高中物理人教版选修3-5 作业 第十九章 2　放射性元素的衰变 Word版含解析

[A组　素养达标]
1．(多选)关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)
A．α射线由氦原子核衰变产生
B．β射线由原子核外电子电离产生
C．β射线是从原子核中放射出来的
D．通过化学反应不能改变物质的放射性
解析：α射线是由原子核同时放出两个质子和两个中子产生的，选项A错误；β射线是由原子核内中子转化为质子和电子而放出的，选项B错误，C正确；放射性是原子核的固有属性，不受外界影响，选项D正确．
答案：CD
2．(多选)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
解析：原子序数小于83的元素有的可以发生衰变，有的不可以发生衰变，A错误；放射性元素的半衰期与元素所处的物理、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．
答案：BCD
3．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有(　　)
A.　　　　　　　　 B.
C. D.
解析：根据半衰期公式将题目中的数据代入可得C正确，A、B、D错误．
答案：C
4．最近几年，研究原子核的科学家在超重元素的探测方面取得了重大进展，1996年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核X经过6次α衰变后的产物是Fm，由此可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是(　　)
A．124,259 B．124,265
C．112,265 D．112,277
解析：α粒子的质量数和电荷数分别是4和2，故生成的超重元素的电荷数即原子序数等于6×2＋100＝112，质量数等于6×4＋253＝277.
答案：D
5．(多选)下列说法中正确的是(　　)
A.Ra衰变为Rn要经过1次α衰变和1次β衰变
B.U衰变为Pa要经过1次α衰变和1次β衰变
C.Th衰变为Pb要经过6次α衰变和4次β衰变
D.U衰变为Rn要经过4次α衰变和4次β衰变
解析：α衰变放出的粒子是He，β衰变放出的粒子是e，由电荷数守恒和质量数守恒，可知A、D错误，B、C正确．
答案：BC
6．据媒体报道，叛逃英国的俄罗斯前特工利特维年科在伦敦离奇身亡．英国警方调查认为毒杀利特维年科的是超级毒药——放射性元素(Po).Po的半衰期为138天，经过α衰变生成稳定的铅(Pb)，经过276天，100 g Po已衰变的质量为(　　)
A．25 g B．50 g
C．75 g D．100 g
解析：100 g Po经1个半衰期衰变的质量为50 g，再经过1个半衰期衰变的质量为25 g，所以经过2个半衰期衰变的质量为75 g，C正确．
答案：C
7．(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，衰变时会放出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：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．
答案：AD
8．天然放射性铀(U)发生衰变后产生钍(Th)和另一个原子核．
(1)请写出衰变方程；
(2)若衰变前铀(U)核的速度为v，衰变产生的钍(Th)核速度为，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．
解析：(1)U→Th＋He.
(2)设另一新核的速度为v′，铀核质量为238m，由动量守恒定律得238mv＝234m＋4mv′，得v′＝v.
答案：(1)见解析　(2)v，方向与铀核速度相同
[B组　素养提升]
9．A、B两种放射性元素原来都静止在同一匀强磁场中，磁场方向如图所示，其中一个放出α粒子，另一个放出β粒子，α与β粒子的运动方向跟磁场方向垂直，图中a、b、c、d分别表示α粒子、β粒子以及两个剩余核的运动轨迹，则(　　)
A．a为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹
B．b为α粒子轨迹．d为β粒子轨迹
C．b为α粒子轨迹，c为β粒子轨迹
D．a为α粒子轨迹，d为β粒子轨迹
解析：两个相切的圆表示在相切点处是静止的原子核发生了衰变，由于无外力作用，动量守恒，所以原子核发生衰变后，新核与放出的粒子速度方向相反，若它们带相同性质的电荷，则它们所受的洛伦兹力方向相反，则轨道应是外切圆，故左图应该是原子核发生了α衰变，又因为r＝，半径大的应该是电荷量小的α粒子的运动轨迹，A、D错误．若它们所带电荷的性质不同，则它们的轨道应是内切圆；右图所示的轨迹说明是放出了与原子核电性相反的电荷，故应该是发生了β衰变，半径大的应该是电荷量小的电子的运动轨迹，故B错误，C正确．
答案：C
10．(多选)地球的年龄到底有多大，科学家利用天然放射性元素的衰变规律，通过对目前发现最古老的岩石中铀和铅的含量来推算．测得该岩石中现含有的铀是岩石形成初期时(岩石形成初期时不含铅)的一半，铀238衰变后形成铅206，铀238的相对含量随时间变化规律如图所示，图中N为铀238的原子数，N0为铀和铅的总原子数．由此可以判断出(　　)
A．铀238的半衰期为90亿年
B．地球的年龄大致为45亿年
C．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶4
D．被测定的岩石样品在90亿年时铀、铅原子数之比约为1∶3
解析：半衰期是有半数原子核发生衰变所需要的时间，根据图象可知半数衰变的时间是45亿年，A错，B对；90亿年是铀核的两个半衰期，有的铀原子核发生衰变，还有的铀原子核没有发生衰变，根据衰变方程可知一个铀核衰变时产生一个铅核，故衰变后的铀、铅原子数之比约为1∶3，C错，D对．
答案：BD
[C组　学霸冲刺]
11．一静止的U核经α衰变成为Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后Th核的动能为多少？(保留一位有效数字)
解析：据题意知，此α衰变的衰变方程为：
U→Th＋He，
根据动量守恒定律得
mαvα＝mThvTh①
式中，mα和mTh分别为α粒子和Th核的质量，vα和vTh分别为α粒子和Th核的速度，
由题设条件知：
mαv＋mThv＝Ek②
＝③
式中Ek＝4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能．
由①②③式得
mThv＝Ek④
代入数据得，衰变后Th核的动能
mThv≈0.07 MeV.
答案：0.07 MeV