2024-2025学年高中物理第十九章原子核2放射性元素的衰变测评含解析新人教版选修3-5

PAGEPAGE6放射性元素的衰变课后篇巩固提升基础巩固1.下列说法中正确的是()A.β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B.β衰变放出的电子来自原子核外的电子C.α衰变说明原子核中含有α粒子D.γ射线总是伴随其他衰变发生,它的本质是电磁波答案D2.重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239(94239Pu),这种钚239可由铀239(92239U)经过n次β衰变产生,则A.2 B.239C.145 D.92解析β衰变规律是质量数不变,质子数增加1。94239Pu比

92答案A3.(多选)原子核X经β衰变(一次)变成原子核Y,原子核Y再经一次α衰变变成原子核Z,则下列说法中正确的是()A.核X的中子数减核Z的中子数等于3B.核X的质子数减核Z的质子数等于5C.核Z的质子数比核X的质子数少1D.原子核X的中性原子的电子数比原子核Y的中性原子的电子数少1解析由题意可知

ZAX答案ACD4.氪90(3690Kr)是不稳定的,它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(40A.1次α衰变,6次β衰变 B.4次β衰变C.2次α衰变 D.2次α衰变,2次β衰变解析解法一推理计算法依据衰变规律,β衰变不影响核的质量数,发生一次β衰变,核电荷数增加1;发生一次α衰变,质量数削减4,核电荷数削减2。3690Kr衰变为

4090Zr,质量数不变,故未发生α衰变;核电荷数增加4,解法二列方程求解设

3690Kr衰变为

4090Zr,经过了x次α衰变,y次β衰变,则有

3690Kr→40由质量数守恒得90=90+4x由电荷数守恒得36=40+2x-y解得x=0,y=4,即只经过了4次β衰变,选项B正确。答案B5.下列关于放射性元素的半衰期的几种说法正确的是()A.同种放射性元素,在化合物中的半衰期比在单质中长B.把放射性元素放在低温处,可以减缓放射性元素的衰变C.放射性元素的半衰期与元素所处的物理和化学状态无关,它是一个统计规律,只对大量的原子核才适用D.氡的半衰期是3.8天,若有4个氡原子核,则经过7.6天后只剩下一个氡原子核解析放射性元素的半衰期与其是单质还是化合物无关,与所处的物理、化学状态无关,只取决于原子核的内部因素,故A、B错;半衰期是一个统计规律,对于少量的原子核不适用,故C对,D错。答案C6.新发觉的一种放射性元素X,它的氧化物X2O半衰期为8天,X2O与F2能发生如下反应:2X2O+2F24XF+O2,XF的半衰期为()A.2天 B.4天C.8天 D.16天解析依据半衰期由原子核内部因素确定,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。正确选项为C。答案C7.碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰期为8天。(1)碘131核的衰变方程:53131I→(2)经过天75%的碘131核发生了衰变。

解析(1)依据质量数守恒和电荷数守恒,碘131核的衰变方程为:53(2)设经过t天,有75%的碘131核发生了衰变。则(1-75%)N0=N012

t8得答案(1)-10实力提升1.一个静止的铀核放出一个α粒子衰变成钍核,衰变方程为

92238U→90A.衰变后钍核的动能等于α粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于α粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个α粒子所经验的时间D.衰变后α粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量解析静止的铀核在衰变过程中遵循动量守恒定律,由于系统的总动量为零,因此衰变后产生的钍核和α粒子的动量等大反向,即pTh=pα,B项正确;因此有2mThEkTh=2m答案B2.(2024山东)氚核

13H发生β衰变成为氦核

23He。假设含氚材料中

13H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2×104s时间内形成的平均电流为5.0×10-8A。已知电子电荷量为1.6×10-19C,在这段时间内发生A.5.0×1014 B.1.0×1016C.2.0×1016 D.1.0×1018解析氚核的衰变方程为

13H→23He+-10e,依据电流的定义式得,q=It=5.0×10-8×3.2×104C=1.6×10-3C,发生衰变的氚核个数答案B3.已知A和B两种放射性元素的半衰期分别为T和2T,则相同质量的A和B经过2T后,剩有的A和B质量之比为()A.1∶4 B.1∶2C.2∶1 D.4∶1解析剩有的A的质量mA=m012

tτ=m剩有的B的质量mB=m012

tτ=m故mA答案B4.(多选)14C发生放射性衰变成为14N,半衰期约5700年。已知植物存活期间,其体内14C与12C的比例不变;生命活动结束后,14C的比例持续削减。现通过测量得知,某古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一。下列说法正确的是()A.该古木的年头距今约5700年B.12C、13C、14C具有相同的中子数C.14C衰变为14N的过程中放出β射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变解析因古木样品中14C的比例正好是现代植物所制样品的二分之一,则可知经过的时间为一个半衰期,即该古木的年头距今约为5700年,A项正确;12C、13C、14C具有相同的质子数,由于质量数不同,故中子数不同,B项错误;依据核反应方程可知,14C衰变为14N的过程中放出电子,即发出β射线,C项正确;外界环境不影响放射性元素的半衰期,D项错误。答案AC5.(多选)90232Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变,变成

82A.铅核比钍核少8个质子B.铅核比钍核少16个中子C.共经过4次α衰变和6次β衰变D.共经过6次α衰变和4次β衰变解析设α衰变次数为x,β衰变次数为y,由质量数守恒和电荷数守恒得232=208+4x90=82+2x-y解得x=6,y=4,C错、D对。铅核、钍核的质子数分别为82、90,故A对。铅核、钍核的中子数分别为126、142,故B对。答案ABD6.约里奥-居里夫妇因发觉人工放射性元素而获得了1935年的诺贝尔化学奖,他们发觉的放射性元素

1530P衰变成

1430Si的同时放出另一种粒子,这种粒子是。

1532P是

15解析写出衰变方程

1530P→1430Si++10e,故这种粒子为由m余=m原12

0.25mg=4mg×12

故t=56天。答案正电子56天7.某些建筑材料可产生放射性气体——氡,氡可以发生α或β衰变,假如人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康。原来静止的氡核(86222Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量为E0=0.09MeV的光子。已知放出的α粒子动能为Eα=5.55MeV;忽视放出光子的动量,但考虑其能量;1u=931.5MeV/c(1)写出衰变的核反应方程;(2)衰变过程中总的质量亏损为多少?(保留三位有效数字) 解析(1)衰变方程为:86222Rn→84218Po+(2)忽视放出光子的动量,依据动量守恒定律,0=pα+pPo即新核钋(Po)的动量与α粒子的动