2放射性元素的衰變課后·訓(xùn)練提升基礎(chǔ)鞏固一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.下列各種關(guān)于近代物理學(xué)的現(xiàn)象中,與原子核內(nèi)部變化有關(guān)的是()A.紫外線照射鋅板時,鋅板向外發(fā)射光電子的現(xiàn)象B.α粒子轟擊金箔時,少數(shù)發(fā)生大角度偏轉(zhuǎn)的現(xiàn)象C.含鈾的礦物質(zhì)自發(fā)向外放出β射線(高速電子流)的現(xiàn)象D.氫原子發(fā)光時,形成不連續(xù)的線狀光譜的現(xiàn)象答案:C解析:光電效應(yīng)是原子核外層電子脫離原子核的束縛而逸出,沒有涉及原子核的變化,故選項A錯誤;α粒子散射實驗表明了原子內(nèi)部有一個很小的核,并沒有涉及核內(nèi)部的變化,故選項B錯誤;天然放射現(xiàn)象是原子核內(nèi)部發(fā)生變化自發(fā)地放射出α射線或β射線,從而發(fā)生α衰變或β衰變,反應(yīng)的過程中核內(nèi)核子數(shù)、質(zhì)子數(shù)、中子數(shù)發(fā)生變化,故選項C正確;原子發(fā)光是原子躍遷形成的,即電子從高能級向低能級躍遷,釋放的能量以光子形式輻射出去,沒有涉及原子核的變化,故選項D錯誤。2.關(guān)于半衰期,以下說法正確的是()A.同種放射性元素在化合物中的半衰期比單質(zhì)中長B.升高溫度可以使半衰期縮短C.氡的半衰期為3.8天,若有四個氡原子核,經(jīng)過7.6天就只剩下一個D.氡的半衰期為3.8天,4克氡原子核,經(jīng)過7.6天就只剩下1克答案:D解析:放射性元素衰變的快慢跟原子所處的物理狀態(tài)或化學(xué)狀態(tài)無關(guān),選項A、B錯誤;半衰期是一種統(tǒng)計規(guī)律,即給定的四個氡核是否馬上衰變會受到各種偶然因素的影響,選項C錯誤;根據(jù)公式m=m012tT3.

88226Ra發(fā)生衰變的方程可以寫為

88226RaRn+Y,則A.該衰變是β衰變B.Y粒子是

2C.Y粒子的穿透能力很強D.20個

88226Ra經(jīng)過一個半衰期后,一定只剩下答案:B解析:根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒知該衰變過程中Y是

24He,該衰變?yōu)棣了プ?α粒子電離本領(lǐng)最強,穿透能力最弱,選項A、C錯誤,B正確;半衰期是大量放射性元素衰變的統(tǒng)計規(guī)律,半衰期只對大量原子核而言才有意義,選項4.已知釙(84210Po)發(fā)生衰變時,會產(chǎn)生α粒子和原子核X,并放出γ射線。下列分析正確的是(A.原子核X的質(zhì)子數(shù)為82,中子數(shù)為206B.γ射線具有很強的穿透能力,可用來消除有害靜電C.由α粒子所組成的射線具有很強的電離能力D.地磁場能使γ射線發(fā)生偏轉(zhuǎn)答案:C解析:根據(jù)發(fā)生核反應(yīng)時,質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒,可得原子核X的質(zhì)子數(shù)為84-2=82,質(zhì)量數(shù)為210-4=206,依據(jù)質(zhì)量數(shù)等于質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)之和,得原子核X的中子數(shù)為206-82=124,選項A錯誤;γ射線具有很強的穿透能力,但是電離本領(lǐng)弱,不能用來消除有害靜電,選項B錯誤;因為α射線實質(zhì)是氦核流,具有很強的電離本領(lǐng),選項C正確;γ射線的實質(zhì)是頻率很高的電磁波,本身不帶電,所以γ射線在地磁場不會受力,不能發(fā)生偏轉(zhuǎn),選項D錯誤。二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)5.一個原子核發(fā)生衰變時,下列說法正確的是()A.總質(zhì)量數(shù)保持不變B.總核子數(shù)保持不變C.變化前后質(zhì)子數(shù)保持不變D.總動量保持不變答案:ABD解析:衰變過程中質(zhì)量數(shù)守恒,又質(zhì)量數(shù)等于核子數(shù),故衰變過程中核子數(shù)不變,選項A、B正確;發(fā)生β衰變時,質(zhì)子數(shù)增加中子數(shù)減少,選項C錯誤;衰變過程中內(nèi)力遠(yuǎn)大于外力,動量守恒,選項D正確。6.關(guān)于衰變的說法正確的是()A.β衰變放出的電子來自組成原子核的電子B.β衰變實質(zhì)是核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化成了一個質(zhì)子和一個電子C.α衰變說明原子核中含有α粒子D.γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生,它的本質(zhì)是電磁波答案:BD解析:原子核發(fā)生β衰變中放出的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子而釋放的電子,故選項A錯誤,B正確;α射線是具有放射性的元素的原子核在發(fā)生衰變時兩個中子和兩個質(zhì)子結(jié)合在一起而從原子核中釋放出來,故選項C錯誤;γ射線總是伴隨其他衰變發(fā)生,它的本質(zhì)是電磁波,故選項D正確。7.核電站可利用中子照射鈷59制備鈷60,伽馬刀是利用鈷60發(fā)生β衰變釋放的γ射線工作的。已知鈷60的半衰期約為5.3年,下列說法正確的是()A.核電站制備鈷60的反應(yīng)屬于原子核的人工轉(zhuǎn)變B.鈷60發(fā)生衰變后生成的新核比鈷60少一個電子C.鈷60發(fā)生衰變后生成的新核比鈷60多一個中子D.鈷60制成后,經(jīng)過5.3年剩下的鈷60約有一半答案:AD解析:利用中子照射鈷59制備鈷60是原子核的人工轉(zhuǎn)變,故選項A正確;鈷60發(fā)生β衰變釋放的電子是鈷60原子核中的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子,同時釋放一個電子,新核比鈷60少一個中子,而核中沒有電子,故選項B、C錯誤;半衰期就是有一半原子核發(fā)生衰變所用的時間,所以鈷60制成后,經(jīng)過5.3年剩下的鈷60約有一半,故選項D正確。三、非選擇題8.放射性元素

614C被考古學(xué)家稱為“碳鐘”,可用它來測定古生物的年代,此項研究獲得(1)614C不穩(wěn)定,易發(fā)生衰變,放出β射線,其半衰期為5730年(2)若測得一古生物遺骸中

614C的含量只有活體中的12.5%,答案:(1)614CN+-1解析:(1)衰變方程為

614CN+-(2)活體中

614C含量不變,生物死亡后,614C開始衰變,設(shè)活體中

614C的含量為m0,遺骸中為m,則由半衰期的定義得m=m012tT,即0.125=12t能力提升一、選擇題Ⅰ(每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的)1.下面是列出的一些核反應(yīng)方程:1530P

1430Si+X,49Be+B+Y,24He+A.X是質(zhì)子,Y是中子,Z是正電子B.X是正電子,Y是質(zhì)子,Z是中子C.X是中子,Y是正電子,Z是質(zhì)子D.X是正電子,Y是中子,Z是質(zhì)子答案:D解析:核反應(yīng)方程遵循質(zhì)量數(shù)守恒、電荷數(shù)守恒,由此規(guī)律可得,X質(zhì)量數(shù)是0,電荷數(shù)是+1,X是正電子;Y質(zhì)量數(shù)是1,電荷數(shù)是0,Y是中子;Z質(zhì)量數(shù)是1,電荷數(shù)是+1,Z是質(zhì)子,故選項D正確,A、B、C錯誤。2.有一種新型鎳銅長效電池,它是采用半衰期長達100年的放射性同位素鎳63(2863Ni)和銅兩種金屬作為長壽命電池的材料,利用鎳63發(fā)生β衰變時釋放電子給銅片,把鎳63和銅片作電池兩極,外接負(fù)載為負(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

2863NiCu+B.鎳63的衰變方程是

2863NiCu+C.外接負(fù)載時鎳63的電勢比銅片低D.該電池內(nèi)電流方向是從鎳片到銅片答案:A解析:鎳63的衰變方程為

2863Nie+2963Cu,選項A正確,B錯誤。電流方向為正電荷定向移動方向,在電池內(nèi)部電流從銅片到鎳片,鎳片電勢高,選項C3.家庭裝修中不合格的瓷磚、潔具會釋放出氡86222Rn,氡

86222Rn具有放射性,是白血病的重要誘因之一。氡

86222Rn衰變?yōu)獒?/p>

84218Po,半衰期為3.A.在高溫天氣里,氡

86222B.氡

86222C.氡

86222Rn發(fā)生一次衰變會減少D.在密閉空間中,大量的氡

86222Rn經(jīng)過15.2答案:D解析:放射性元素的半衰期與外界因素?zé)o關(guān),故選項A錯誤;氡

86222Rn衰變放出的射線為α射線,穿透能力比較弱,故選項B錯誤;氡

86222Rn發(fā)生的衰變?yōu)棣了プ?衰變一次會減少2個中子和2個質(zhì)子,故選項C錯誤;根據(jù)m剩=m原12tT4.“軌道電子俘獲”是放射性同位素衰變的一種形式,它是指原子核(稱為母核)俘獲一個核外電子,其內(nèi)部一個質(zhì)子轉(zhuǎn)變?yōu)橹凶?從而變成一個新核(稱為子核),并且放出一個中微子的過程。中微子的質(zhì)量極小,不帶電,很難探測到,人們最早就是通過子核的反沖而間接證明中微子存在的。若一個靜止的原子核發(fā)生“軌道電子俘獲”(電子的初動量可不計),則()A.母核的質(zhì)量數(shù)比子核的質(zhì)量數(shù)多1B.母核的電荷數(shù)比子核的電荷數(shù)少1C.子核的動量與中微子的動量大小相等D.子核的動能大于中微子的動能答案:C解析:原子核(稱為母核)俘獲一個核外電子,使其內(nèi)部的一個質(zhì)子變?yōu)橹凶?并放出一個中微子,從而變成一個新核(稱為子核),子核與母核相比,電荷數(shù)少1,質(zhì)量數(shù)不變,故選項A、B錯誤;靜止的原子核(稱為母核)俘獲電子(電子的初動量可不計)的過程中動量守恒,初狀態(tài)系統(tǒng)的總動量為0,則子核的動量和中微子的動量大小相等,方向相反,故選項C正確;子核的動量大小和中微子的動量大小相等,由于中微子的質(zhì)量很小,根據(jù)Ek=12mv2=p22m,中微子的動能大于子核的動能二、選擇題Ⅱ(每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的)5.下列哪些應(yīng)用是把放射性同位素作為示蹤原子()A.γ射線探傷儀B.利用含有放射性碘131的油,檢測地下輸油管的漏油情況C.利用鈷60治療腫瘤等疾病D.把含有放射性元素的肥料施給農(nóng)作物,用檢測放射性的辦法確定放射性元素在農(nóng)作物內(nèi)轉(zhuǎn)移和分布情況,找出合理施肥的規(guī)律答案:BD解析:選項A是利用了γ射線的穿透性;選項C利用了γ射線的生物作用;選項B、D是利用放射性同位素作為示蹤原子。6.元素X是Y的同位素,分別進行下列衰變過程:XPQ,YRS。則下列說法正確的是()A.Q與S是同位素B.X與R原子序數(shù)相同C.R比S的中子數(shù)多2D.R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素答案:AC解析:題中的變化過程為

AMXA-2M-4PA-1M-4Q,

ANYA+1NRA-1N-4S。由此可知,Q與S為同位素7.勻強磁場中有一個靜止的放射性同位素鋁核1328Al,放出α粒子(即

24He)后,產(chǎn)生的反沖核Y(即1124Na)和α粒子分別做勻速圓周運動,不計粒子所受的重力及粒子間的相互作用。則反沖核Y和A.做勻速圓周運動的半徑之比為11∶2B.做勻速圓周運動的速率之比為6∶1C.做勻速圓周運動的周期之比為12∶11D.做勻速圓周運動的動能之比為1∶6答案:CD解析:

1328Al從靜止衰變后,產(chǎn)生的兩原子核動量守恒,即pY=pα,洛倫茲力提供向心力qvB=mv2R,解得R=mvqB=pqB,則RYRα=qαqY=211,選項A錯誤;二者動量大小相等,根據(jù)p=mv可知vYvα=mαmY=三、非選擇題8.關(guān)于原子核組成的研究,經(jīng)歷了一些重要階段。(1)1919年,盧瑟福用α粒子轟擊氮核(714N)從而發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子(2)1932年,查德威克用一種中性粒子流轟擊氫原子和氮原子,打出了一些氫核(質(zhì)子)和氮核,測量出被打出的氫核和氮核的速度,并由此推算出這種粒子的質(zhì)量而發(fā)現(xiàn)了中子。查德威克認(rèn)為:原子核的熱運動速度遠(yuǎn)小于中性粒子的速度而可以忽略不計;被碰出的氫核、氮核之所以會具有不同的速率是因為碰撞的情況不同,其中速率最大的應(yīng)該是彈性正碰的結(jié)果,實驗中測得被碰氫核的最大速度為vH=3.30×107m/s,被碰氮核的最大速度為vN=4.50×106m/s;已知mN=14mH。請你根據(jù)查德威克的實驗數(shù)據(jù),推導(dǎo)中性粒子(中子)的質(zhì)量m與氫核的質(zhì)量mH的關(guān)系。(結(jié)果保留3位有效數(shù)字)答案:(1)714N+24HeH+817O解析:(1)核反應(yīng)方程滿足