2024-2025學(xué)年高中物理第四章原子核第二節(jié)放射性元素的衰變課堂演練含解析粵教版選修3-5

PAGE4-其次節(jié)放射性元素的衰變A級(jí)抓基礎(chǔ)1．關(guān)于三種自然放射線，下列說法正確的是()A．α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子B．穿透實(shí)力最強(qiáng)的是β射線C．自然放射線的發(fā)覺說明原子核具有困難結(jié)構(gòu)D．α射線是三種自然放射線中的一種，常利用它的穿透本事做醫(yī)學(xué)檢查解析：α射線是高速運(yùn)動(dòng)的氦原子核，故A錯(cuò)誤；穿透實(shí)力最強(qiáng)的是γ射線，故B錯(cuò)誤；自然放射線的發(fā)覺說明原子核具有困難結(jié)構(gòu)，故C正確；γ射線是三種自然放射線中的一種，常利用它的穿透本事做醫(yī)學(xué)檢查，故D錯(cuò)誤．答案：C2．(多選)關(guān)于原子核的衰變，下列說法中正確的是()A．α粒子來(lái)自于原子核，說明原子核里含有α粒子B．β粒子來(lái)自于原子中的電子，正如光電效應(yīng)一樣C．某些原子核發(fā)生衰變說明它們是不穩(wěn)定的D．β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成質(zhì)子和電子所產(chǎn)生的解析：發(fā)生β衰變時(shí)，原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子和電子，B錯(cuò)誤，D正確；原子核由質(zhì)子和中子組成，并不含有α粒子，A錯(cuò)誤；某些原子核的核子間結(jié)合不太堅(jiān)固、不穩(wěn)定，會(huì)放出α粒子，C正確．答案：CD3．關(guān)于自然放射性，下列說法中正確的是()A．全部元素都可能發(fā)生衰變B．放射性元素的半衰期與外界的溫度有關(guān)C．放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性D．一個(gè)原子核在一次衰變中可同時(shí)放出α、β和γ三種射線解析：有些原子核不穩(wěn)定，可以自發(fā)地衰變，但不是全部元素都可能發(fā)生衰變，故A錯(cuò)誤；放射性元素的半衰期由原子核確定，與外界的溫度無(wú)關(guān)，故B錯(cuò)誤；放射性元素的放射性與核外電子無(wú)關(guān)，故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性，故C正確；一個(gè)原子核在一次衰變中不行能同時(shí)放出α、β和γ三種射線，故D錯(cuò)誤．答案：C4．(多選)eq\o\al(238,92)U是一種放射性元素，能夠自發(fā)地進(jìn)行一系列衰變，如圖所示，可以推斷下列說法正確的是()A．圖中a是84，b是206B．Y是β衰變，放出電子，電子是由中子轉(zhuǎn)變成質(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的C．Y和Z是同一種衰變D．從X衰變中放出的射線電離實(shí)力最強(qiáng)解析：eq\o\al(210,83)Bi衰變成eq\o\al(210,a)Po，質(zhì)量數(shù)不變，可知發(fā)生的是β衰變，則電荷數(shù)多1，可知a＝84，eq\o\al(210,83)Bi衰變成eq\o\al(b,81)Tl，知電荷數(shù)少2，發(fā)生的是α衰變，質(zhì)量數(shù)少4，則b＝206，故A正確，B錯(cuò)誤；Z衰變，質(zhì)量數(shù)少4，發(fā)生的是α衰變，Y和Z是同一種衰變，故C正確；從X衰變中放出的射線是β射線，電離實(shí)力不是最強(qiáng)，故D錯(cuò)誤．答案：ACB級(jí)提實(shí)力5．如圖所示，一自然放射性物質(zhì)發(fā)出三種射線，經(jīng)過方向如圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)、勻強(qiáng)電場(chǎng)共存的區(qū)域時(shí)，射線的軌跡只出現(xiàn)圖示的兩條(其中有兩種射線的軌跡重合)下列推斷中正確的是()A．射到b處的肯定是α射線B．射到b處的肯定是β射線C．射到b處的可能是γ射線D．射到b處的可能是α射線解析：因?yàn)棣蒙渚€不帶電，所以射到b點(diǎn)的肯定不是γ射線，α、β射線在電磁場(chǎng)中受到電場(chǎng)力和洛倫茲力：若電場(chǎng)力大于洛倫茲力，說明射線是α，若洛倫茲力大于電場(chǎng)力說明是β射線．故D正確，A、B、C錯(cuò)誤．答案：D6．(多選)下列說法正確的是()A.eq\o\al(226,88)Ra衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變B.eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(234,91)Pa要經(jīng)過1次α衰變和1次β衰變C.eq\o\al(232,90)Th衰變?yōu)閑q\o\al(208,82)Pb要經(jīng)過6次α衰變和4次β衰變D.eq\o\al(238,92)U衰變?yōu)閑q\o\al(222,86)Rn要經(jīng)過4次α衰變和4次β衰變解析：原子核經(jīng)1次α衰變和1次β衰變后質(zhì)量數(shù)減4，核電荷數(shù)減1(先減2再加1)，故A錯(cuò)誤；發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出電子eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋91＝92，4x＋234＝238，解得x＝1，y＝1，故衰變過程為1次α衰變和1次β衰變，故B正確；發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出電子eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋82＝90，4x＋208＝232，解得x＝6，y＝4，故衰變過程中共有6次α衰變和4次β衰變，故C正確；發(fā)生α衰變是放出eq\o\al(4,2)He，發(fā)生β衰變是放出電子eq\o\al(0,－1)e，設(shè)發(fā)生了x次α衰變和y次β衰變，則依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒有：2x－y＋86＝92，4x＋222＝238，解得x＝4，y＝2，故衰變過程中共有4次α衰變和2次β衰變，故D錯(cuò)誤．答案：BC7．由于放射性元素eq\o\al(237,93)Np的半衰期很短，所以在自然界始終未被發(fā)覺，只是在運(yùn)用人工的方法制造后才被發(fā)覺.已知eq\o\al(237,93)Np經(jīng)過一系列α衰變和β衰變后變成霉eq\o\al(209,83)Bi，下列論斷中正確的是()A．衰變過程中原子核的質(zhì)量和電荷量守恒B.eq\o\al(209,83)Bi的原子核比得eq\o\al(237,93)Np的原子核少28個(gè)中子C．衰變過程中共發(fā)生了7次α衰變和4次β衰變D．經(jīng)過兩個(gè)半衰期后含有eq\o\al(237,93)Np的礦石的質(zhì)量將變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一解析：eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核質(zhì)量數(shù)少28，電荷數(shù)少10，所以衰變過程中原子核的質(zhì)量和電荷量不守恒，故A錯(cuò)誤；eq\o\al(209,83)Bi的原子核比eq\o\al(237,93)Np的原子核質(zhì)量數(shù)少28，電荷數(shù)少10，故中子少18個(gè)，故B錯(cuò)誤；設(shè)eq\o\al(237,93)Np變?yōu)閑q\o\al(209,83)Bi須要經(jīng)過x次α衰變和y次β衰變，依據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒則有：93－83＝2x－y，4x＝237－209，解得：x＝7，y＝4，故C正確；經(jīng)過兩個(gè)半衰期后eq\o\al(237,93)Np的原子核個(gè)數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，但含有eq\o\al(237,93)Np的礦石質(zhì)量大于原來(lái)的四分之一，故D錯(cuò)誤．答案：C8．(多選)靜止在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的某放射性元素的核，放出的一個(gè)α粒子和反沖核軌道半徑之比R∶r＝30∶1，如圖所示．則()A．α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等，方向相反B．反沖核的原子序數(shù)為62C．原來(lái)放射性元素的原子序數(shù)為62D．反沖核與α粒子的速度之比為1∶62解析：由動(dòng)量守恒得Mv′＋mv＝0，其中Mv′為反沖核動(dòng)量，mv為α粒子的動(dòng)量，則α粒子與反沖核的動(dòng)量大小相等、方向相反．設(shè)Q為原來(lái)放射性元素的原子核的電荷數(shù)，則反沖核的電荷數(shù)為Q－2，α粒子電荷數(shù)為2.反沖核的軌道半徑r＝eq\f(Mv′,B（Q－2）e)，α的軌道半徑R＝eq\f(mv,B·2e)；又R∶r＝30∶1，聯(lián)立可得Q＝62.故A、C正確．答案：AC9．自然放射性鈾(eq\o\al(238,92)U)發(fā)生衰變后產(chǎn)生釷(eq\o\al(234,90)Th)和另一個(gè)原子核．(1)請(qǐng)寫出衰變方程；(2)若衰變前鈾(eq\o\al(238,92)U)核的速度為v，衰變產(chǎn)生的釷(eq\o\al(234,90)Th)核的速度為eq\f(v,2)，且與鈾核速度方向相同，試估算產(chǎn)生的另一種新核的速度．解析：(1)原子核衰變時(shí)電荷數(shù)和質(zhì)量數(shù)都守恒，有eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He.(2)由(1)知新核為氦核，設(shè)一個(gè)核子的質(zhì)量為m，則氦核的質(zhì)量為4m、鈾核的質(zhì)量為238m、釷核的質(zhì)量為234m，氦