2018—2019学年高中物理教科版选修3-5课时提升作业：九第三章原子核3.2放射性 衰变
文档属性
| 名称 | 2018—2019学年高中物理教科版选修3-5课时提升作业：九第三章原子核3.2放射性 衰变 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 59.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2018-10-03 15:47:34 | ||
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文档简介
课时提升作业 九 放射性 衰变
(30分钟 50分)
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.(多选)有关α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是 ( )
A.α射线是原子核里放射出的氦核,它的电离能力最强
B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有较强的穿透能力
C.β射线是高速电子流,它是由原子核里的质子转变而来
D.γ射线是波长很短的电磁波,它的穿透能力最强
【解析】选A、D。α射线是原子核中2个中子和2个质子结合而成的氦核,A正确;β射线是原子核中中子转化成一个质子时放出的,B、C均错;γ射线是光子,且穿透能力最强,D正确。
2.下面对某原子核衰变的描述中错误的是 ( )
A.放出一个β粒子后,原子核的中子数减少1,原子序数减少1
B.放出一个β粒子后,原子核的质量数不变,中子数减少1,质子数增加1
C.放出一个α粒子后,原子核的质量数减少4,电荷数减少2
D.γ射线是处于较高能级的原子核向低能级跃迁时释放的
【解析】选A。因β粒子的质量数为零,电荷数为-1,故放出一个β粒子后质量数不变,原子序数增加1,中子数减少1,A错,B正确。因α粒子为He,故放出一个α粒子后原子核的质量数减少4,电荷数减少2,C正确。γ射线是原子核从高能级向低能级跃迁时辐射出的。D正确。
3.朝鲜的 “核危机”引起了全球的瞩目,其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆。重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239Pu),这种Pu可由铀239U)经过n次β衰变而产生,则n为 ( )
A.2 B.239 C.145 D.92
【解析】选A。其衰变方程为UPu+e,发生β衰变时质量数不变,由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次。
【总结提升】巧解核衰变反应类问题的基本方法
历年高考各类物理试题中都会有涉及核衰变反应类的试题出现,基本上都是基础性的题目,解答这类问题可按以下两个步骤进行分析。
(1)依据题意写出核衰变或核反应方程。
(2)由原子核的衰变或核反应方程,应用质量数与电荷数守恒的规律判断未知粒子的质量数和核电荷数,从而确定是哪种粒子。
4.(多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ)关于天然放射性,下列说法正确的是 ( )
A.所有元素都可能发生衰变
B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强
E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:
(1)三种射线的带电特点;
(2)带电粒子在磁场或电场中的偏转情况。
【解析】选B、C、D。本题考查了原子核的衰变。原子序数大于83的元素,都可以发生衰变,A错误;放射性、半衰期都与元素所处的物理、化学状态无关,B、C正确;三种射线α、β、γ穿透能力依次增强,D正确;原子核发生α或β衰变时常常伴随γ光子,但同一原子核不会同时发生α、β衰变,E错误。
5.如图所示,两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后,产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹,可以判断 ( )
A.原子核发生了α衰变
B.原子核发生了β衰变
C.原子核放出了一个质子
D.原子核放出了一个中子
【解题指南】解答本题时应根据动量守恒和左手定则,根据两圆的相对位置关系,判断出粒子的电性。
【解析】选B.由于微粒之间相互作用的过程中动量守恒,即新核与放出粒子的动量等大反向.初始总动量为零,则最终总动量也为零,由左手定则可判断,若α衰变,两轨迹圆外切;若β衰变,两轨迹圆内切,故答案为B。
6.一个氡核Rn衰变成钋核Po并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。则2 g氡经过11.4天衰变掉的氡的质量以及Rn衰变成Po的过程中放出的粒子是 ( )
A.0.25 g,α粒子 B.1.75 g,α粒子
C.0.25 g,β粒子 D.0.75 g,β粒子
【解析】选B。由质量数和电荷数守恒知,放出的是α粒子,由半衰期的公式m=M(知经11.4天,剩余质量m=2×(g=0.25 g,故已经衰变掉的氡的质量为2g-0.25 g=1.75 g,故选B。
二、非选择题(本大题共2小题,共20分)
7.(10分)已知U有一种同位素,比U核多3个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变,放出的α粒子的速度大小为v0,试写出衰变的核反应方程(产生的新核的元素符号可用Y表示),并求出衰变后的残核初速度多大?
【解析】比U核多3个中子的同位素核是UU核发生α衰变,残核的质量数为234。核反应方程为UYHe,设α粒子的质量为4m,则残核的质量为234m,由动量守恒定律得4mv0=234mv,解得残核的速度大小为v=v0。
答案：
8.(10分U核经一系列的衰变后变为Pb核,问:
(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变?
(2)Pb与U相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)综合写出这一衰变过程的方程。
【解析】(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数守恒和电荷数守恒可得
238=206+4x ①
92=82+2x-y ②
联立①②解得x=8,y=6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变。
(2)因为原子核的电荷数等于质子数,因此质子数减少92-82=10个。
原子核的质量数为质子数与中子数的和。
故中子数减少量为(238-92)-(206-82)=22个。
(3)此核反应方程为UPb+He+e。
答案:(1)8 6 (2)10 22
(3UPb+He+e
(30分钟 50分)
一、选择题(本大题共6小题,每小题5分,共30分)
1.(多选)有关α、β、γ三种射线,下列说法中正确的是 ( )
A.α射线是原子核里放射出的氦核,它的电离能力最强
B.β射线是原子核外电子电离形成的电子流,它具有较强的穿透能力
C.β射线是高速电子流,它是由原子核里的质子转变而来
D.γ射线是波长很短的电磁波,它的穿透能力最强
【解析】选A、D。α射线是原子核中2个中子和2个质子结合而成的氦核,A正确;β射线是原子核中中子转化成一个质子时放出的,B、C均错;γ射线是光子,且穿透能力最强,D正确。
2.下面对某原子核衰变的描述中错误的是 ( )
A.放出一个β粒子后,原子核的中子数减少1,原子序数减少1
B.放出一个β粒子后,原子核的质量数不变,中子数减少1,质子数增加1
C.放出一个α粒子后,原子核的质量数减少4,电荷数减少2
D.γ射线是处于较高能级的原子核向低能级跃迁时释放的
【解析】选A。因β粒子的质量数为零,电荷数为-1,故放出一个β粒子后质量数不变,原子序数增加1,中子数减少1,A错,B正确。因α粒子为He,故放出一个α粒子后原子核的质量数减少4,电荷数减少2,C正确。γ射线是原子核从高能级向低能级跃迁时辐射出的。D正确。
3.朝鲜的 “核危机”引起了全球的瞩目,其焦点问题就是朝鲜的核电站用轻水堆还是重水堆。重水堆核电站在发电的同时还可以生产出可供研制核武器的钚239Pu),这种Pu可由铀239U)经过n次β衰变而产生,则n为 ( )
A.2 B.239 C.145 D.92
【解析】选A。其衰变方程为UPu+e,发生β衰变时质量数不变,由电荷数守恒可以判断出发生β衰变的次数为2次。
【总结提升】巧解核衰变反应类问题的基本方法
历年高考各类物理试题中都会有涉及核衰变反应类的试题出现,基本上都是基础性的题目,解答这类问题可按以下两个步骤进行分析。
(1)依据题意写出核衰变或核反应方程。
(2)由原子核的衰变或核反应方程,应用质量数与电荷数守恒的规律判断未知粒子的质量数和核电荷数,从而确定是哪种粒子。
4.(多选)(2014·新课标全国卷Ⅰ)关于天然放射性,下列说法正确的是 ( )
A.所有元素都可能发生衰变
B.放射性元素的半衰期与外界的温度无关
C.放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性
D.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强
E.一个原子核在一次衰变中可同时放出α、β和γ三种射线
【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:
(1)三种射线的带电特点;
(2)带电粒子在磁场或电场中的偏转情况。
【解析】选B、C、D。本题考查了原子核的衰变。原子序数大于83的元素,都可以发生衰变,A错误;放射性、半衰期都与元素所处的物理、化学状态无关,B、C正确;三种射线α、β、γ穿透能力依次增强,D正确;原子核发生α或β衰变时常常伴随γ光子,但同一原子核不会同时发生α、β衰变,E错误。
5.如图所示,两个相切的圆表示一个静止的原子核发生某种衰变后,产生的两种粒子在匀强磁场中的运动轨迹,可以判断 ( )
A.原子核发生了α衰变
B.原子核发生了β衰变
C.原子核放出了一个质子
D.原子核放出了一个中子
【解题指南】解答本题时应根据动量守恒和左手定则,根据两圆的相对位置关系,判断出粒子的电性。
【解析】选B.由于微粒之间相互作用的过程中动量守恒,即新核与放出粒子的动量等大反向.初始总动量为零,则最终总动量也为零,由左手定则可判断,若α衰变,两轨迹圆外切;若β衰变,两轨迹圆内切,故答案为B。
6.一个氡核Rn衰变成钋核Po并放出一个粒子,其半衰期为3.8天。则2 g氡经过11.4天衰变掉的氡的质量以及Rn衰变成Po的过程中放出的粒子是 ( )
A.0.25 g,α粒子 B.1.75 g,α粒子
C.0.25 g,β粒子 D.0.75 g,β粒子
【解析】选B。由质量数和电荷数守恒知,放出的是α粒子,由半衰期的公式m=M(知经11.4天,剩余质量m=2×(g=0.25 g,故已经衰变掉的氡的质量为2g-0.25 g=1.75 g,故选B。
二、非选择题(本大题共2小题,共20分)
7.(10分)已知U有一种同位素,比U核多3个中子。某时刻,有一个这样的同位素核由静止状态发生α衰变,放出的α粒子的速度大小为v0,试写出衰变的核反应方程(产生的新核的元素符号可用Y表示),并求出衰变后的残核初速度多大?
【解析】比U核多3个中子的同位素核是UU核发生α衰变,残核的质量数为234。核反应方程为UYHe,设α粒子的质量为4m,则残核的质量为234m,由动量守恒定律得4mv0=234mv,解得残核的速度大小为v=v0。
答案：
8.(10分U核经一系列的衰变后变为Pb核,问:
(1)一共经过几次α衰变和几次β衰变?
(2)Pb与U相比,质子数和中子数各少了多少?
(3)综合写出这一衰变过程的方程。
【解析】(1)设U衰变为Pb经过x次α衰变和y次β衰变.由质量数守恒和电荷数守恒可得
238=206+4x ①
92=82+2x-y ②
联立①②解得x=8,y=6.即一共经过8次α衰变和6次β衰变。
(2)因为原子核的电荷数等于质子数,因此质子数减少92-82=10个。
原子核的质量数为质子数与中子数的和。
故中子数减少量为(238-92)-(206-82)=22个。
(3)此核反应方程为UPb+He+e。
答案:(1)8 6 (2)10 22
(3UPb+He+e