N,A＋1)Req\o(→,\s\up7(α))eq\o(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q與S為同位素，R比S多兩個(gè)中子，比X多一個(gè)質(zhì)子，故A、C正確，B、D錯(cuò)誤．[答案]AC6．(多選)關(guān)于自然放射現(xiàn)象，以下敘述正確的是()A．若使放射性物質(zhì)的溫度上升，其半衰期將變大B．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶訒r(shí)產(chǎn)生的C．在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透實(shí)力最強(qiáng)，α射線的電離實(shí)力最強(qiáng)D．鈾核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰變?yōu)殂U核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的過(guò)程中，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變[解析]半衰期與元素的物理狀態(tài)無(wú)關(guān)，若使某放射性物質(zhì)的溫度上升，其半衰期將不變，故A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)子而放出的電子，故B錯(cuò)誤；在α、β、γ這三種射線中，γ射線的穿透實(shí)力最強(qiáng)，α射線的電離實(shí)力最強(qiáng)，故C正確；鈾核(eq\o\al(238,92)U)衰變?yōu)殂U核(eq\o\al(206,82)Pb)的過(guò)程中，每經(jīng)一次α衰變質(zhì)子數(shù)少2，質(zhì)量數(shù)少4；而每經(jīng)一次β衰變質(zhì)子數(shù)增1，核子數(shù)不變；由質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù)守恒，要經(jīng)過(guò)8次α衰變和6次β衰變，故D正確．[答案]CD二、非選擇題(14分)7．放射性元素eq\o\al(14,6)C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，可用它來(lái)測(cè)定古生物的年頭，此項(xiàng)探討獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)．(1)eq\o\al(14,6)C不穩(wěn)定，易發(fā)生衰變，放出β射線，其半衰期為5730年，試寫出有關(guān)的衰變方程．(2)若測(cè)得一古生物遺骸中eq\o\al(14,6)C的含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年頭距今約有多少年？[解析](1)衰變方程為eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e.(2)活體中eq\o\al(14,6)C含量不變，生物死亡后，eq\o\al(14,6)C起先衰變，設(shè)活體中eq\o\al(14,6)C的含量為m0，遺骸中為m，則由半衰期的定義得m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\s\up12(eq\f(t,τ))，即0.125＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,