3.2 原子核衰变及半衰期 同步练习 (含答案解析) (1)

3.2
原子核衰变及半衰期
同步练习
1.天然放射性元素经过一系列α、β衰变后,变成,下列判断正确的是(
)
A.铅核比钍核少24个中子
B.铅核比钍核少8个质子
C.衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变
D.衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变
解析：由电荷数守恒,有90-82=8,选项B正确.
由质量数守恒(β衰变不改变质量数),有
α衰变数==6次,6次α衰变后,质子数减12再经过4次β衰变,质子数增4,共计8.选项D正确.
2.下列有关半衰期的说法正确的是(
)
A.放射性元素的半衰期越短,表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短,衰变速度越大
B.放射性元素样品不断衰变,随着剩下未衰变的原子核减少,元素的半衰期也变短
C.把放射性元素放在密封的容器中,可以减慢放射性元素的衰变速率
D.降低温度或增大压强,让该元素与其他物质形成化合物均可减小半衰期
解析：半衰期是指大量的原子核有半数发生衰变的周期,半衰期越短,说明原子核发生衰变的速度越快,故A正确.某种元素的半衰期是这种元素所具有的特性,与原子核个数的多少,所处的位置、温度等都没有任何关系,故B、C、D错误.
3.关于天然放射现象,以下叙述正确的是(
)
A.若使放射性物质的温度升高,其半衰期将减小
B.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的
C.在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强
D.铀核()衰变为铅核()的过程中,要经过8次α衰变和10次β衰变
解析：半衰期是由放射性元素原子核的内部因素所决定,跟元素的化学状态、温度、压强等因素无关.A错.β衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时所产生的,
→+,B对.根据三种射线的物理性质,C对.
的质子数为92,中子数为146,的质子数为82,中子数为124,因而铅核比铀核少10个质子,22个中子.注意到一次α衰变质量数减少4,故α衰变的次数为x==8次.再结合核电荷数的变化情况和衰变规律判定β衰变的次数y应满足2x-y+82=92,y=2x-10=6次.答案：BC
4.一个原子核先后放射出一个α粒子,一个β粒子和γ粒子后,衰变成一个新核,这个新核比原的核减少(
)
A.2个中子和2个质子
B.3个中子和1个质子
C.3个中子和2个质子
D.4个中子和1个质子
解析：原子核放出一个α粒子,质量数少4,质子数少2,中子数少2;放出一个β粒子,质量数不变,质子数增加1,相应地减少一个中子,故少了3个中子和1个质子,故选B.
5.原子核_________地放出某种粒子而转变为新核的变化叫做原子核的_________.放射性元素衰变时放出的射线共有三种
_________、_________、_________.
答案：自发
衰变
α射线
β射线
γ射线
6.放射性同位素钠的样品经6
h后还剩下没有衰变,它的半衰期是.
解析：钠的样品还剩下没有衰变,是经过3个半衰期,故半衰期是2
h.
6.完成下列核反应方程
(1)+___________.
(2)+_____________.
(3)
+____________.
解析：反应前后质量数、电荷数相等.
(1)质量数27+1-27=1,电荷数12+1-13=0,
故①问中是中子.
(2)质量数6+0-4=2,电荷数12+1-9=4,故②问中是.
(3)质量数7+2-8=1,电荷数14+4-17=1,故③问中是.
答案：(1)
(2)
(3)
7.钍核发生衰变生成镭核并放出一个粒子.设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方位的夹角θ=60°如图所示,整个装置处于真空中.
(1)写出钍核衰变方程;
(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R;
(3)求粒子在磁场中运动所用时间t.
解析：(1)根据原子核衰变过程质量数守恒和电荷数守恒,知钍核衰变方程为
→+.
(2)设粒子离开电场时速度为v,通过电场的加速过程有qU=mv2-mv02
粒子在磁场中运动时,洛伦兹力提供向心力qvB=m
由以上两式解得R=.
(3)该粒子在磁场中做圆周运动的周期T==
洛伦兹力(即向心力)方向与速度方向垂直,根据几何关系,圆心为O′,圆心角为60°,如图所示.
粒子在磁场中运动时间t=T=.
答案：(1)→+
(2)R=
(3)t=