2019高中物理第十九章原子核课时作业（十四）（含解析）新人教版 5页

课时作业(十四)1．关于放射性元素的α衰变和β衰变，下列说法中正确的是(　　)A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1【解析】　发生一次α衰变，核电荷数减少2，质量数减少4，原子序数减少2；发生一次β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.【答案】　D2．(2014·课标全国卷Ⅰ)(多选)关于天然放射性，下列说法正确的是(　　)A．所有元素都可能发生衰变B．放射性元素的半衰期与外界的温度无关C．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D．α、β和γ三种射线中，γ射线的穿透能力最强【解析】　自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项A错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项B、C正确；α、β和γ三种射线电离能力依次减弱，穿透能力依次增强，选项D正确．【答案】　BCD3．新发现的一种放射性元素X，它的氧化物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下反应：2X2O＋2F2＝4XF＋O2，XF的半衰期为(　　)A．2天　　B．4天　　C．8天　　D．16天【解析】　根据半衰期由原子核内部因素决定，而跟其所处的物理状态和化学状态无关，所以X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天．正确选项为C.【答案】　C4．关于原子核的衰变和半衰期，下列说法正确的是(　　)A．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子B．放射性元素发生一次衰变可同时产生α射线和β射线C．放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D．半衰期是指原子核的质量减少一半所需要的时间【解析】　β衰变的实质是核内一个中子转化成了一个质子和一个电子，是从原子核射出的，A错；一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射n线或β射线和γ射线，B错；放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的性质决定的，与外界因素无关，C正确；半衰期是原子核有半数发生衰变时所需要的时间，不是质量减少一半所需要的时间，故D错．【答案】　C5．有甲、乙两种放射性元素，它们的半衰期分别是τ甲＝15天，τ乙＝30天，它们的质量分别为M甲、M乙，经过60天后这两种元素的质量相等，则它们原来的质量之比M甲∶M乙是(　　)A．1∶4　　B．4∶1　　C．2∶1　　D．1∶2【解析】　由M甲＝M乙可得：M甲＝M乙，解得M甲∶M乙＝4∶1，B正确．【答案】　B图19236．(2014·南昌高二检测)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图1923所示，下列说法正确的是(　　)A．射线1的电离作用在三种射线中最强B．射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C．一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个D．一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个【解析】　由图可知，射线1为β粒子流，射线3为α粒子流，射线2为γ射线，故射线3的电离作用最强，射线2的贯穿本领最强，A、B均错误；一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数多1个，若一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个，C正确，D错误．【答案】　C7．放射性同位素钍232经α、β衰变会生成氡，其衰变方程为Th→Rn＋xα＋yβ，其(　　)A．x＝1，y＝3B．x＝2，y＝3C．x＝3，y＝1D．x＝3，y＝2n【解析】　根据衰变方程左右两边的质量数和电荷数守恒可列方程，解得x＝3，y＝2.故答案为D.【答案】　D8.U核经一系列的衰变后变为Pb核，问：(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变？(2)Pb与U相比，质子和中子数各少多少？(3)综合写出这一衰变过程的方程．【解析】　(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变．由质量数守恒和电荷数守恒可得238＝206＋4x，①92＝82＋2x－y.②联立①②解得x＝8，y＝6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变．(2)由于每发生一次α衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次β衰变中子数少1，而质子数增1，故较U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为U→Pb＋8He＋6e.【答案】　(1)8次　6次　(2)10　22(3)U→Pb＋8He＋6e9．(多选)元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程：XPQ，YRS.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：XP，YRS，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子，故A、C正确，B、D错误．【答案】　AC10．若干Bi放在天平左盘上，右盘放420g砝码，天平平衡，当铋发生α衰变时，经过1个半衰期，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为(　　)A．210gB．105gC．4gD．2gn【解析】　原有的2molBi经一个半衰期后，有1mol发生衰变生成1mol新的原子核，这种新元素质量为206g．此时左盘中还有210g未发生衰变的放射性元素，所以左盘中的物质总质量为416g，应从右盘取走砝码4g，选C.【答案】　C11．放射性元素C射线被考古学家称为“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.C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5730年．(1)试写出有关的衰变方程．(2)若测得一古生物遗骸中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？【解析】　(1)衰变方程为C―→N＋e.(2)活体中C含量不变，生物死亡后，C开始衰变，设活体中C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0，即0.125＝，解得＝3，所以t＝3τ＝17190年．【答案】　(1)C―→N＋e　(2)17190年图192412．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图1924所示)，测得两个相切圆半径之比r1∶r2＝44∶1.求：(1)这个原子核原来所含的质子数是多少？(2)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)【解析】　(1)设衰变后α粒子的电荷量为q1＝2e，新生核的电荷量为q2，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别为v1和v2，则原来原子核的电荷量q＝q1＋q2，根据轨道半径公式有：＝＝，又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2以上三式联立解得q＝90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.n(2)由于动量大小相等，因此轨道半径与粒子的电荷量成反比．所以圆轨道1是α粒子的径迹，圆轨道2是新生核的径迹，两者电性相同，运动方向相反．【答案】　(1)90　(2)圆轨道1　理由见解析