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2019年高中物理 第十九章 原子核 放射性元素的衰變雙基限時(shí)練 新人教版選修3-5 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減少，半衰期也變長 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　A 2．如果某種元素發(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)減少 解析　由于原子核放出一個(gè)高速電子，對質(zhì)量的影響非常小，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)減少，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　D 3．(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)量減少一半所用的時(shí)間 B．放射性元素的質(zhì)量減少一半所用的時(shí)間 C．放射性元素的原子核減少一半所用的時(shí)間 D．放射樣品的原子核減少一半所用的時(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，并非樣品中所有原子核都減半，故B、C選項(xiàng)正確． 答案　BC 4．(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、加壓或改變化學(xué)狀態(tài)的方法都不能改變原子核衰變的半衰期 D. 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　BC 5．近段時(shí)間，朝鮮的“核危機(jī)”引起了全球的矚目，其焦點(diǎn)問題是朝鮮核電站采用輕水堆還是重水堆．重水堆核電站在發(fā)電的同時(shí)還可以產(chǎn)生出可供研究核武器的钚239(Pu)，這種Pu可由鈾239(U)經(jīng)過n次β衰變而產(chǎn)生，則n為(　　) A．2　　　　　　　　　　 B．239 C．145 D．92 答案　A 6．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．31:30 C．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()＝m()5 mB＝m()＝m()4 則mA:mB＝. 答案　C 7.U衰變?yōu)镽n，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、2 C．4、6 D．16、6 解析　由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒得　238＝222＋4m① 92＝86＋2m－n② 聯(lián)立①②解得m＝4，n＝2. 答案　B 8．(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)生衰變的快慢不可人為控制 B．可以用放射性元素的半衰期來測定地質(zhì)年代、生物年代等 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可能同時(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決定，故A選項(xiàng)正確；利用半衰期可以測定地質(zhì)年代等，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)，不可能同時(shí)產(chǎn)生α、β射線，故D選項(xiàng)正確． 答案　ABD 9．14C是一種半衰期為5 730年的放射性同位素．若考古工作者探測到某古木中14C的含量為原來的，則該古樹死亡時(shí)間距今大約(　　) A．22 920年 B．11 460年 C．5 730年 D．2 865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＝()n＝，所以n＝2，即古木死亡的時(shí)間為57302年＝11460年，應(yīng)選B. 答案　B 10．一個(gè)原來靜止的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，根據(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，再利用左手定則判斷洛倫茲力的方向，可知選項(xiàng)D正確． 答案　D 11．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(Po)，它經(jīng)過多少次β衰變能生成氡222(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． 答案　C 12．(多選題)Th(釷)經(jīng)過一系列的α衰變和β衰變，成為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　根據(jù)核符號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．根據(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)減少4)．所以先分析α衰變次數(shù)x＝(232－208)/4＝6次．再從電荷數(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90－26＋1y＝82，解得：y＝4.即6次α衰變4次β衰變． 答案　ABD 13．若干Bi放在天平左盤上，右盤放420 g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．210 g B．105 g C．4 g D．2 g 解析　有人選A，認(rèn)為420 g鉍經(jīng)過1個(gè)半衰期元素質(zhì)量減為原來的，即210 g，所以應(yīng)取走砝碼210 g．這是錯(cuò)誤的．其實(shí)，原有的2 mol Bi經(jīng)一個(gè)半衰期后，有1 mol發(fā)生衰變生成1 mol新的原子核Ti，這種新元素質(zhì)量為206 g．此時(shí)左盤中還有210 g未發(fā)生衰變的放射性元素，所以左盤中的總質(zhì)量為416 g，應(yīng)從右盤取走砝碼4 g，選C. 答案　C 14．釙210經(jīng)α衰變成為穩(wěn)定的鉛，半衰期為138天．質(zhì)量為64 g的釙210(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：Po→Pb＋He 276天為釙的2個(gè)半衰期，剩余Po的質(zhì)量 mPo＝64()2＝16 g 另有的釙衰變成了鉛，則生成鉛的質(zhì)量 mPb＝64＝47.09 g 答案　剩余16 g釙，生成47.09 g的鉛 核反應(yīng)方程為Po→Pb＋He 15．一小瓶含有某種放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6 000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10 cm3的血樣，測得每分鐘衰變2次．已知這種放射性同位素的半衰期為5小時(shí)，試根據(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)放射性同位素的質(zhì)量為m0，原來一瓶放射性同位素的質(zhì)量為m，則m0＝m()3＝，＝，其中N為注射放射性同位素經(jīng)15小時(shí)血液中放射性同位素每分鐘總的放射次數(shù)，則N＝750次，＝，得x＝3 750 cm3. 答案　3 750 cm3