高中物理教科版选修3-5 原子结构假期作业 原子核衰变及半衰期+Word版含解析
文档属性
| 名称 | 高中物理教科版选修3-5 原子结构假期作业 原子核衰变及半衰期+Word版含解析 |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 22.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-05-18 18:26:46 | ||
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文档简介
原子核衰变及半衰期
1．天然放射现象说明( )
A．原子不是单一的基本粒子
B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的
D．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的
解析：选B 天然放射现象是自发地从原子核里放出粒子而转变为新元素的现象，说明原子核不是单一的基本粒子，B正确；α粒子散射现象说明原子内大部分是空的，A、C项不是由天然放射现象说明的。
2.放射性元素放出的射线，在电场中分成a、b、c三束，如图所示，其中( )
A．c为氦核组成的粒子
B．b为比X射线波长更长的光子流
C．b为比X射线波长更短的光子流
D．a为高速电子组成的电子流
解析：选C 根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，a射线向电场线方向偏转，应为由带正电的粒子组成的α射线，D错。b射线在电场中不偏转，所以为γ射线，其波长比X射线短，B错，C正确。c射线受到与电场方向相反的电场力，应为由带负电的粒子组成的β射线，A错。
3．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )
A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用
C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用
解析：选B 由于α粒子电离作用很强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，故B正确。
4．由原子核的衰变规律可知( )
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线
B．放射性元素发生β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：选C 一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ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。
5．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了( )
A．1位 B．2位
C．3位 D．4位
解析：选C α粒子是He，β粒子是e，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，根据题意可知，电荷数变化为－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。
6.U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则( )
A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18
解析：选B 原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，核电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，核电荷数增加1。比较两种原子核，质量数减少28，即发生了7次α衰变；核电荷数应减少14，而核电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B项正确。
7．原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U。放射性衰变①、②和③依次为( )
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
解析：选A U―→Th，质量数减少4，电荷数减少2，说明①为α衰变。 Th―→ Pa，质子数增加1，质量数不变，说有②为β衰变，中子转化成质子。Pa―→U，质子数增加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子。
8．[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β射线与γ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碘原子核
C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D．碘131发生β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：选AD 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；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C错误；β衰变的实质是n―→H＋e，D正确。
9．放射性元素氡(Rn)经α衰变成为钋(Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn的矿石，其原因是( )
A．目前地壳中的Rn主要来自于其他放射性元素的衰变
B．在地球形成的初期，地壳中元素Rn的含量足够高
C．当衰变产物Po积累到一定量以后，Po的增加会减慢Rn的衰变进程
D.Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
解析：选A 地壳中Rn主要来自其他放射性元素的衰变，则A正确，B错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D错误。
10．[多选]14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 730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5 730年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
解析：选AC 剩余的14C占，表明经过了一个半衰期，A正确；12C、13C、14C的质子数相同，质量数不同，中子数不同，14C比12C多两个中子，故B错误；14C变为14N，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C正确；半衰期不受外界环境影响，D错误。
11．放射性元素Po衰变为Pb，此衰变过程的核反应方程是________________；用此衰变过程中发出的射线轰击F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________________________。
解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是Po―→Pb＋He。用α射线轰击F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是He＋F―→ Ne＋H。
答案：Po―→Pb＋He He＋F―→Ne＋H
12．放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来测定古生物体的年代，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5 730年。试写出此核反应过程。
(2)若测得一古生物遗骸中的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)此衰变的核反应方程：
N＋n―→C＋H，C―→N＋e。
(2)活体中的C含量不变，生物死亡后，遗骸中的C按其半衰期变化，设活体中C的含量为N0，遗骸中的C含量为N，由半衰期的定义得N＝N0，即0.125＝，所以＝3，t＝3T1/2＝17 190年。
答案：(1)N＋n―→C＋H，C―→N＋e (2)17 190年
1．天然放射现象说明( )
A．原子不是单一的基本粒子
B．原子核不是单一的基本粒子
C．原子内部大部分是空的
D．原子是由带正电和带负电的基本粒子组成的
解析：选B 天然放射现象是自发地从原子核里放出粒子而转变为新元素的现象，说明原子核不是单一的基本粒子，B正确；α粒子散射现象说明原子内大部分是空的，A、C项不是由天然放射现象说明的。
2.放射性元素放出的射线，在电场中分成a、b、c三束，如图所示，其中( )
A．c为氦核组成的粒子
B．b为比X射线波长更长的光子流
C．b为比X射线波长更短的光子流
D．a为高速电子组成的电子流
解析：选C 根据射线在电场中的偏转情况，可以判断，a射线向电场线方向偏转，应为由带正电的粒子组成的α射线，D错。b射线在电场中不偏转，所以为γ射线，其波长比X射线短，B错，C正确。c射线受到与电场方向相反的电场力，应为由带负电的粒子组成的β射线，A错。
3．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )
A．γ射线的贯穿作用 B．α射线的电离作用
C．β射线的贯穿作用 D．β射线的中和作用
解析：选B 由于α粒子电离作用很强，能使空气分子电离，电离产生的电荷与带电体的电荷中和，故B正确。
4．由原子核的衰变规律可知( )
A．放射性元素一次衰变可同时产生α射线和β射线
B．放射性元素发生β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：选C 一次衰变不可能同时产生α射线和β射线，只可能同时产生α射线和γ射线或β射线和γ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。
5．放射性元素A经过2次α衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了( )
A．1位 B．2位
C．3位 D．4位
解析：选C α粒子是He，β粒子是e，因此发生一次α衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，根据题意可知，电荷数变化为－2×2＋1＝－3，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。
6.U经过m次α衰变和n次β衰变，变成Pb，则( )
A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4
C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18
解析：选B 原子核每发生一次α衰变，质量数减少4，核电荷数减少2；每发生一次β衰变，质量数不变，核电荷数增加1。比较两种原子核，质量数减少28，即发生了7次α衰变；核电荷数应减少14，而核电荷数减少10，说明发生了4次β衰变，B项正确。
7．原子核U经放射性衰变①变为原子核Th，继而经放射性衰变②变为原子核Pa，再经放射性衰变③变为原子核U。放射性衰变①、②和③依次为( )
A．α衰变、β衰变和β衰变 B．β衰变、α衰变和β衰变
C．β衰变、β衰变和α衰变 D．α衰变、β衰变和α衰变
解析：选A U―→Th，质量数减少4，电荷数减少2，说明①为α衰变。 Th―→ Pa，质子数增加1，质量数不变，说有②为β衰变，中子转化成质子。Pa―→U，质子数增加1，质量数不变，说明③为β衰变，中子转化成质子。
8．[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β射线与γ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碘原子核
C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强
D．碘131发生β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：选AD 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；β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C错误；β衰变的实质是n―→H＋e，D正确。
9．放射性元素氡(Rn)经α衰变成为钋(Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素Rn的矿石，其原因是( )
A．目前地壳中的Rn主要来自于其他放射性元素的衰变
B．在地球形成的初期，地壳中元素Rn的含量足够高
C．当衰变产物Po积累到一定量以后，Po的增加会减慢Rn的衰变进程
D.Rn主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期
解析：选A 地壳中Rn主要来自其他放射性元素的衰变，则A正确，B错误；放射性元素的半衰期与外界环境等因素无关，则C、D错误。
10．[多选]14C发生放射性衰变成为14N，半衰期约5 730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5 730年
B．12C、13C、14C具有相同的中子数
C．14C衰变为14N的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变
解析：选AC 剩余的14C占，表明经过了一个半衰期，A正确；12C、13C、14C的质子数相同，质量数不同，中子数不同，14C比12C多两个中子，故B错误；14C变为14N，质量数未变，放出的是电子流，即β射线，C正确；半衰期不受外界环境影响，D错误。
11．放射性元素Po衰变为Pb，此衰变过程的核反应方程是________________；用此衰变过程中发出的射线轰击F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是________________________。
解析：根据衰变规律，此衰变过程的核反应方程是Po―→Pb＋He。用α射线轰击F，可得到质量数为22的氖(Ne)元素和另一种粒子，此核反应过程的方程是He＋F―→ Ne＋H。
答案：Po―→Pb＋He He＋F―→Ne＋H
12．放射性同位素14C被考古学家称为“碳钟”，它可以用来测定古生物体的年代，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5 730年。试写出此核反应过程。
(2)若测得一古生物遗骸中的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)此衰变的核反应方程：
N＋n―→C＋H，C―→N＋e。
(2)活体中的C含量不变，生物死亡后，遗骸中的C按其半衰期变化，设活体中C的含量为N0，遗骸中的C含量为N，由半衰期的定义得N＝N0，即0.125＝，所以＝3，t＝3T1/2＝17 190年。
答案：(1)N＋n―→C＋H，C―→N＋e (2)17 190年