20162017学年高中物理第3章原子核与放射性第2节原子核衰变及半衰期学业分层测评鲁科版选修35.doc

第2节 原子核衰变及半衰期 (建议用时：45分钟)学业达标1关于天然放射现象和对放射性研究，下列说法正确是()A射线和射线在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子B原子核不是单一粒子C射线一定伴随射线或射线而产生D任何放射性元素都能同时发出三种射线E射线往往伴随射线或射线而产生【解析】带电粒子以一定初速度垂直进入电场或磁场能发生偏转，射线和射线能在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子，故A正确；放射现象说明原子核可变性，即原子核不是单一粒子，具有复杂结构，故选项B正确；射线是原子核在发射射线或射线时多余能量以射线形式产生辐射，因此射线是伴随(不是一定伴随)射线或射线而放出，故选项E正确，C、D均错误【答案】ABE2关于放射性元素半衰期，下列说法正确是()A是放射源质量减少一半所需时间B是原子核半数发生衰变所需时间C与外界压强和温度有关D可以用于测定地质年代、生物年代等E与原子化学状态无关【解析】原子核衰变是由原子核内部因素决定，与外界环境无关原子核衰变有一定速率，每隔一定时间即半衰期，原子核就衰变掉总数一半不同种类原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为N0，经时间t剩下原子核数目为N，半衰期为T1/2，则NN0().若能测出N与N0比值，就可求出t，依此公式可测定地质年代、生物年代等故正确答案为B、D、E.【答案】BDE3日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出射线与射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界关注下面关于核辐射相关知识，说法正确是()A人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变快慢B碘131半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C射线与射线都是电磁波，但射线穿透本领比射线强D碘131发生衰变时所释放电子是原子核内中子转化为质子时产生E射线是高速运动电子流，是从碘131原子核内释放出来【解析】衰变快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确；半衰期是大量原子核衰变统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误；射线是高速电子流，射线是电磁波，故C错误，E正确；衰变实质是nHe，D正确【答案】ADE4某一放射性元素放出射线通过电场后分成三束，如图3­2­5所示，下列说法正确是()图3­2­5A射线3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粒子后，形成新核比原来电荷数少1个E一个原子核放出一个射线1粒子后，形成新核与原来核核子数相同【解析】根据三束射线偏转方向，可以断定射线1带负电，是射线；射线2不带电，是射线；射线3是射线射线电离作用最强，选项A正确射线贯穿本领最强，用一张白纸可以挡住是射线，选项B错误每发生一次衰变，原子核里面2个中子和2个质子结合成一个氦核而释放出来，选项C正确每发生一次衰变，原子核里面一个中子变成一个质子，因此核电荷数增加1，但核子数不变，故选项D错误，E正确【答案】ACE5有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年放射性同位素镍63(Ni)和铜两种金属作为长寿命电池材料，利用镍63发生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说法正确是() 【导学号：18850043】A镍63衰变方程是NiCueB镍63衰变方程是NiCueC外接负载时镍63电势比铜片高D该电池内电流方向是从镍片到铜片E该电池正极是镍片【解析】镍63衰变方程为NieCu，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，为电池正极，选项C、E对，D错【答案】ACE6原子核Th具有天然放射性，它经过若干次衰变和衰变后会变成新原子核下列原子核中，有三种是Th衰变过程中可以产生，它们是()A.Pb B.Pb C.PoD.Ra E.Ra【解析】发生1次衰变时核子质量数减4，电荷数减2；发生1次衰变时，质量数不变，电荷数加1.先从质量数变化分析，易得A、C、D正确【答案】ACD7在横线上填上粒子符号和衰变类型(1)UTh_，属于_衰变(2)ThPa_，属于_衰变(3)PoAt_，属于_衰变(4)CuCo_，属于_衰变【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成粒子为He，属于衰变；(2)中生成粒子为e，属于衰变；(3)中生成粒子为e，属于衰变；(4)中生成粒子为He，属于衰变【答案】(1)He(2)e(3)e(4)He8.U经一系列衰变后变为Pb.(1)求一共经过几次衰变和几次衰变？(2)Pb与U相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程方程【解析】(1)设U衰变为Pb经过x次衰变和y次衰变由质量数和电荷数守恒可得2382064x92822xy联立解得x8，y6，即一共经过8次衰变和6次衰变(2)由于每发生一次衰变质子数和中子数均减少2，每发生一次衰变中子数减少1，而质子数增加1，故Pb较U质子数少10，中子数少22.(3)核反应方程为UPb8He6e.【答案】(1)86(2)1022(3)UPb8He6e能力提升914C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 700年已知植物存活期间，其体内14C与12C比例不变；生命活动结束后，14C比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C比例正好是现代植物所制样品二分之一下列说法正确是()A该古木年代距今约5 700年B12C、13C、14C具有相同中子数C14C衰变为14N过程中放出射线D增加样品测量环境压强将加速14C衰变E14C比12C多2个中子【解析】剩余碳14占，表明经过了一个半衰期，A正确；碳14、13、12质子数相同，质量数不同，中子数不同，碳14比碳12多两个中子，故B错误，E正确；碳14变为氮14，质量数未变，放出是电子流，即射线，C正确；半衰期不受外界环境影响，D错误【答案】ACE10回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术发展当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子同位素碳11作示踪原子碳11是由小型回旋加速器输出高速质子轰击氮14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳11半衰期为20 min，经2.0 h剩余碳11质量占原来百分之几？(结果取2位有效数字)【解析】核反应方程为NHCHe设碳11原有质量为m0，经过t12.0 h剩余质量为mr，根据半衰期定义有()()1.6%.【答案】NHCHe1.6%11在匀强磁场中，一个原来静止原子核，由于放出一个粒子，结果得到一张两个相切圆径迹照片(如图3­2­6所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2144，求： 【导学号：18850044】图3­2­6(1)图中哪一个圆是粒子径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含质子数是多少？【解析】(1)因为动量相等，所以轨道半径与粒子电荷量成反比，所以圆轨道2是粒子径迹，圆轨道1是新生核径迹(2)设衰变后新生核电荷量为q1，粒子电荷量为q22e，它们质量分别为m1和m2，衰变后速度分别是v1和v2，所以原来原子核电荷量qq1q2.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m1v1m2v2以上三式联立解得q90e即这个原子核原来所含质子数为90.【答案】(1)见解析(2)90