【名師一號(hào)】2021年新課標(biāo)版物理選修3-5-雙基限時(shí)練16-原子核

雙基限時(shí)練(十六)放射性元素的衰變1．下列有關(guān)半衰期的說法中正確的是()A．放射性元素的半衰期越短，表明有半數(shù)原子核發(fā)生衰變所需的時(shí)間越短，衰變速度越快B．放射性元素的樣品不斷衰變，隨著剩下未衰變的原子核削減，半衰期也變長(zhǎng)C．把放射性元素放在閉封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度D．降低溫度和增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度答案A2．假如某種元素發(fā)生β衰變，那么下列說法中正確的是()A．質(zhì)量數(shù)發(fā)生變化B．質(zhì)子數(shù)增加1，中子數(shù)不變C．質(zhì)子數(shù)不變，中子數(shù)增加D．質(zhì)子數(shù)增加，中子數(shù)削減解析由于原子核放出一個(gè)高速電子，對(duì)質(zhì)量的影響格外小，質(zhì)量數(shù)不發(fā)生變化，A錯(cuò)誤；原子核內(nèi)放的電子是來自原子核內(nèi)中子釋放一個(gè)電子而轉(zhuǎn)變?yōu)橐粋€(gè)質(zhì)子的反應(yīng)，因此，質(zhì)子數(shù)增加中子數(shù)削減，核子數(shù)保持不變，故D選項(xiàng)正確，B、C選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案D3．(多選題)關(guān)于半衰期，下列說法正確的是()A．放射樣品的質(zhì)量削減一半所用的時(shí)間B．放射性元素的質(zhì)量削減一半所用的時(shí)間C．放射性元素的原子核削減一半所用的時(shí)間D．放射樣品的原子核削減一半所用的時(shí)間解析由半衰期的定義可知，半衰期指的是某種放射性元素，有半數(shù)衰變?yōu)樾略雍怂玫臅r(shí)間，并非樣品中全部原子核都減半，故B、C選項(xiàng)正確．答案BC4．(多選題)下列說法正確的是()A．α射線和γ射線都是電磁波B.β射線為原子核內(nèi)的中子變成質(zhì)子，放出電子形成的電子流C.用加溫、加壓或轉(zhuǎn)變化學(xué)狀態(tài)的方法都不能轉(zhuǎn)變?cè)雍怂プ兊陌胨テ贒.原子核經(jīng)衰變生成新核，新核的質(zhì)量等于原核的質(zhì)量答案BC5．近段時(shí)間，朝鮮的“核危機(jī)”引起了全球的矚目，其焦點(diǎn)問題是朝鮮核電站接受輕水堆還是重水堆．重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以產(chǎn)生出可供爭(zhēng)辯核武器的钚239(eq\o\al(239,94)Pu)，這種eq\o\al(239,94)Pu可由鈾239(eq\o\al(239,92)U)經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為()A．2 B．239C．145 D．92答案A6．若元素A的半衰期為4天，元素B的半衰期為5天，相同質(zhì)量的A、B經(jīng)過20天后，沒有衰變的A的質(zhì)量mA和沒有衰變的B的質(zhì)量mB之比mA：mB為()A．20:31 B．31:30C．1:2 D．2:1解析設(shè)原來A、B的質(zhì)量為m，則20天后沒有衰變的質(zhì)量分別為mA、mB，由半衰期公式mA＝m(eq\f(1,2))eq\f(20,4)＝m(eq\f(1,2))5mB＝m(eq\f(1,2))eq\f(20,5)＝m(eq\f(1,2))4則mA:mB＝eq\f(1,2).答案C7.eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn，要經(jīng)過m次α衰變和n次β衰變，則m、n分別為()A．2、4 B．4、2C．4、6 D．16、6解析由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得238＝222＋4m92＝86＋2m－n聯(lián)立①②解得m＝4，n＝2.答案B8．(多選題)有關(guān)原子核的衰變規(guī)律，下列說法正確的是()A．放射性元素發(fā)生衰變的快慢不行人為把握B．可以用放射性元素的半衰期來測(cè)定地質(zhì)年月、生物年月等C．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變D．放射性元素一次衰變不行能同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線解析放射性元素的半衰期只由放射性元素的原子核本身打算，故A選項(xiàng)正確；利用半衰期可以測(cè)定地質(zhì)年月等，故B選項(xiàng)正確；放射性元素原子核發(fā)生β衰變后，生成了一個(gè)新核，化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)發(fā)生變化，故C選項(xiàng)錯(cuò)誤；放射性元素衰變一次時(shí)，不行能同時(shí)產(chǎn)生α、β射線，故D選項(xiàng)正確．答案ABD9．14C是一種半衰期為5730年的放射性同位素．若考古工作者探測(cè)到某古木中14C的含量為原來的eq\f(1,4)，則該古樹死亡時(shí)間距今大約()A．22920年 B．11460年C．5730年 D．2865年解析假設(shè)古木死亡時(shí)14C的質(zhì)量為m0，現(xiàn)在的質(zhì)量為m，由死亡至今所含14C經(jīng)過了n個(gè)半衰期，由題意可知eq\f(m,m0)＝(eq\f(1,2))n＝eq\f(1,4)，所以n＝2，即古木死亡的時(shí)間為5730×2年＝11460年，應(yīng)選B.答案B10．一個(gè)原來靜止的eq\o\al(238,92)U原子核，輻射出α粒子，它的兩個(gè)產(chǎn)物在垂直于它們速度方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)，它們的軌跡和運(yùn)動(dòng)方向(圖中用箭頭表示)可能是下圖中的(圖中半徑大小沒有按比例畫)()解析由于發(fā)生α衰變，產(chǎn)物是兩個(gè)帶正電的粒子，依據(jù)動(dòng)量守恒可知衰變后α粒子和新核具有大小相等、方向相反的動(dòng)量，受到洛倫茲力方向相反，即軌跡為外切圓，再利用左手定則推斷洛倫茲力的方向，可知選項(xiàng)D正確．答案D11．建材中的放射物質(zhì)，衰變成放射性的氡氣，會(huì)導(dǎo)致肺癌，其中建材中放射性元素中含有很多的是釙222(eq\o\al(222,84)Po)，它經(jīng)過多少次β衰變能生成氡222(eq\o\al(222,86)Rn)()A．222次 B．136次C．2次 D．86次解析釙(222)衰變成氡(222)質(zhì)量數(shù)沒有變，故僅發(fā)生了β衰變，次數(shù)為86－84＝2次，故A、B、D項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)．答案C12．(多選題)eq\o\al(232,90)Th(釷)經(jīng)過一系列的α衰變和β衰變，成為eq\o\al(208,82)Pb(鉛)()A．鉛核比釷核少8個(gè)質(zhì)子B．鉛核比釷核少16個(gè)中子C．共經(jīng)過4次α衰變和6次β衰變D．共經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變解析依據(jù)核符號(hào)eq\o\al(A,Z)X的物理意義可知，Z為質(zhì)子數(shù)，A為質(zhì)量數(shù)，中子數(shù)＝質(zhì)量數(shù)－質(zhì)子數(shù)．經(jīng)計(jì)算可知A、B選項(xiàng)正確．依據(jù)衰變規(guī)律，只有α衰變影響質(zhì)量數(shù)的變化(每一次α衰變質(zhì)量數(shù)削減4)．所以先分析α衰變次數(shù)x＝(232－208)/4＝6次．再?gòu)碾姾蓴?shù)變化分析β衰變次數(shù)．每一次α衰變電荷數(shù)少2，每一次β衰變電荷數(shù)加1.設(shè)發(fā)生y次β衰變，應(yīng)滿足90－2×6＋1×y＝82，解得：y＝4.即6次α衰變4次β衰變．答案ABD13．若干eq\o\al(210,83)Bi放在天平左盤上，右盤放420g砝碼，天平平衡．當(dāng)鉍發(fā)生衰變經(jīng)過1個(gè)半衰期(發(fā)生α衰變)，欲使天平平衡，應(yīng)從右盤中取出砝碼的質(zhì)量為()A．210g B．105gC．4g D．2g解析有人選A，認(rèn)為420g鉍經(jīng)過1個(gè)半衰期元素養(yǎng)量減為原來的eq\f(1,2)，即210g，所以應(yīng)取走砝碼210g．這是錯(cuò)誤的．其實(shí)，原有的2moleq\o\al(210,83)Bi經(jīng)一個(gè)半衰期后，有1mol發(fā)生衰變生成1mol新的原子核eq\o\al(206,81)Ti，這種新元素養(yǎng)量為206g．此時(shí)左盤中還有210g未發(fā)生衰變的放射性元素，所以左盤中的總質(zhì)量為416g，應(yīng)從右盤取走砝碼4g，選C.答案C14．釙210經(jīng)α衰變成為穩(wěn)定的鉛，半衰期為138天．質(zhì)量為64g的釙210(eq\o\al(210,84)Po)經(jīng)276天后，還剩余多少克釙？生成了多少克鉛？寫出核反應(yīng)方程．解析核反應(yīng)方程：eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)He276天為釙的2個(gè)半衰期，剩余Po的質(zhì)量mPo＝64×(eq\f(1,2))2＝16g另有eq\f(3,4)的釙衰變成了鉛，則生成鉛的質(zhì)量mPb＝eq\f(206,210)×64×eq\f(3,4)＝47.09g答案剩余16g釙，生成47.09g的鉛核反應(yīng)方程為eq\o\al(210,84)Po→eq\o\al(206,82)Pb＋eq\o\al(4,2)He15．一小瓶含有某種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)15小時(shí)，從病人身上取出10cm3的血樣，測(cè)得每分鐘衰變2次．已知這種放射性同位素的半衰期為5小時(shí)，試依據(jù)上述數(shù)據(jù)，計(jì)算人體血液的總體積．解析每分鐘衰變的次數(shù)跟含有這種放射性同位素的物質(zhì)的量成正比，即跟放射性同位素的質(zhì)量成正比，設(shè)人體中含有x的血液，經(jīng)過15小時(shí)放