高中物理人教版选修35课时跟踪检测（三十二）放射性元素的衰变

课时跟踪检测（三十二）放射性元素的衰变一、单项选择题1．β衰变中放出的电子来自()A．组成原子核的电子B．核内质子转化为中子C．核内中子转化为质子D．原子核外轨道中的电子解析：选C组成原子核的核子只有中子及质子，没有电子，故A错；B项违背了电荷数守恒，故B错；β衰变是原子核的中子转化为质子时释放电子，而与核外电子无关，D错，C对。2．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。则()A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变解析：选D放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A、B、C错误，D正确。3．原子核eq\o\al(238,92)U经放射性衰变①变为原子核eq\o\al(234,90)Th，继而经放射性衰变②变为原子核eq\o\al(234,91)Pa，再经放射性衰变③变为原子核eq\o\al(234,92)U。放射性衰变①、②和③依次为()A．α衰变、β衰变、β衰变B．β衰变、α衰变、β衰变C．β衰变、β衰变、α衰变D．α衰变、β衰变、α衰变解析：选Aeq\o\al(238,92)Ueq\o(→,\s\up7(①),\s\do5())eq\o\al(234,90)Th，质量数少4，电荷数少2，说明①为α衰变；eq\o\al(234,90)Theq\o(→,\s\up7(②),\s\do5())eq\o\al(234,91)Pa，eq\o\al(234,91)Paeq\o(→,\s\up7(③),\s\do5())eq\o\al(234,92)U，质子数分别加1，质量数不变，说明②③为β衰变。A正确。4．科研人员正在研制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(0,－1)e＋eq\o\al(63,27)CuB．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(64,29)CuC．外接负载时镍63的电势比铜片高D．该电池内电流方向是从镍63到铜片解析：选Ceq\o\al(63,28)Ni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、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63，镍63电势高，选项C对，D错。5．14C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。下面选项图中能正确反映14C衰变规律的是()解析：选C由公式m＝m0·eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))及数学知识，可知能正确反映14C的衰变规律的应为C。6．将半衰期为5天的质量为64g的铋分成四份分别投入：(1)开口容器中；(2)100atm的密封容器中；(3)100℃的沸水中；(4)与别的元素形成化合物。经10天后，四种情况下剩下的铋的质量分别为m1、m2、m3、m4。则()A．m1＝m2＝m3＝m4＝4gB．m1＝m2＝m3＝4g，m4<4gC．m1>m2>m3>m4，m1＝4gD．m1＝4g，其余无法知道解析：选A放射性元素的半衰期是一定的，与放射性元素所处的物理环境和化学环境无关，故四种情况下铋剩余的质量相等，又剩余的铋的质量为16×eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(10,5)g＝4g，所以A正确。二、多项选择题7．(海南高考)原子核eq\o\al(232,90)Th具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核。下列原子核中，有三种是eq\o\al(232,90)Th衰变过程中可以产生的，它们是()A.eq\o\al(204,82)PbB.eq\o\al(203,82)PbC.eq\o\al(216,84)PoD.eq\o\al(224,88)RaE.eq\o\al(226,88)Ra解析：选ACD发生α衰变时放出eq\o\al(4,2)He，发生β衰变时放出电子eq\o\al(0,－1)e，根据质量数和电荷数守恒有，每发生一次α衰变质量数减少4，电荷数减少2，每发生一次β衰变质量数不变化，电荷数增加1，由质量数的变化可确定α衰变的次数(必须是整数)，进而可知β衰变的次数。逐一判断可知A、C、D符合要求。8．对天然放射现象，下列说法中正确的是()A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ射线是光子流，所以γ射线有可能是原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的解析：选ADα衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合在一起形成一个氦核发射出来的，β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生。所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的。A、D正确。9.eq\o\al(238,)92U衰变成eq\o\al(206,)82Pb的过程中()A．经历了8次α衰变和6次β衰变B．铅核比铀核中子数少22个C．铅核比铀核质子数少32个D．衰变中有6个中子变成质子解析：选ABD衰变过程中，每次α衰变放出一个α粒子，核电荷数少2，质量数少4，而每次β衰变一个中子变成一个质子并释放出一个电子，核电荷数增1，质量数不变。从铀核与铅核的质量数变化，可知经历了8次α衰变，8次α衰变后新核的核电荷数应为76，比铅核的核电荷数少6，要经过6次β衰变才能成为铅核，A、D选项正确；原子核由质子、中子组成，铀核中中子数为238－92＝146，铅核中中子数为206－82＝124，相差22，B选项正确；铀核质子数为92，铅核质子数为82，相差10，C选项错误。三、非选择题10.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(如图所示)，今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：eq\f(r1,r2)＝eq\f(\f(m1v1,Bq1),\f(m2v2,Bq2))＝eq\f(m1v1q2,m2v2q1)，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。(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11．放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来判定古生物体的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖。(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后，会形成很不稳定的eq\o\al(14,6)C，它很容易发生衰变，放出β射线变成一个新核，其半衰期为5730年。试写出eq\o\al(14,)6C衰变的核反应方程。(2)若测得一古生物遗骸中的eq\o\al(14,6)C含量只有活体中的12.5%，则此遗骸距今约有多少年？解析：(1)eq\o\al(14,6)C衰变的核反应方程：eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e。(2)活体中的eq\o\al(14,6)C含量不变，生物死亡后，遗骸中的eq\o\al(14,6)C按其半衰期变化，设活体中eq\o\al(14,6)C的含量为N0，遗骸中的eq\o\al(14,6)C含量为N，由半衰期的定义得：N＝eq