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

PAGE1-放射性元素的衰变(25分钟50分)一、选择题(本题共5小题，每题4分，共20分)1.在一个U原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为()A.6次 B.10次C.22次 D.32次【解析】选A。在一个原子核衰变为一个Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为(238-206)÷4=8(次)，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6(次)，选项A正确。2.关于自然放射现象，以下叙述正确的是()A.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的B.若使放射性物质的温度上升，其半衰期将减小C.在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透实力最强，β射线的电离实力最强D.铀核U)衰变为铅核Pb)的过程中，要经过8次α衰变和10次β衰变【解析】选A。β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，其转化方程为nHe，A选项正确；放射性物质的半衰期只与物质本身有关，与该物质所处的物理、化学状态无关，B选项错误；在α、β、γ三种射线中，α射线的电离实力最强，穿透实力最弱；γ射线的穿透实力最强，电离实力最弱，C选项错误；核反应中电荷数和质量数都守恒，则，解得，即8次α衰变和6次β衰变，D选项错误。3.放射性物质碘131的衰变方程为IXe+Y。依据有关放射性学问，下列说法正确的是()A.生成的Xe处于激发态，放射γ射线，γ射线的穿透实力最强，电离实力也最强B.若I的半衰期大约是8天，取4个碘原子核，经16天就只剩下1个碘原子核了C.Y粒子为β粒子DI中有53个质子和132个核子【解析】选C。γ射线的穿透实力最强，电离实力最弱，选项A错误。半衰期具有统计规律，对大量的原子核适用，对少数的原子核不适用，故选项B错误。依据电荷数守恒、质量数守恒知，Y粒子的电荷数为-1，质量数为0，可知Y粒子为β粒子，选项C正确。电荷数等于质子数，可知I中有53个质子，质量数等于核子数，则有131个核子，选项D错误。【补偿训练】2006年美国和俄罗斯的科学家利用回旋加速器，通过Ca(钙48)轰击Cf(锎249)发生核反应，胜利合成了第118号元素，这是迄今为止门捷列夫元素周期表中原子序数最大的元素。试验表明，该元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是()A.中子B.质子C.电子D.α粒子【解析】选A。由钙48与锎249合成的第118号元素，质量数是297；发生3次α衰变，质量数少12，核电荷数少了6，可见，先放出三个粒子电荷数是0，质量数是1，是中子，故选A。4.(2024·万州区高二检测)放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了()A.1位B.2位C.3位D.4位【解析】选C。α粒子是He，β粒子是e，因此发生一次α衰变电荷数削减2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变更为：-2×2+1=-3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项C正确。【补偿训练】核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天，会释放β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γ射线。下列说法正确的是 ()A.碘131释放的β射线由氦核组成B.铯137衰变时辐射出的γ光子能量小于可见光光子能量C.与铯137相比，碘131衰变更慢D.铯133和铯137含有相同的质子数【解析】选D。β射线是高速运动的电子流，不是氦原子核，A错误；γ射线的频率大于可见光的频率，依据E=hν可知，γ射线光子能量大于可见光光子能量，B错误；半衰期越短，衰变越快，C错误；铯133和铯137都是铯元素，是质子数相同而中子数不同的同位素，所以D正确。5.(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14A.该古木的年头距今约5700年B.12C、13CC.14C衰变为14N的过程中放出D.增加样品测量环境的压强将加速14C【解析】选A、C。由古木中的14C是现代植物中的二分之一知，14C经过了一个半衰期，距今5700年，选项A正确；C的同位素养子数相同，中子数不同，选项B错误；14C衰变成14N是β衰变，选项C正确；变更环境的压强不会变更14C的半衰期二、计算题(12分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)6.自然放射性铀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】(1UThHe。(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：238mv=234m×+4mv′得：v′=v。答案：(1)见解析(2)v【实力挑战区】7.(18分)一小瓶含有某种放射性同位素的溶液，它每分钟衰变6000次。将它注射到一个病人的血液中，经过15小时，从病人身上取出10cm3的血样，测得每分钟衰变2次。