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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．核內質子轉化為中子 C．核內中子轉化為質子 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子，沒有電子，故A錯；B項違背了電荷數守恒，故B錯；β衰變是原子核的中子轉化為質子時釋放電子，而與核外電子無關，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部結構決定，與外界因素無關，所以A、B、C錯誤，D正確。 3．原子核U經放射性衰變①變?yōu)樵雍薚h，繼而經放射性衰變②變?yōu)樵雍薖a，再經放射性衰變③變?yōu)樵雍薝。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A　UTh，質量數少4，電荷數少2，說明①為α衰變；ThPa，PaU，質子數分別加1，質量數不變，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(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。下面有關該電池的說法正確的是(　　) A．鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu B．鎳63的衰變方程是Ni→e＋Cu C．外接負載時鎳63的電勢比銅片高 D．該電池內電流方向是從鎳63到銅片 解析：選C　Ni的衰變方程為Ni→e＋Cu，選項A、B錯；電流方向為正電荷定向移動方向，在電池內部電流從銅片到鎳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的質量，m0為t＝0時14C的質量。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及數學知識，可知能正確反映14C的衰變規(guī)律的應為C。 6．將半衰期為5天的質量為64 g的鉍分成四份分別投入：(1)開口容器中；(2)100 atm的密封容器中；(3)100 ℃的沸水中；(4)與別的元素形成化合物。經10天后，四種情況下剩下的鉍的質量分別為m1、m2、m3、m4。則(　　) A．m1＝m2＝m3＝m4＝4 g B．m1＝m2＝m3＝4 g，m4<4 g C．m1>m2>m3>m4，m1＝4 g D．m1＝4 g，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)境和化學環(huán)境無關，故四種情況下鉍剩余的質量相等，又剩余的鉍的質量為16g＝4 g，所以A正確。 二、多項選擇題 7．(海南高考)原子核Th具有天然放射性，它經過若干次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Th衰變過程中可以產生的，它們是(　　) A.Pb　B.Pb　C.Po　D.Ra　E.Ra 解析：選ACD　發(fā)生α衰變時放出He，發(fā)生β衰變時放出電子e，根據質量數和電荷數守恒有，每發(fā)生一次α衰變質量數減少4，電荷數減少2，每發(fā)生一次β衰變質量數不變化，電荷數增加1，由質量數的變化可確定α衰變的次數(必須是整數)，進而可知β衰變的次數。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)光產生的 D．α射線、β射線、γ射線都是從原子核內部釋放出來的 解析：選AD　α衰變的實質是原子核中的兩個質子和兩個中子結合在一起形成一個氦核發(fā)射出來的，β衰變的實質是原子核內的一個中子變成一個質子和一個電子，然后釋放出電子，γ射線伴隨α衰變和β衰變的產生而產生。所以這三種射線都是從原子核內部釋放出來的。A、D正確。 9.92U衰變成82Pb的過程中(　　) A．經歷了8次α衰變和6次β衰變 B．鉛核比鈾核中子數少22個 C．鉛核比鈾核質子數少32個 D．衰變中有6個中子變成質子 解析：選ABD　衰變過程中，每次α衰變放出一個α粒子，核電荷數少2，質量數少4，而每次β衰變一個中子變成一個質子并釋放出一個電子，核電荷數增1，質量數不變。從鈾核與鉛核的質量數變化，可知經歷了8次α衰變，8次α衰變后新核的核電荷數應為76，比鉛核的核電荷數少6，要經過6次β衰變才能成為鉛核，A、D選項正確；原子核由質子、中子組成，鈾核中中子數為 238－92＝146，鉛核中中子數為206－82＝124，相差22，B選項正確；鈾核質子數為92，鉛核質子數為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子數是多少？ (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，根據軌道半徑公式有： ＝＝， 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子數為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5 730年。試寫出6C衰變的核反應方程。 (2)若測得一古生物遺骸中的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)C衰變的核反應方程： C→N＋e。 (2)活體中的C含量不變，生物死亡后，遺骸中的C按其半衰期變化，設活體中C的含量為N0，遺骸中的C含量為N，由半衰期的定義得： N＝N0，即0.125＝c。 所以＝3，T＝5 730年， t＝17 190年。 答案：(1)C→N＋e (2)17 190年