2020-2021学年新教材高中物理 第五章 原子核 2 放射性元素的衰变课后习题（含解析）新人教版选择性必修第三册.docx

1、放射性元素的衰变课后篇巩固提升基础巩固1.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,其核反应方程为:24He+714 N817O+11H,下列说法错误的是()A.卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型B.实验中是用粒子轰击氮核C.卢瑟福通过该实验发现了质子D.原子核在人工转变的过程中,电荷数一定守恒解析卢瑟福用粒子轰击金箔散射的实验,提出原子的核式结构模型,故A错误;用粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变,并发现了质子,故B、C正确;核反应方程质量数和电荷数是守恒的,故D正确。答案A2.(2020北京西城区二模)在核反应方程49Be+24He612C+X中,X表示的是()A.质子B.中子C.

2、电子D.粒子解析根据质量数守恒,X的质量数为9+4-12=1;根据核电荷数守恒,X的核电荷数为4+2-6=0,说明X为中子,故B正确,ACD错误。答案B3.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻14C的质量,m0为t=0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是()解析设衰变周期为T,那么任意时刻14C的质量m=12tTm0,可见,随着t的增长物体的质量越来越小,且变化越来越慢,很显然C项图线符合衰变规律,故选C。答案C4.(2020陕西西安长安区模拟)居里夫人是放射性元素钋(84210Po)的发现者。已知钋(842

3、10Po)发生衰变时,会产生粒子和原子核X,并放出射线。下列分析正确的是()A.原子核X的质子数为82,中子数为206B.射线具有很强的穿透能力,可用来消除有害静电C.由粒子所组成的射线具有很强的电离能力D.地磁场能使射线发生偏转解析根据发生核反应时,质量数与电荷数守恒,可得原子核X的质子数为84-2=82,质量数为210-4=206,依据质量数等于质子数与中子数之和,得原子核X的中子数为206-82=124,故A错误;射线具有很强的穿透能力,但是电离本领弱,不能用来消除有害静电,故B错误;因为射线实质是氦核流,具有很强的电离本领,故C正确;射线的实质是频率很高的电磁波,本身不带电,所以射线在

4、地磁场不会受力,不能发生偏转,故D错误。答案C5.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,两圆半径之比为116,下面说法正确的是()A.该原子核发生了衰变B.反冲核沿小圆作顺时针方向运动C.原静止的原子核的原子序数为15D.沿大圆和小圆运动的粒子的周期相同解析由轨迹图可判断发生了衰变,A错误;由左手定则可判断反冲核沿小圆逆时针旋转,B错误;因为粒子与反冲核的动量大小相等,所以轨道半径与电荷量成反比,即R=mvBq1q当发生衰变时RRM=Z+11所以选项C正确;由T=2mBq可知D错误。答案C能力提升1.(2020山东日照三模)已知862

5、22Rn的半衰期为3.82d,经衰变后变成稳定的82206Pb。下列说法正确的是()A.氡核86222Rn的中子数为86,质子数为136B.该衰变要经过4次衰变和4次衰变C.该衰变过程,遵循质量守恒D.标号为a、b、c、d的4个氡核86222Rn经3.82d后一定剩下2个核未衰变解析氡核的质子数为86,中子数为222-86=136,故A错误;设此衰变过程中经历了要经过X次衰变和Y次衰变,根据质量数守恒和电荷数守恒可得其衰变方程为86222Rn82206Pb+X24He+Y-10e,由222=206+4X,86=82+2X-Y,联立解得:X=4,Y=4,故B正确;该衰变过程释放能量存在质量亏损,

6、遵循质量数守恒、电荷数守恒,故C错误;半衰期适用于大量的原子核,对于少量的原子核不适用,故D错误。答案B2.(2020山东卷)氚核13H发生衰变成为氦核23He。假设含氚材料中13H发生衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2104 s时间内形成的平均电流为5.010-8 A。已知电子电荷量为1.610-19 C,在这段时间内发生衰变的氚核13H的个数为()A.5.01014B.1.01016C.2.01016D.1.01018解析根据电流的定义式I=qt,该段时间内产生的电荷量为q=It=5.010-83.2104C=1.610-3C,根据衰变方程得13H23He+-10e,可知这段时间内发

7、生衰变的氚核13H的个数为n=qe=1.610-31.610-19=1.01016,故B正确,ACD错误。答案B3.天然放射性铀(92238U)发生衰变后产生钍(90234Th)和另一个原子核。(1)请写出衰变方程;(2)若衰变前铀(92238U)核的速度为v,衰变产生的钍(90234Th)核速度为v2,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)92238U90234Th+24He(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=234mv2+4mv,得v=1214v。答案(1)见解析(2)1214v4.为测定水库的存水量,将一瓶放射性溶液倒入水库中,已知这杯溶液每分钟衰变8107次,这种同位素半衰期为2天,10天以后从水库中取出1 m3的水,并测得每分钟衰变10次,求水库的存水量。解析由每分钟衰变次数与其质量成正比出发,运用半衰期知识可求出存水量。设放射性同位素原有质量为m0,10天后其质量剩余为m,水库存水量为Qm3,由每分钟衰变次数与其质量成正比可得10Q8107=mm0,由半衰期公式得m=m0(12)tT,由以上两式联立代入数据得10Q8107=12102=125,解得水库存水量为2.5105m3。答案2.5105 m3