1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。课时素养评价 九原子核衰变及半衰期 (25分钟60分)一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1.放射性元素发生衰变时,放出一个负电子,该电子是()A.核外电子从内层轨道上跃迁出来的B.核内电子受激发而射出来的C.核内的一个质子衰变成中子放出来的D.核内的一个中子衰变成质子放出来的【解析】选D。在衰变中放出一个负电子,核内的一个中子转变为质子,同时释放一个电子,故D正确,故选D。2.(多选)(2020泉州高二检测)如图所示,铅盒A中装有天然放射性物质,放射线从其右
2、端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场,则下列说法中正确的有()A.打在图中a、b、c三点的依次是射线、射线和射线B.射线和射线的轨迹都是抛物线C.射线和射线的轨迹都是圆弧D.如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可以重合【解析】选A、C。由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中粒子受的洛伦兹力向下,粒子受的洛伦兹力向上,轨迹都是圆弧。由于粒子速度约是光速的,而粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动,A、C正确。再加竖直向下的匀强电场,正负粒子的偏转角度都会变大,故D错误。3.(2018海南高考)已知Th的半衰期为24天。4
3、gTh经过72天还剩下()A.0B.0.5 gC.1 gD.1.5 g【解析】选B。由衰变公式m=m(,知m=4( g=4()3 g=0.5 g,故B正确。4.(2020宁德高二检测)某放射性元素经过6次衰变和8次衰变,生成了新核。则新核和原来的原子核相比()A.质子数减少了12B.质子数减少了20C.中子数减少了14D.核子数减少了24【解析】选D。某放射性元素经过6次衰变和8次衰变共产生:6个He和8个e所以质子数减少:26+8(-1)=4中子数减少:46-4=20核子数减少:46=24故选D。5.用中子轰击铝Al,产生钠Na和X粒子,钠Na具有放射性,它衰变后变成镁Mg,则X粒子和钠的衰
4、变过程分别是()A.质子衰变B.粒子衰变C.电子衰变D.正电子衰变【解析】选B。根据质量数和电荷数守恒有nAlNaHeNa Mge,则X是粒子,钠的衰变过程是衰变。故B项正确,A、C、D三项错误。6.(多选)法国里昂的科学家发现一种只由四个中子构成的粒子,这种粒子称为“四中子”,也有人称之为“零号元素”。下列有关“四中子”粒子的说法正确的是()A.该粒子不显电性B.在周期表中与氢元素占同一位置C.该粒子质量比氢原子小D.该粒子质量数为4【解析】选A、D。由题目中信息可得:此粒子是由四个中子构成的粒子,所以它的核电荷数为零,故A对,B错;而它的质量数为4,故C错,D对。二、非选择题(本题共2小题
5、,共24分)7.(12分)完成衰变方程。(1)衰变Bi_ePoAt+_ThPa +_。(2)衰变Th_HeUTh+_CuCo +_。(3)其中Th衰变成Pa的半衰期为1.2 min,则64 Th经过6 min还有_g未衰变。【解析】(1BiPoePoAt+eThPae。(2ThRaHeUThHeCuCoHe。(3)由半衰期公式得m=m0(得m=64( g=2 g答案:见解析8.(12分)测得某矿石中铀、铅比例为1.151,若开始时此矿石中只含有铀238,发生衰变的铀238都变成了铅206,且铀衰变成铅的半衰期是4.5109年,求此矿石的年龄。【解析】设开始时矿石中有m0千克铀238,经过n个半
6、衰期后,剩余的铀238为m,则由半衰期公式得,m=m0()n,而已经衰变掉的铀238质量为m=m0-m= m01-()n,设这些铀衰变成铅的质量为x,则有=,即=,得x=m01-()n,根据题意,有=,即=解此方程得n=1,即t=T=4.5109年,所以矿石的年龄为4.5109年。答案:4.5109年 (15分钟40分)9.(6分)U的衰变有多种途径,其中一种途径是先衰变成Bi,然后可以经一次衰变变成X(X代表某种元素),也可以经一次衰变变成Ti,最后都衰变变成Pb,衰变路径如图所示,下列说法中正确的是()A.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变B.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变
7、,过程是衰变C.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变D.过程是衰变,过程是衰变;过程是衰变,过程是衰变【解析】选B。Bi经过变化为X,质量数没有发生变化,为衰变;经过变化为Pb,质量数减少4,为衰变;过程变化为Ti,电荷数减少2,为衰变;过程的电荷数增加1,为衰变。故A、C、D错误,B正确。故选B。10.(6分)在匀强磁场里有一个原来静止的放射性碳14,它所放射的粒子与反冲核的轨迹是两个相切的圆,圆的半径比为21,如图所示,那么碳的衰变方程是()A.CHBBCeBCCeNDCHeBe【解析】选D。由静止的碳核得到的两个粒子运动速度方向相反,并且两个粒子满足动量守恒定律,即mv=-mv
8、,由题意可知,粒子在匀强磁场中做圆周运动的半径比为21,根据r=知,电荷量之比为12,轨迹圆外切,知放射的粒子与反冲核带同种电荷,故D正确,A、B、C错误。【总结提升】衰变粒子在磁场中运动轨迹的研究核衰变前后粒子动量守恒,粒子或粒子运动方向与新核运动方向相反,但粒子带正电,粒子带负电,故可用左手定则判断得到如下结论:(1)衰变时两轨迹圆外切,且粒子与反冲核绕行方向相同。(2)衰变时两轨迹圆内切,且粒子与反冲核的绕行方向相反。(3)反冲核的电量大,反冲核做圆周运动的半径比放出粒子做圆周运动的半径要小。11.(6分)(2020三明高二检测)如图所示,x为未知的放射源,L为薄铝片,若在放射源和计数器
9、之间加上L后,计数器的计数率大幅度减小,在L和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,则x可能是()A.和的混合放射源B.纯放射源C.和的混合放射源D.纯放射源【解析】选C。此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力。在放射源和计数器之间加上薄铝片后,计数器的计数率大幅度减小,说明射线中有穿透力很弱的粒子,即粒子,在薄铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场,计数器的计数率不变,说明穿过薄铝片的粒子中无带电粒子,故只有射线。因此,放射源可能是和的混合放射源。12.(22分)钍核Th发生衰变生成镭核Ra并放出一个粒子,设该粒子的质量为m,电荷量为q,它将要进入电势差为U的带窄缝的平行平
10、板电极S1和S2之间的电场时,其速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B、方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角=60,如图所示,整个装置处于真空中。(1)写出钍核衰变方程。(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R。(3)求粒子在磁场中运动所用的时间t。【解析】(1)钍核衰变方程ThHeRa。(2)设粒子离开电场时的速度为v,由动能定理得:qU=mv2-m,粒子在磁场中做匀速圆周运动,由qvB=得轨道半径R=,所以R=。(3)粒子做圆周运动的周期T=,t=T=。答案:(1ThHeRa(2)(3)【加固训练】(多选
11、)核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137。碘131的半衰期约为8天,会释放射线;铯137是铯133的同位素,半衰期约为30年,发生衰变时会辐射射线。下列说法中正确的是()A.碘131释放的射线由电子组成B.铯137衰变时辐射出的光子能量大于可见光光子能量C.与铯137相比,碘131衰变更慢D.铯133和铯137含有相同的质子数【解析】选A、B、D。射线为高速运动的电子流,选项A对;光子的频率比可见光光子的高,能量大,选项B对;碘131的半衰期约为8天,铯137的半衰期为30年,可见,碘131的衰变比铯137要快得多,选项C错;铯133和铯137为同位素,含有相同质子数,选项D正确。关闭Word文档返回原板块