2019-2020年高中物理第十九章原子核第2節(jié)放射性元素的衰變課下作業(yè)新人教版.doc

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2019-2020年高中物理第十九章原子核第2節(jié)放射性元素的衰變課下作業(yè)新人教版 1．天然放射現(xiàn)象中，放射性元素放出的射線有α、β和γ三種，關(guān)于放射性元素的原子核的衰變，下列說法中正確的是(　　) A．可能同時放出α、β、γ射線 B．可能同時只放出α、β射線 C．可能同時只放出α、γ射線 D．可能只放出γ射線 解析：當(dāng)放射性物質(zhì)連續(xù)發(fā)生衰變時，原子核中有的發(fā)生α衰變，有的發(fā)生β衰變，同時會伴隨γ輻射，但不可能只放出γ射線而不發(fā)生α衰變或β衰變，A、C正確。 答案：AC 2．若干Bi放在天平左盤上，右盤放420 g砝碼，天平平衡。當(dāng)鉍發(fā)生衰變Bi→Tl＋He，經(jīng)過1個半衰期，欲使天平平衡，應(yīng)從右盤中取出砝碼的質(zhì)量為(　　) A．210 g B．105 g C．4 g D．2 g 解析：原有的2 mol Bi經(jīng)一個半衰期后，有1 mol鉍發(fā)生衰變生成1 mol新的原子核Tl，這種新元素質(zhì)量為206 g，此時左盤中還有210 g未發(fā)生衰變的Bi，所以左盤中的總質(zhì)量為416 g，應(yīng)從右盤中取走砝碼4 g，選項C正確。 答案：C 3．元素X是Y的同位素，分別進行下列衰變過程，XPQ，YRS。則下列說法正確的是(　　) A．Q與S是同位素 B．X與R原子序數(shù)相同 C．R比S的中子數(shù)多2 D．R的質(zhì)子數(shù)少于上述任何元素 解析：上述變化過程為：XPQ，YRS，由此可知，Q與S是同位素，R比S多兩個中子，故A、C正確。 答案：AC 4．xx年美國和俄羅斯的科學(xué)家利用回旋加速器，通過Ca(鈣48)轟擊Cf(锎249)發(fā)生核反應(yīng)，成功合成了第118號元素，這是迄今為止門捷列夫元素周期表中原子序數(shù)最大的元素。實驗表明，該元素的原子核先放出3個相同的粒子x，再連續(xù)經(jīng)過3次α衰變后，變成質(zhì)量數(shù)為282的第112號元素的原子核，則上述過程中的粒子x是(　　) A．中子 B．質(zhì)子 C．電子 D．α粒子 解析：設(shè)第118號元素為X,112號元素為Y，可得118號元素原子核的核反應(yīng)方程為X→Y＋3He＋3X，由于反應(yīng)中質(zhì)量數(shù)守恒，電荷數(shù)守恒，可知A＝1，Z＝0。所以x為中子，故選A。 答案：A 5．(xx開封二模)日本福島核電站泄漏事故中釋放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰變時會發(fā)出β射線與γ射線，碘131被人攝入后，會危害身體健康，由此引起了全世界的關(guān)注。下面關(guān)于核輻射的相關(guān)知識，說法正確的是(　　) A．人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢 B．若碘131的半衰期為8.3天，則4個碘原子核經(jīng)16.6天后就一定剩下一個原子核 C．β射線與γ射線都是電磁波，但γ射線穿透本領(lǐng)比β射線強 D．碘131發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的 解析：半衰期是原子核固有的，人類無法通過改變外部環(huán)境來改變碘131衰變的快慢，選項A正確；半衰期是大量原子核統(tǒng)計得出的，對少量原子核不適用的，選項B錯誤；β射線是高速電子流，γ射線是電磁波，γ射線穿透本領(lǐng)比β射線強，選項C錯誤；碘131發(fā)生β衰變時所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)化為質(zhì)子時產(chǎn)生的，選項D正確。 答案：AD 6．完成下列核衰變方程，并在橫線上注明屬于哪類衰變。 (1)Th→Pa＋(　　)________； (2)U→Th＋(　　)________； (3)Th→(　　)＋e________； (4)(　　)→Th＋He________。 解析：根據(jù)核衰變過程中所遵循的規(guī)律分別得 (1)234＝234＋A,90＝91＋Z，解得A＝0， Z＝－1，故屬于β衰變。 (2)238＝234＋A,92＝90＋Z，解得A＝4，Z＝2，故屬于α衰變。 (3)234＝A＋0,90＝Z－1，解得A＝234，Z＝91，屬于β衰變。 (4)A＝234＋4＝238，Z＝90＋2＝92，屬于α衰變。 答案：(1)e　β衰變　(2)He　α衰變　(3)Pa　β衰變　(4)U　α衰變 7．原來靜止在勻強磁場中的放射性元素的原子核A，發(fā)生衰變后放出的一個射線粒子和反沖核都以垂直于磁感線的方向運動，形成如圖1所示的內(nèi)切圓軌跡，已知大圓半徑是小圓半徑的n倍，且繞大圓軌道運動的質(zhì)點沿順時針方向旋轉(zhuǎn)。那么： 圖1 (1)該勻強磁場的方向一定是垂直于紙面向________。 (2)原子核A的原子序數(shù)是________。 (3)沿小圓運動的是________。 (4)其旋轉(zhuǎn)方向為________。 解析：衰變的過程遵守動量守恒，由粒子在磁場中做圓周運動的半徑公式R＝可知，小圓是反沖核，繞行方向為逆時針。由內(nèi)切圓周判斷，是β衰變。根據(jù)左手定則可知，磁場方向向里。再由半徑關(guān)系得反沖核的電荷量是β粒子的n倍，由此推出原子核A的原子序數(shù)為n－1。 答案：(1)里　(2)n－1　(3)反沖核　(4)逆時針 8．一小瓶內(nèi)含有放射性同位素的溶液，它每分鐘衰變6 000次。將它注射到一個病人的血液中，經(jīng)過15小時，從病人身上取10 cm3的血樣，測得每分鐘衰變2次。已知這種同位素的半衰期為5小時。則人體血液的總量為________cm3。 解析：設(shè)放射性同位素原有質(zhì)量為m0,15小時后剩余質(zhì)量為m，則m＝m0()＝m0 設(shè)取出的V′＝10 cm3的血液中放射性同位素的質(zhì)量為m′，人體內(nèi)血液的總量為V cm3。如果認為血液中放射性的溶液是均勻分布的，則＝ 因單位時間內(nèi)衰變的次數(shù)與放射性物質(zhì)的含量成正比，則＝ 聯(lián)立以上幾式解得V＝3.75103 cm3。 答案：3.75103 9．靜止在勻強磁場中的某放射性原子核，沿垂直磁場方向放出一個α粒子后，α粒子和新核都做勻速圓周運動，如圖2所示，測得α粒子和新核的軌道半徑之比為44∶1，由此可知，該放射性原子核是哪種元素的原子核？ 圖2 解析：帶電粒子在勻強磁場中做勻速圓周運動，洛倫茲力提供向心力，由Bqv＝m得圓周運動半徑：r＝。 衰變過程中α粒子和新核組成的系統(tǒng)動量守恒mαvα＝m新v新，所以＝＝ 新核核電荷數(shù)為q新＝44qα＝442＝88 可知原放射性元素原子核的核電荷數(shù)q原＝88＋2＝90 故該放射性元素為90號元素釷(Th)。 答案：該放射性元素為90號元素釷Th