【教育资料】学业分层测评 9 原子核衰变及半衰期学习专用.pdf

教育资源 教育资源 学业分层测评(九)(建议用时：45 分钟)学业达标 1(多选)关于天然放射现象和对放射性的研究，下列说法正确的是()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原子核不是单一的粒子 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【解析】带电粒子以一定的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的可变性，即原子核不是单一粒子，具有复杂的结构，故选项 B 正确；射线是原子核在发射 射线或 射线时多余的能量以 射线的形式产生的辐射，因此 射线是伴随(不是一定伴随)射线或 射线而放出的，C、D 均错误 【答案】AB 2(多选)关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是()A是放射源质量减少一半所需的时间 B是原子核半数发生衰变所需的时间 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【解析】原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的，与外界环境无关 原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半不同种类的原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为 N0，经时间 t剩下的原子核数目为 N，半衰期为 T1/2，则 NN0(12)tT1/2.若能测出 N 与 N0的比值，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.【答案】BD 教育资源 教育资源 3由原子核的衰变规律可知()【导学号：64772103】A放射性元素一次衰变可同时产生 射线和 射线 B放射性元素发生 衰变时，新核的化学性质不变 C放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制 D放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1【解析】一次衰变不可能同时产生 射线和 射线，只可能同时产生 射线和 射线或 射线和 射线；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，故新核(新的物质)的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减小 1.【答案】C 4(多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘 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，由此引起了全世界的关注下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是()A人类无法通过改变外部环境来改变碘131 衰变的快慢 B碘 131 的半衰期为 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 衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的【解析】衰变的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的统计规律，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；衰变的实质是10n11H 01e，D正确【答案】AD 5(多选)某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图 3-2-5 所示，下列说法正确的是()图 3-2-5 教育资源 教育资源 A射线 3 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】根据三束射线的偏转方向，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 射线的电离作用最强，选项 A 正确 射线贯穿本领最强，用一张白纸可以挡住的是 射线，选项 B 错误每发生一次 衰变，原子核里面的 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，原子核里面的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【答案】AC 6(多选)原子核232 90Th 具有天然放射性，它经过若干次 衰变和 衰变后会变成新的原子核下列原子核中，有三种是232 90Th 衰变过程中可以产生的，它们是()A.208 82Pb B.211 82Pb C.216 84Po D.228 88Ra【解析】发生 1 次 衰变时核子的质量数减 4，电荷数减 2；发生 1 次 衰变时，质量数不变，电荷数加 1.先从质量数的变化分析，易得 A、C、D 正确 【答案】ACD 7在横线上填上粒子符号和衰变类型(1)238 92U234 90Th_，属于_衰变(2)234 90Th234 91Pa_，属于_衰变(3)210 84Po210 85At_，属于_衰变(4)6629Cu6227Co_，属于_衰变【解析】根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为42He，属于 衰变；(2)中生成的粒子为 01e，属于 衰变；(3)中生成的粒子为 01e，属于教育资源 教育资源 衰变；(4)中生成的粒子为42He，属于 衰变【答案】(1)42He (2)01e (3)01e (4)42He 8.238 92U 经一系列的衰变后变为206 82Pb.(1)求一共经过几次 衰变和几次 衰变？(2)206 82Pb 与238 92U 相比，求质子数和中子数各少多少？(3)写出这一衰变过程的方程【解析】(1)设238 92U 衰变为206 82Pb 经过 x 次 衰变和 y 次 衰变由质量数和电荷数守恒可得 2382064x 92822xy 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206 82Pb 较238 92U 质子数少 10，中子数少 22.(3)核反应方程为238 92U206 82Pb842He6 01e.【答案】(1)8 6(2)10 22(3)238 92U206 82Pb842He6 01e 能力提升 9(多选)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(6328Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，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的说法正确的是()【导学号：64772043】A镍 63 的衰变方程是6328Ni6329Cu 01e B镍 63 的衰变方程是6328Ni6327Cu01e C外接负载时镍 63 的电势比铜片高 教育资源 教育资源 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6328Ni 01e6329Cu，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，为电池的正极，选项 C 对，D 错【答案】AC 10(多选)14C 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 的比例不变；生命活动结束后，14C 的比例持续减少现通过测量得知，某古木样品中14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一 下列说法正确的是()A该古木的年代距今约5 700 年 B12C、13C、14C 具有相同的中子数 C14C 衰变为14N 的过程中放出 射线 D增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变【解析】剩余的碳 14 占12，表明经过了一个半衰期，A 正确；碳 14、13、12 的质子数相同，质量数不同，中子数不同，碳 14 比碳 12 多两个中子，故 B错误；碳 14 变为氮 14，质量数未变，放出的是电子流，即 射线，C 正确；半衰期不受外界环境影响，D 错误 【答案】AC 11 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的发展 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的同位素碳 11 作示踪原子碳 11 是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮14 获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程若碳 11 的半衰期 为 20 min，经 2.0 h 剩余碳 11的质量占原来的百分之几？(结果取 2 位有效数字)【解析】核反应方程为 教育资源 教育资源 14 7N11H11 6C42He 设碳 11 原有质量为 m0，经过 t12.0 h 剩余的质量为 mr，根据半衰期定义有 mrm012t112120201.6%.【答案】14 7N11H11 6C42He 1.6%12在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图 3-2-6 所示)，今测得两个相切圆半径之比r1r2144，求：【导学号：64772044】图 3-2-6(1)图中哪一个圆是 粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？【解析】(1)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道 2 是 粒子的径迹，圆轨道1 是新生核的径迹(2)设衰变后新生核的电荷量为 q1，粒子的电荷量为 q22e，它们的质量分别为 m1和 m2，衰变后的速度分别是 v1和 v2，所以原来原子核的电荷量 qq1q2.根据轨道半径公式有 r1r2m1v1Bq1m2v2Bq2m1v1q2m2v2q1 教育资源 教育资源 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的质子数为 90.【答案】(1)见解析(2)90