2022-2023學(xué)年高中物理 課時提升作業(yè)九 第三章 原子核 3.2 放射性　衰變 教科版選修3-5

2022-2023學(xué)年高中物理 課時提升作業(yè)九 第三章 原子核 3.2 放射性衰變 教科版選修3-5一、選擇題(本大題共6小題,每小題5分,共30分)1.(多選)有關(guān)、三種射線,下列說法中正確的是()A.射線是原子核里放射出的氦核,它的電離能力最強B.射線是原子核外電子電離形成的電子流,它具有較強的穿透能力C.射線是高速電子流,它是由原子核里的質(zhì)子轉(zhuǎn)變而來D.射線是波長很短的電磁波,它的穿透能力最強【解析】選A、D。射線是原子核中2個中子和2個質(zhì)子結(jié)合而成的氦核,A正確;射線是原子核中中子轉(zhuǎn)化成一個質(zhì)子時放出的,B、C均錯;射線是光子,且穿透能力最強,D正確。2.下面對某原子核衰變的描述中錯誤的是()A.放出一個粒子后,原子核的中子數(shù)減少1,原子序數(shù)減少1B.放出一個粒子后,原子核的質(zhì)量數(shù)不變,中子數(shù)減少1,質(zhì)子數(shù)增加1C.放出一個粒子后,原子核的質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2D.射線是處于較高能級的原子核向低能級躍遷時釋放的【解析】選A。因粒子的質(zhì)量數(shù)為零,電荷數(shù)為-1,故放出一個粒子后質(zhì)量數(shù)不變,原子序數(shù)增加1,中子數(shù)減少1,A錯,B正確。因粒子為He,故放出一個粒子后原子核的質(zhì)量數(shù)減少4,電荷數(shù)減少2,C正確。射線是原子核從高能級向低能級躍遷時輻射出的。D正確。3.朝鮮的 “核危機”引起了全球的矚目,其焦點問題就是朝鮮的核電站用輕水堆還是重水堆。重水堆核電站在發(fā)電的同時還可以生產(chǎn)出可供研制核武器的钚239Pu),這種Pu可由鈾239U)經(jīng)過n次衰變而產(chǎn)生,則n為()A.2B.239C.145D.92【解析】選A。其衰變方程為UPu+e,發(fā)生衰變時質(zhì)量數(shù)不變,由電荷數(shù)守恒可以判斷出發(fā)生衰變的次數(shù)為2次?！究偨Y(jié)提升】巧解核衰變反應(yīng)類問題的基本方法歷年高考各類物理試題中都會有涉及核衰變反應(yīng)類的試題出現(xiàn),基本上都是基礎(chǔ)性的題目,解答這類問題可按以下兩個步驟進行分析。(1)依據(jù)題意寫出核衰變或核反應(yīng)方程。(2)由原子核的衰變或核反應(yīng)方程,應(yīng)用質(zhì)量數(shù)與電荷數(shù)守恒的規(guī)律判斷未知粒子的質(zhì)量數(shù)和核電荷數(shù),從而確定是哪種粒子。4.(多選)(2014·新課標全國卷)關(guān)于天然放射性,下列說法正確的是()A.所有元素都可能發(fā)生衰變B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)C.放射性元素與別的元素形成化合物時仍具有放射性D.、和三種射線中,射線的穿透能力最強E.一個原子核在一次衰變中可同時放出、和三種射線【解題指南】解答本題時應(yīng)從以下兩點進行分析:(1)三種射線的帶電特點;(2)帶電粒子在磁場或電場中的偏轉(zhuǎn)情況。【解析】選B、C、D。本題考查了原子核的衰變。原子序數(shù)大于83的元素,都可以發(fā)生衰變,A錯誤;放射性、半衰期都與元素所處的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān),B、C正確;三種射線、穿透能力依次增強,D正確;原子核發(fā)生或衰變時常常伴隨光子,但同一原子核不會同時發(fā)生、衰變,E錯誤。5.如圖所示,兩個相切的圓表示一個靜止的原子核發(fā)生某種衰變后,產(chǎn)生的兩種粒子在勻強磁場中的運動軌跡,可以判斷()A.原子核發(fā)生了衰變B.原子核發(fā)生了衰變C.原子核放出了一個質(zhì)子D.原子核放出了一個中子【解題指南】解答本題時應(yīng)根據(jù)動量守恒和左手定則,根據(jù)兩圓的相對位置關(guān)系,判斷出粒子的電性?！窘馕觥窟xB.由于微粒之間相互作用的過程中動量守恒,即新核與放出粒子的動量等大反向.初始總動量為零,則最終總動量也為零,由左手定則可判斷,若衰變,兩軌跡圓外切;若衰變,兩軌跡圓內(nèi)切,故答案為B。6.一個氡核Rn衰變成釙核Po并放出一個粒子,其半衰期為3.8天。則2 g氡經(jīng)過11.4天衰變掉的氡的質(zhì)量以及Rn衰變成Po的過程中放出的粒子是()A.0.25 g,粒子B.1.75 g,粒子C.0.25 g,粒子D.0.75 g,粒子【解析】選B。由質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒知,放出的是粒子,由半衰期的公式m=M(知經(jīng)11.4天,剩余質(zhì)量m=2×(g=0.25 g,故已經(jīng)衰變掉的氡的質(zhì)量為2g-0.25 g=1.75 g,故選B。二、非選擇題(本大題共2小題,共20分)7.(10分)已知U有一種同位素,比U核多3個中子。某時刻,有一個這樣的同位素核由靜止狀態(tài)發(fā)生衰變,放出的粒子的速度大小為v0,試寫出衰變的核反應(yīng)方程(產(chǎn)生的新核的元素符號可用Y表示),并求出衰變后的殘核初速度多大?【解析】比U核多3個中子的同位素核是UU核發(fā)生衰變,殘核的質(zhì)量數(shù)為234。核反應(yīng)方程為UYHe,設(shè)粒子的質(zhì)量為4m,則殘核的質(zhì)量為234m,由動量守恒定律得4mv0=234mv,解得殘核的速度大小為v=v0。答案：8.(10分U核經(jīng)一系列的衰變后變?yōu)镻b核,問:(1)一共經(jīng)過幾次衰變和幾次衰變?(2)Pb與U相比,質(zhì)子數(shù)和中子數(shù)各少了多少?(3)綜合寫出這一衰變過程的方程?！窘馕觥?1)設(shè)U衰變?yōu)镻b經(jīng)過x次衰變和y次衰變.由質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒可得238=206+4x92=82+2x-y聯(lián)立解得x=8,y=6.即一共經(jīng)過8次衰變和6次衰變。(2)因為原子核的電荷數(shù)等于質(zhì)子數(shù),因此質(zhì)子數(shù)減少92-82=10個。原子核的質(zhì)量數(shù)為質(zhì)子數(shù)與中子數(shù)的和。故中子數(shù)減少量為(238-92)-(206-82)=22個。(3)此核反應(yīng)方程為UPb+He+e。答案:(1)86(2)1022(3UPb+He+e