物理（人教版）新课堂选修3-5学业分层测评第19章2放射性元素的衰变14

学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．(多选)一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是()A．总质量数保持不变B．核子数保持不变C．变化前后质子数保持不变D．总动量保持不变【解析】衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生β衰变时，质子数增加中子数减少，C错误；由动量守恒的条件知D正确．【答案】ABD2．(多选)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衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子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【解析】原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故A错误；B正确．α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．γ射线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D正确．【答案】BD3．有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放射性同位素镍63(eq\o\al(63,28)Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β衰变时释放电子给铜片，把镍63和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能．下面有关该电池的说法正确的是()A．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)eB．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,27)Cu＋eq\o\al(0,1)eC．外接负载时镍63的电势比铜片低D．该电池内电流方向是从镍片到铜片【解析】镍63的衰变方程为eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(63,29)Cu，选项A对，B错．电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到镍片，镍片电势高，选项C、D均错误．【答案】A4．(多选)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是()A．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大B．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流C．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化D．查德威克发现了中子，其核反应方程为：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)n【解析】氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正确；β射线是从原子核辐射出来的，不是原子外层电子电离出来的，B错；半衰期不随外界因素的变化而变化，C错，D符合物理学事实，正确．【答案】AD5．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它的()【导学号：】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】β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．【答案】C6．(多选)关于天然放射现象，以下叙述正确的是()A．若使放射性物质的温度升高，其半衰期将变大B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C．在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强D．铀核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰变为铅核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的过程中，要经过8次α衰变和6次β衰变【解析】半衰期与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子而放出的电子，故B错误；在α、β、γ这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，α射线的电离能力最强，故C正确；铀核(eq\o\al(238,92)U)衰变为铅核(eq\o\al(206,82)Pb)的过程中，每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1，核子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确．【答案】CD7．第118号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()【导学号：】A．中子 B．质子C．电子 D．α粒子【解析】发生3次α衰变，质量数减少12，核电荷数减少了6，可见，先放出的三个粒子的电荷数是0，选A.【答案】A8．铀裂变的产物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(eq\o\al(90,40)Zr)，这些衰变是经过了________次________衰变.【导学号：】【解析】原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．方法一α衰变的次数为n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)β衰变的次数为m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二设氪90(eq\o\al(90,36)Kr)经过x次α衰变，y次β衰变后变成锆90(eq\o\al(90,40)Zr)由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36解得x＝0，y＝4.【答案】4β[能力提升]9．(多选)元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程：Xeq\o(→,\s\up7(α))Peq\o(→,\s\up7(β))Q，Yeq\o(→,\s\up7(β))Req\o(→,\s\up7(α))S.则下列说法正确的是()A．Q与S是同位素B．X与R原子序数相同C．R比S的中子数多2D．R的质子数少于上述任何元素【解析】上述变化过程为：eq\o\al(M,A)Xeq\o(→,\s\up10(α))eq\o(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(→,\s\up10(β))eq\o(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(→,\s\up10(β))eq\o(NA＋1)Req\o(→,\s\up10(α))eq\o(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子，比X多一个质子，故A、C正确，B、D错误．【答案】AC10．一块氡222放在天平的左盘时，需要天平的右盘加444g砝码，天平才能处于平衡，氡222发生α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()【导学号：】A．222g B．8gC．2g D．4g【解析】原有氡222共444g，经过一个半衰期后有222g氡发生衰变，其衰变方程为eq\o\al(222,86)Rn→eq\o\al(218,)84Po＋eq\o\al(4,2)He，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4g的α从左盘放射出去，因此欲使天平再次平衡，右盘中只需取出4g砝码．故A、B、C错误，D正确．【答案】D11．天然放射性铀(eq\o\al(238,92)U)发生衰变后产生钍(eq\o\al(234,90)Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(eq\o\al(238,92)U)核的速度为v，衰变产生的钍(eq\o\al(234,90)Th)核的速度为eq\f(v,2)，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)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(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＝234meq\f(v,2)＋4mv′得：v′＝eq\f(121,4)v【答案】(1)见解析(2)eq\f(121,4)v12．放射性元素eq\o\al(14,6)C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)eq\o\al(14,6)C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5730年，试写出有关的衰变方程．(2)若测得一古生物遗骸中eq\o\al(14,6)C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？【导学号：】【解析】(1)衰变方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e.(2)活体中eq\o\al(14,6)C含量不变，生物死亡后，eq\o\al(14,6)C开始衰变，设活体中eq\o\al(14,6)C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al