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2019-2020年高中物理第十九章原子核19.2放射性元素的衰變檢測(cè)新人教版 1．原子核發(fā)生β衰變時(shí)，此β粒子是(　　) A．原子核外的最外層電子 B．原子核外的電子躍遷時(shí)放出的光子 C．原子核內(nèi)存在著的電子 D．原子核內(nèi)的一個(gè)中子變成一個(gè)質(zhì)子時(shí)，放出的一個(gè)電子 【解析】　原子核是由帶正電的質(zhì)子和不帶電的中子組成的，原子核內(nèi)并不含電子，但在一定條件下，一個(gè)中子可以轉(zhuǎn)化成一個(gè)質(zhì)子和一個(gè)電子，其轉(zhuǎn)化可用下式表示：n→H＋e(β)．由上式可看出β粒子(電子)是由原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化而來的，故正確答案為D. 【答案】　D 2．某放射性元素的原子核A經(jīng)α衰變得到新核B，B經(jīng)β衰變得到核C，則(　　) A．原子核C的中子數(shù)比A少2 B．原子核C的質(zhì)子數(shù)比A少1 C．原子核C的中子數(shù)比B多1 D．原子核C的質(zhì)子數(shù)比B少1 【解析】　AHe＋B，Be＋C. 【答案】　B 3．由原子核的衰變規(guī)律可知(　　) A．放射性元素一次衰變可同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線 B．放射性元素發(fā)生β衰變時(shí)，新核的化學(xué)性質(zhì)不變 C．放射性元素發(fā)生衰變的快慢不可人為控制 D．放射性元素發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)增加1 【解析】　一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線，只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線或β射線和γ射線；原子核發(fā)生β衰變后，新核的核電荷數(shù)發(fā)生了變化，故新核(新的物質(zhì))的化學(xué)性質(zhì)理應(yīng)發(fā)生改變；發(fā)生正電子衰變時(shí)，新核質(zhì)量數(shù)不變，核電荷數(shù)減少1. 【答案】　C 4．下列有關(guān)半衰期的說法正確的是(　　) 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的減少，元素的半衰期也變長(zhǎng) C．把放射性元素放在密封的容器中，可以減慢放射性元素的衰變速度 D．降低溫度或增大壓強(qiáng)，讓該元素與其他物質(zhì)形成化合物，均可減小衰變速度 【解析】　放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間，它反映了放射性元素衰變速度的快慢，若半衰期越短，衰變?cè)娇?；某種元素的半衰期長(zhǎng)短由其本身因素決定，與它所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤． 【答案】　A 5．朝鮮的“核危機(jī)”引起全球的矚目，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)還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚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 【解析】　由于239(U)和239(Pu)的質(zhì)量數(shù)相等，而核電荷數(shù)增加2，因此，239(U)經(jīng)2次β衰變，變?yōu)?39(Pu)，故A正確． 【答案】　A 6．某放射性元素經(jīng)過11.4天有的原子核發(fā)生了衰變，該元素的半衰期為(　　) A．11.4天 B．7.6天 C．5.7天 D．3.8天 【解析】　由于經(jīng)過了11.4天還有沒有衰變，由半衰期計(jì)算公式m＝nm0，可說明該放射性經(jīng)過了3個(gè)半衰期，即可算出半衰期是3.8天，故D正確． 【答案】　D 7．最近幾年，原子核科學(xué)家在超重元素的探測(cè)方面取得重大進(jìn)展，1996年科學(xué)家們?cè)谘芯磕硟蓚€(gè)重離子結(jié)合成超重元素的反應(yīng)時(shí)，發(fā)現(xiàn)生成的超重元素的核X經(jīng)過6次α衰變后的產(chǎn)物是Fm，由此，可以判定生成的超重元素的原子序數(shù)和質(zhì)量數(shù)分別是(　　) A．112、265 B．112、277 C．124、259 D．124、265 【解析】　每經(jīng)一次α衰變，質(zhì)量數(shù)減少4，電荷數(shù)即原子序數(shù)減少2，故A＝253＋64＝277，Z＝100＋62＝112.故B選項(xiàng)正確． 【答案】　B 8．核電站核泄漏的污染物中含有碘131和銫137.碘131的半衰期約為8天，會(huì)釋放β射線；銫137是銫133的同位素，半衰期約為30年，發(fā)生衰變時(shí)會(huì)輻射γ射線．下列說法正確的是(　　) A．碘131釋放的β射線由氦核組成 B．銫137衰變時(shí)輻射出的γ光子能量小于可見光光子能量 C．與銫137相比，碘131衰變更慢 D．銫133和銫137含有相同的質(zhì)子數(shù) 【解析】　解答本題時(shí)要把握以下幾點(diǎn)：(1)半衰期的長(zhǎng)短代表了衰變的慢快．(2)光子能量大小由頻率高低決定．(3)同位素的核電荷數(shù)相同．β射線是高速運(yùn)動(dòng)的電子流，不是氦原子核，A錯(cuò)誤；γ射線的頻率大于可見光的頻率，根據(jù)E＝hν可知，γ射線光子能量大于可見光光子能量，B錯(cuò)誤；半衰期越短，衰變?cè)娇?，C錯(cuò)誤；銫133和銫137都是銫元素，是質(zhì)子數(shù)相同而中子數(shù)不同的同位素，所以D正確． 【答案】　D 9．放射性元素6C射線被考古學(xué)家稱為“碳鐘”，可用它來測(cè)定古生物的年代，此項(xiàng)研究獲得1960年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)． (1)6C不穩(wěn)定，易發(fā)生衰變，放出β射線，其半衰期為5 730年，試寫出有關(guān)的衰變方程； (2)若測(cè)得一古生物遺骸中6C的含量只有活體中的12.5%，則此遺骸的年代距今約有多少年？ 【解析】　(1)衰變方程為6C―→7N＋ 0－1e. (2)活體中6C含量不變，生物死亡后，6C開始衰變，設(shè)活體中6C的含量為m0，遺骸中為m，則由半衰期的定義得m＝m0，即0.125＝，解得＝3，所以t＝3T＝17 190年． 【答案】　(1)6C―→7N＋ 0－1e　(2)17 190年 1．美國(guó)科研人員正在研制一種新型鎳銅長(zhǎng)效電池，它是采用半衰期長(zhǎng)達(dá)100年的放射性同位素鎳63(Ni)和銅兩種金屬作為長(zhǎng)壽命電池的材料，利用鎳63發(fā)生β衰變時(shí)釋放電子給銅片，把鎳63和銅片作電池兩極，外接負(fù)載提供電能．下面有關(guān)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(fù)載時(shí)鎳63的電勢(shì)比銅片高 D．該電池內(nèi)電流方向是從鎳到銅片 【解析】　Ni的衰變方程為Ni―→e＋Cu，選項(xiàng)A、B錯(cuò)．電流方向?yàn)檎姾啥ㄏ蛞苿?dòng)方向，在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳片，鎳片電勢(shì)高，選項(xiàng)C對(duì)D錯(cuò)． 【答案】　C 2．14C測(cè)年法是利用14C衰變規(guī)律對(duì)古生物進(jìn)行年代測(cè)定的方法．若以橫坐標(biāo)t表示時(shí)間，縱坐標(biāo)m表示任意時(shí)刻14C的質(zhì)量，m0為t＝0時(shí)14C的質(zhì)量．下面四幅圖中能正確反映14C衰變規(guī)律的是(　　) 【解析】　設(shè)衰變周期為T，那么m＝m0.可見，隨著t的增長(zhǎng)物體的質(zhì)量越來越小，且變化越來越慢，很顯然C選項(xiàng)圖線符合衰變規(guī)律． 【答案】　C 3．(多選)U是一種放射性元素，進(jìn)行一系列放射性衰變，由下圖可知(　　) A．圖中m是84，n是206 B．①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．②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 D．從U衰變成Pb要經(jīng)過6次①衰變，8次②衰變 【解析】　從Bi到Po質(zhì)量數(shù)不變，因此①是β衰變，中子放出電子而轉(zhuǎn)變成質(zhì)子，則m＝83＋1＝84，從Bi到Tl，核電荷數(shù)減少2，因此②是α衰變，n＝210－4＝206，選項(xiàng)A、B均正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；原子核衰變時(shí)β衰變不改變質(zhì)量數(shù)，因此衰變次數(shù)先進(jìn)行α衰變計(jì)算，α衰變次數(shù)N1＝＝8次，β衰變次數(shù)N2＝82＋82－92＝6次，選項(xiàng)D正確． 【答案】　ABD 4．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一個(gè)靜止的氡原子核(Rn)，由于衰變它放出一個(gè)粒子，此粒子的徑跡與反沖核的徑跡是兩個(gè)相互外切的圓，大圓與小圓的直徑之比為421，如圖所示，那么氡核的衰變方程應(yīng)是下列方程中的哪一個(gè)(　　) A.Rn→Fr＋e B.Rn→Po＋He C.Rn→At＋e D.Rn→At＋H 【解析】　原子核衰變過程中動(dòng)量守恒，所以粒子與反沖核的動(dòng)量等大反向，由徑跡是兩外切圓知，放出的是正粒子，是α衰變，由于粒子和反沖核均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由r＝知，＝＝＝，所以反沖核的電荷數(shù)是84，由電荷數(shù)守恒和質(zhì)量數(shù)守恒知，正確答案為B. 【答案】　B 5．為測(cè)定水庫的存水量，將一瓶放射性溶液倒入水庫中，已知這瓶溶液每分鐘衰變8107次，這種同位素半衰期為2天，10天以后從水庫取出1 m3的水，并測(cè)得每分鐘衰變10次，求水庫的存水量為多少？ 【解析】　設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,10天后的剩余質(zhì)量為m，水庫存水量為Qm3，由每分鐘衰變次數(shù)與其質(zhì)量成正比可得＝， 由半衰期公式得：m＝m0， 由以上兩式聯(lián)立代入數(shù)據(jù)得 ＝＝5， 解得水庫存水量為Q＝2.5105 m3. 【答案】　2.5105 m3