2018_2019学年高中物理第十九章原子核19.2放射性元素的衰变课后提升作业新人教版.docx

19.2 放射性元素的衰变课后提升作业 【基础达标练】1.由原子核的衰变可知()A.放射性元素一次衰变就同时产生射线和射线B.放射性元素发生衰变,产生的新核的化学性质不变C.衰变说明原子核内部存在氦核D.放射性的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时,辐射出射线【解析】选D。原子核发生衰变时,一次衰变只能是衰变或衰变,而不能同时发生衰变和衰变,发生衰变后产生的新核往往处于高能级,要向外以射线的形式辐射能量,故一次衰变只可能同时产生射线和射线,或射线和射线,A错,D对;原子核发生衰变后,核电荷数发生了变化,变成了新核,故化学性质发生了变化,B错;原子核内的2个中子和2个质子能十分紧密地结合在一起,因此在一定条件下它们会作为一个整体从较大的原子核中被抛射出来,于是放射性元素发生了衰变,C错。2.科学家们在观察某两个重离子结合成超重元素的反应时,发现所生成的超重元素的核X经过6次衰变后成为Fm,由此可以判定该超重元素的原子序数和质量数依次是()A.124,259B.124,265C.112,265D.112,277【解析】选D。每次衰变质量数减少4,电荷数减少2,因此该超重元素的质量数应是277,电荷数应是112,因此A、B、C错误,D正确。3.放射性同位素钍232经、衰变会生成氡,其衰变方程为聽90232ThRn+x+y,则()A.x=1,y=3B.x=2,y=3C.x=3,y=1D.x=3,y=2【解析】选D。由衰变规律可知,衰变不影响质量数,所以质量数的变化由衰变的次数决定,由聽90232Th变为聽86220Rn,质量数减少了232-220=12,每一次衰变质量数减少4,因此衰变次数为3次;3次衰变电荷数减少了32=6个,而现在只减少了90-86=4个,所以有2次衰变(每次衰变增加一个电荷数),故x=3,y=2,故选D。4.一个放射性原子核,发生一次衰变,则它的()A.质子数减少一个,中子数不变B.质子数增加一个,中子数不变C.质子数增加一个,中子数减少一个D.质子数减少一个,中子数增加一个【解析】选C。衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,故中子减少一个而质子增加一个。故A、B、D错,C对。5.关于放射性元素的半衰期,以下说法中正确的是()A.半衰期是指原子核中核子数减少一半所需的时间B.半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间C.半衰期是指原子核全部衰变所需时间的一半D.半衰期是指具有放射性的物体总质量减少一半所需的时间【解析】选B。根据半衰期的定义可知,半衰期是指原子核有半数发生衰变所需的时间,原子核发生衰变时原子核中的核子数并不是减少一半,A错,B对;原子核经过一个半衰期,有一半的原子核发生了衰变,再经过一个半衰期剩余一半的原子核又有一半发生衰变,故一个半衰期不是全部衰变所需时间的一半,C错;一个半衰期中原子核有半数发生衰变后变成新核,新核仍然留在物体中,发生衰变的元素质量减半,但物体质量并没有减半,D错。6.新发现的一种放射性元素X,它的氧化物X2O的半衰期为8天,X2O与F2发生化学反应2X2O+2F24XF+O2之后,XF的半衰期为()A.2天B.4天C.8天D.16天【解析】选C。放射性元素的衰变快慢由原子核内部的自身因素决定,与原子核的化学状态无关,故半衰期不变仍为8天,A、B、D错,C对。7.(多选)(2018永州高二检测)以下关于天然放射现象,叙述正确的是()A.若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将变短B.衰变所释放的电子是原子核外的电子电离形成的C.在、这三种射线中,射线的穿透能力最强,射线的电离能力最强D.铀核U)衰变为铅核Pb)的过程中,要经过8次衰变和6次衰变E.衰变的实质是原子核内2个质子和2个中子能紧密结合在一起,在一定条件下以一个整体从原子核中抛射出来,发生衰变【解析】选C、D、E。半衰期是放射性元素有半数发生衰变的时间,由原子核的种类决定,与温度等外界因素无关,故A错误;衰变的实质是原子核中的中子转变成质子和电子,即电子来源于原子核,故B错误;在、这三种射线中,射线是波长很短的电磁波,其穿透能力最强,射线是氦原子核,带正电,故其电离能力最强,故C正确;铀核U)衰变为铅核Pb)的过程的方程为UPb+He+e,故D正确;衰变的实质是原子核内两个质子和两个中子结合成了一个粒子的过程,E正确。8.(2018烟台高二检测)若核反应堆发生泄漏,铯137Cs)对环境的影响最大,其半衰期约为30年。(1)请写出铯137Cs)发生衰变的核反应方程已知53号元素是碘(I),56号元素是钡(Ba)。(2)泄漏出的铯137约要到公元年才会有87.5%的原子核发生衰变。【解析】(1)发生衰变的核反应方程为聽55137CsBae。(2)由半衰期公式N余=N0(知,经历了3个半衰期,即90年,剩余的原子核没衰变,所以要到公元2106年才会有87.5%的原子核发生衰变。答案:(1CsBae(2)2106【能力提升练】1.关于半衰期,以下说法正确的是()A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长B.升高温度可以使半衰期缩短C.氡的半衰期为3.8天,若有四个氡原子核,经过7.6天就只剩下一个D.氡的半衰期为3.8天,4克氡原子核,经过7.6天就只剩下1克氡原子核【解析】选D。放射性元素衰变的快慢由原子核内部的因素决定,跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关,所以A和B错误;半衰期是一个统计概念,是对大量的原子核衰变规律的总结,对于一个特定的原子核,无法确定何时发生衰变,但可以确定各个时刻发生衰变的概率,即某时刻衰变的可能性,因此,半衰期只适用于大量的原子核,C错误;一个半衰期中原子核有半数发生衰变后变成新核,7.6天是氡的2个半衰期,因此剩余的氡核为1克,也就是说发生衰变的元素质量减半,但产生的新核仍留在物体内,物体质量并没有减半,D正确。2.一块氡222放在天平的左盘时,需要天平的右盘加444 g砝码,天平才能处于平衡,氡222发生衰变,经过一个半衰期以后,欲使天平再次平衡,应从右盘中取出的砝码为()A.222 gB.8 gC.2 gD.4 g【解析】选D。原有氡222共444 g,经过一个半衰期后有222 g氡发生衰变,其衰变方程为聽86222RnPoHe,但是衰变后生成的钋218还在左盘,也就是说,经过一个半衰期只有4 g的粒子从左盘放射出去,因此欲使天平再次平衡,右盘中只需取出4 g砝码。故A、B、C错,D正确。3.(多选)(2018武汉高二检测)放射性物质碘131的衰变方程为聽53131IXe+Y。根据有关放射性知识,下列说法正确的是()A.Y粒子为粒子B.若聽53131I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.生成的聽54131Xe处于激发态,放射射线。射线的穿透能力最强,电离能力也最强DI中有53个质子和131个核子E.如果放射性物质碘131处于化合态,也不会对放射性产生影响【解析】选A、D、E。根据衰变过程中质量数和电荷数守恒,Y粒子为粒子,故A正确;半衰期是一个统计规律,只对大量的原子核才适用,对少数原子核是不适用的,所以若取4个碘原子核,经16天剩下几个碘原子核无法预测,故B错误;生成的聽54131Xe处于激发态,还会放射射线,射线的穿透能力最强,射线是高能光子,即高能电磁波,它是不带电的,所以射线的电离作用很弱,故C错误I中有53个质子,131表示质量数即核子数,故D正确;半衰期由放射性元素本身决定,与外部环境和所处状态无关,故E正确。4.足够强的匀强磁场中有一个原来静止的氡核聽86222Rn,它放射出一个粒子后变为Po核。假设放出的粒子运动方向与磁场方向垂直,求:(1)粒子与Po核在匀强磁场中的径迹圆半径之比,画出它们在磁场中运动轨迹的示意图。(2)粒子与Po核两次相遇的时间间隔与粒子运动周期的关系(设质子和中子的质量相等)。(3)若某种放射性元素在匀强磁场中垂直磁场方向发生衰变,则粒子和反冲核在磁场中运动轨迹的示意图与上述衰变轨迹示意图有何不同?【解析】(1)氡核经衰变的核反应方程为聽86222RnPoHe。衰变的极短过程系统动量守恒,设粒子速度方向为正,则由动量守恒定律得0=mv-mPovPo,即mv=mPovPo。粒子与反冲核在匀强磁场中,洛伦兹力提供粒子做匀速圆周运动的向心力qvB=m,r=,故=,示意图如图所示。(2)它们在磁场中运动的周期T=,它们的周期之比为=,即109T=84TPo,这样粒子转109圈,Po核转84圈,两者才相遇。所以,粒子与Po核两次相遇的时