人教版高中物理选修3-5练习题 19.2 放射性元素的衰变 Word版含解析

一、选择题(本题共6小题，每小题6分)
1．(多选)一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是(　　)
A．总质量数保持不变
B．核子数保持不变
C．变化前后质子数保持不变
D．总动量保持不变
[解析]　衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生β衰变时，质子数增加中子数减少，C错误；由动量守恒的条件知D正确．
[答案]　ABD
2．(多选)在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是(　　)
A．氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大
B．β射线是原子的核外电子电离后形成的电子流
C．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化
D．查德威克发现了中子，其核反应方程为：Be＋He→C＋n
[解析]　氢原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正确；β射线是从原子核辐射出来的，不是原子外层电子电离出来的，B错；半衰期不随外界因素的变化而变化，C错，D符合物理学事实，正确．
[答案]　AD
3．第118号元素的原子核先放出3个相同的粒子x，再连续经过3次α衰变后，变成质量数为282的第112号元素的原子核，则上述过程中的粒子x是(　　)
A．中子　　　　　　　 B．质子
C．电子 D．α粒子
[解析]　发生3次α衰变，质量数减少12，核电荷数减少了6，可见，先放出的三个粒子的电荷数是0，选A.
[答案]　A
4．关于天然放射现象，下列说法正确的是(　　)
A．放射性元素的原子核内的核子有半数发生变化所需的时间就是半衰期
B．放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线
C．当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时，将发生β衰变
D．放射性物质放出的射线中，α粒子动能很大，因此贯穿物质的本领很强
[解析]　放射性元素的半衰期是有一半该元素的原子核发生衰变所用的时间，放射性元素的原子核内的核子并不都要发生变化，故A错误；放射性元素的原子核发生衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时，辐射出γ射线，故B正确；β衰变的实质是核内的中子可以转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，而当放射性元素的原子的核外电子具有较高能量时将向低能级跃迁，不是发生衰变，故C错误；α粒子动能很大，但是贯穿物质的本领很弱，故D错误．
[答案]　B
5．(多选)元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程：XPQ，YRS.则下列说法正确的是(　　)
A．Q与S是同位素
B．X与R原子序数相同
C．R比S的中子数多2
D．R的质子数少于上述任何元素
[解析]　上述变化过程为：XP，YRS，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子，比X多一个质子，故A、C正确，B、D错误．
[答案]　AC
6．(多选)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，其半衰期将变大
B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的
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6次β衰变
[解析]　半衰期与元素的物理状态无关，若使某放射性物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误；
β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化为质子而放出的电子，故B错误；
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，故C正确；
铀核(U)衰变为铅核(Pb)的过程中，每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1，核子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确．
[答案]　CD
二、非选择题(14分)
7．放射性元素C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．
(1)C不稳定，易发生衰变，放出β射线，其半衰期为5 730年，试写出有关的衰变方程．
(2)若测得一古生物遗骸中C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？
[解析]　(1)衰变方程为C→N＋e.
(2)活体中C含量不变，生物死亡后，C开始衰变，设活体中C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0)，即0.125＝)，解得＝3，所以t＝3τ＝17 190年．
[答案]　(1)C→N＋e (2)17 190年