高中物理 第19章 原子核 2 放射性元素的衰变学业分层测评 新人教选修3-5

放射性元素的衰变 (建议用时：45分钟) 学业达标1一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是()A总质量数保持不变B核子数保持不变C变化前后质子数保持不变D总动量保持不变E变化前后中子数不变【解析】衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生衰变时，质子数增加中子数减少，C、E错误；由动量守恒的条件知D正确【答案】ABD2下列说法中正确的是()A衰变放出的电子来自组成原子核的电子B衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C衰变说明原子核中含有粒子D射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波E原子核每发生一次衰变，其核电荷数减少2【解析】原子核发生衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故A错误；B正确射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D、E正确【答案】BDE3有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能下面有关该电池的说法正确的是()A镍63的衰变方程是NiCueB镍63的衰变方程是NiCueC外接负载时镍63的电势比铜片高D该电池内电流方向是从镍片到铜片E该电池内电流方向是从铜片到镍片【解析】镍63的衰变方程为NieCu，选项A对，B错电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项C、E对，D错【答案】ACE4在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是()A氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大B射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化D查德威克发现了中子，其核反应方程为：BeHeCnE发生衰变时其转化方程为nHe【解析】氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正确；射线是从原子核辐射出来的，不是原子外层电子电离出来的，B错；半衰期不随外界因素的变化而变化，C错，D、E符合物理学事实，正确【答案】ADE5关于天然放射现象，以下叙述正确的是()A若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C在、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D铀核衰变为铅核的过程中，要经过8次衰变和6次衰变E放射性元素的半衰期由核内部自身的因素决定【解析】半衰期与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误，E正确衰变所释放的电子是从原子核内释放出的电子，故B错误；在、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强，故C正确；铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，每经一次衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次衰变质子数增1，中子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次衰变和6次衰变，故D正确；【答案】CDE6人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一氦的该种同位素应表示为_【解析】氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为He.【答案】He7新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下反应：2X2O2F24XFO2，XF的半衰期为_天【解析】根据半衰期由原子核内部因素决定，而跟其所处的物理状态和化学状态无关，所以X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天【答案】88铀裂变的产物之一氪90(Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(Zr)，这些衰变是经过了_次_衰变 【导学号：66390048】【解析】原子核每经过一次衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次衰变，电荷数增加1，质量数不变方法一衰变的次数为n0(次)衰变的次数为m40364(次)方法二设氪90(Kr)经过x次衰变，y次衰变后变成锆90(Zr)由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x9090,2xy4036解得x0，y4.【答案】4能力提升9元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程：XPQ，YRS.则下列说法正确的是()AQ与S是同位素BX与R原子序数相同CR比S的中子数多2DR的质子数少于上述任何元素ER比X的质子数多1【解析】上述变化过程为：XP，YRS，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子比X多一个质子，故A、C、E正确，B、D错误【答案】ACE10若干Bi放在天平左盘上，右盘放420 g砝码，天平平衡，当铋发生衰变时，经过1个半衰期，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为_【解析】原有的2 molBi经一个半衰期后，有1 mol发生衰变生成1 mol新的原子核，这种新元素质量为206 g此时左盘中还有210 g未发生衰变的放射性元素，所以左盘中的物质总质量为416 g，应从右盘取走砝码4 g.【答案】4 g11天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(Th)和另一个原子核(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(U)核的速度为v，衰变产生的钍(Th)核的速度为，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度【解析】(1)UThHe(2)设另一新核的速度为v，铀核质量为238m，由动量守恒定律得：238mv234m4mv得：vv【答案】(1)见解析(2)v12放射性元素C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖(1)C不稳定，易发生衰变，放出射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程(2)若测得一古生物遗骸中C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？ 【导学号：66390049】【解析】(1)衰变方程为CNe.(2)活体中C含量不变，生物死亡后，C开始衰变，设活体中C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得mm0，即0.125，解得3，所以t317 190年【答案】(1)CNe(2)17 190年