2019-2020年高中物理 19.2放射性元素的衰变课时训练（含解析）新人教版选修3-5.doc

2019-2020年高中物理 19.2放射性元素的衰变课时训练（含解析）新人教版选修3-5【小题达标练】一、选择题1.表示放射性元素碘131I)衰变的方程是()AISbHe BIXeeCIIn DITeH【解析】选B。碘I)的原子核内一个中子放出一个电子,变成一个质子,质量数没有发生变化,核电荷数增加1,所以生成54号元素Xe,放出一个电子。B选项正确。2.某放射性元素经过11.4天有的原子核发生了衰变,该元素的半衰期为()A.11.4天B.7.6天C.5.7天D.3.8天【解析】选D。根据=,=3,因为t=11.4天,所以=天=3.8天,选项D正确。【互动探究】若将这种元素表示为X,X的氧化物表示为X2O,X2O与F能发生如下反应2X2O+2F24XF+O2,XF的半衰期为()A.11.4天 B.7.6天 C.5.7天 D.3.8天【解析】选D。元素的半衰期与原子所处的状态及外部环境无关,由原子核内部的因素决定,所以它的半衰期仍然为3.8天,D项正确。3.(xx南京高二检测)放射性原子核发生一次衰变后()A.核的电荷数少1,质量数少1B.核的电荷数多1,质量数多1C.核的电荷数少2,质量数少4D.核的电荷数少2,质量数少2【解析】选C。粒子为氦原子核,放射性原子核发生一次衰变后核的电荷数少2,质量数少4,故选C。4.(多选)(xx宿迁高二检测)某原子核的衰变过程,下列说法正确的是()A.核C比核A的质子数少1B.核C比核A的质量数少5C.原子核为A的中性原子的电子数比原子核为B的中性原子的电子数多2D.核C比核B的中子数少2【解析】选A、D。由衰变方程可写出关系式可得A、D项正确。5.(xx昆明高二检测)核电站核泄露的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天,会释放射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射射线,下列说法正确的是()A.碘131释放的射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比碘131衰变更快D.铯133和铯137含有相同的中子数【解析】选C。射线是高速电子流,A项不正确。由于射线是电磁波,它的频率大于可见光的频率,故光子的能量大于可见光光子的能量,B项不正确。由于铯137的半衰期约为30年、碘131的半衰期约为8天,故与铯137相比,碘131衰变要快得多,C项正确。铯133和铯137是同位素,具有相同的质子数和不同的中子数,D项不正确。6.(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131,碘131是放射性同位素,衰变时会发出射线与射线,碘131被人摄入后,会危害身体健康,由此引起了全世界的关注。下面关于核辐射的相关知识,说法正确的是()A.人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B.碘131的半衰期为8.3天,则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C.射线与射线都是电磁波,但射线穿透本领比射线强D.碘131发生衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的【解题指南】解答此题应弄清以下四点:(1)放射性元素衰变的快慢由原子核本身决定,与外部环境无关。(2)半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对于少数原子核无意义。(3)射线的穿透能力比其他两种射线都强。(4)粒子是从原子核中放出的。【解析】选A、D。衰变的快慢由放射性元素本身决定,与外部环境无关,A正确。半衰期是大量原子核衰变的统计规律,对少数几个原子核无意义,B错误。射线是高速电子流,射线是电磁波,故C错误。衰变的实质是nH+e,D正确。7.下列关于半衰期的说法中正确的是()A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短,衰变速度越快B.放射性元素的样品不断衰变,随着剩下的未衰变的原子核的减少,元素的半衰期也变短C.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素衰变的速度D.降低温度或增大压强,让放射性元素与其他物质形成化合物,均可以减小该元素的衰变速度【解析】选A。放射性元素的半衰期是指放射性元素的原子核半数发生衰变所需要的时间,它反映了放射性元素衰变的快慢,衰变越快,半衰期越短。某种元素的半衰期长短由其本身因素决定,与它所处的物理状态或化学状态无关。故只有A正确。【易错提醒】解答本题的两个易错点:(1)受传统观念的影响,认为数量少了半衰期会变化,从而错选B。(2)受日常生活影响,认为放在密闭的容器中半衰期会变化,从而错选C。二、非选择题8.U核经一系列的衰变后变为Pb核,问:(1)一共经过几次衰变和几次衰变?(2Pb和U相比,质子数和中子数各少了多少?(3)综合写出这一衰变过程的方程。【解析】(1)设U衰变为Pb经过x次衰变和y次衰变。由质量数守恒和电荷数守恒可得238=206+4x 92=82+2x-y 联立解得x=8,y=6。即一共经过8次衰变和6次衰变。(2)因为原子核的电荷数等于质子数,因此质子数减少92-82=10个。原子核的质量数为质子数与中子数的和,故中子数减少量为(238-92)-(206-82)=22个。(3)此核反应方程为UPb+He+e。答案:(1)8次6次(2)1022(3UPb+He+e【总结提升】有关核反应方程问题的处理方法(1)核反应过程一般都是不可逆的,所以核反应方程只能用箭头表示反应方向,不能用等号连接。(2)核反应的生成物一定要以实验为基础,不能凭空只依据两个守恒定律杜撰出生成物来写核反应方程。(3)核反应遵循电荷数守恒和质量数守恒。(4)在书写核反应方程时,应先将已知原子核和已知粒子的符号填入核反应方程一般形式的适当位置上,然后根据核反应规律计算出未知核(或未知粒子)的电荷数和质量数,最后确定它们是哪种元素(或哪种粒子)。9.(xx巴彦淖尔高二检测)在匀强磁场中,一个原来静止的原子核,由于放出一个粒子,结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示),今测得两个相切圆半径之比r1r2=144,求:(1)图中哪一个圆是粒子的径迹?(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少?【解析】(1)因为动量相等,所以轨道半径与粒子的电荷量成反比,所以圆轨道2是粒子的径迹,圆轨道1是新生核的径迹。(2)设衰变后新生核的电荷量为q1,粒子的电荷量为q2=2e,它们的质量分别为m1和m2,衰变后的速度分别是v1和v2,所以原来原子核的电荷量q=q1+q2。根据轨道半径公式有=又由于衰变过程中遵循动量守恒定律,则m1v1=m2v2以上三式联立解得q=90e。即这个原子核原来所含的质子数为90。答案:(1)见解析(2)901.(1)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束,如图所示,下列说法正确的是()A.射线1的电离作用在三种射线中最强B.射线2贯穿本领最弱,用一张白纸就可以将它挡住C.一个原子核放出一个射线3的粒子后,质子数和中子数都比原来少2个D.一个原子核放出一个射线1的粒子后,形成的新核比原来的电荷数少1个(2)(xx武汉高二检测)在一个原子核衰变为一原子核的过程中,发生衰变的次数为次,发生衰变的次数为次。【解析】(1)选C。根据三束射线的偏转方向,可以断定射线1带负电,是射线;射线2不带电,是射线;射线3是射线。射线的电离作用最强,选项A错误。射线贯穿本领最强,用一张白纸可以挡住的是射线,选项B错误。每发生一次衰变,原子核里面的2个中子和2个质子结合成一个氦核而释放出来,选项C正确。每发生一次衰变,原子核里面的一个中子变成一个质子,因此核电荷数增加1,选项D错误。(2)一个原子核衰变为一个原子核的过程中,发生衰变的次数为(238-206)4=8次,发生衰变的次数为28-(92-82)=6次。答案:(1)C(2)862.(1)(多选)原子核具有天然放射性,它经过若干次衰变和衰变后会变成新的原子核。下列原子核中,有三种是衰变过程中可以产生的,它们是()(2)一静止的核经衰变成为Th核,释放出的总动能为4.27MeV。问此衰变后Th核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)?【解析】(1)选A、C、D。发生1次衰变时核子的质量数减4,电荷数减2;发生1次衰变时,质量数不变,电荷数加1。先从质量数的变化分析,易得A、C、D正确。(2)据题意知,此衰变的衰变方程为UThHe,根据动量守恒定律得mv=mThvTh 式中,m和mTh分别为粒子和Th核的质量,v和vTh分别为粒子和Th核的速度,由题设条件知:m+mTh=Ek = 式中Ek=4.27MeV是粒子与Th核的总动能。由式得mTh=Ek 代入数据得,衰变后Th核的动能mTh=0.07MeV答案:(1)A、C、D(2)0.07MeV