人教版 (2019)选择性必修 第三册2 放射性元素的衰变课堂检测

2.放射性元素的衰变

课后篇巩固提升

基础巩固

1.卢瑟福通过实验首次实现了原子核的人工转变,其核反应方程为He NH,下列说法错误的是 (　　)

A.卢瑟福通过该实验提出了原子核式结构模型

B.实验中是用α粒子轰击氮核

C.卢瑟福通过该实验发现了质子

D.原子核在人工转变的过程中,电荷数一定守恒

解析卢瑟福用α粒子轰击金箔散射的实验,提出原子的核式结构模型,故A错误;用α粒子轰击氮核首次实现了原子核的人工转变,并发现了质子,故B、C正确;核反应方程质量数和电荷数是守恒的,故D正确。

答案A

2.(2020北京西城区二模)在核反应方程BeHeC+X中,X表示的是(　　)

A.质子 B.中子

C.电子 D.α粒子

解析根据质量数守恒,X的质量数为9+4-12=1;根据核电荷数守恒,X的核电荷数为4+2-6=0,说明X为中子,故B正确,ACD错误。

答案B

3.14C测年法是利用14C衰变规律对古生物进行年代测定的方法。若以横坐标t表示时间,纵坐标m表示任意时刻14C的质量,m0为t=0时14C的质量。下面四幅图中能正确反映14C衰变规律的是(　　)

解析设衰变周期为T,那么任意时刻14C的质量m=m0,可见,随着t的增长物体的质量越来越小,且变化越来越慢,很显然C项图线符合衰变规律,故选C。

答案C

4.(2020陕西西安长安区模拟)居里夫人是放射性元素钋Po)的发现者。已知钋Po)发生衰变时,会产生α粒子和原子核X,并放出γ射线。下列分析正确的是(　　)

A.原子核X的质子数为82,中子数为206

B.γ射线具有很强的穿透能力,可用来消除有害静电

C.由α粒子所组成的射线具有很强的电离能力

D.地磁场能使γ射线发生偏转

解析根据发生核反应时,质量数与电荷数守恒,可得原子核X的质子数为84-2=82,质量数为210-4=206,依据质量数等于质子数与中子数之和,得原子核X的中子数为206-82=124,故A错误;γ射线具有很强的穿透能力,但是电离本领弱,不能用来消除有害静电,故B错误;因为α射线实质是氦核流,具有很强的电离本领,故C正确;γ射线的实质是频率很高的电磁波,本身不带电,所以γ射线在地磁场不会受力,不能发生偏转,故D错误。

答案C

5.一个静止的放射性原子核处于垂直纸面向里的匀强磁场中,由于发生了衰变而形成了如图所示的两个圆形径迹,两圆半径之比为1∶16,下面说法正确的是              (　　)

A.该原子核发生了α衰变

B.反冲核沿小圆作顺时针方向运动

C.原静止的原子核的原子序数为15

D.沿大圆和小圆运动的粒子的周期相同

解析由轨迹图可判断发生了β衰变,A错误;由左手定则可判断反冲核沿小圆逆时针旋转,B错误;

因为粒子与反冲核的动量大小相等,所以轨道半径与电荷量成反比,即R=

当发生β衰变时

所以选项C正确;

由T=可知D错误。

答案C

能力提升

1.(2020山东日照三模)已知Rn的半衰期为3.82d,经衰变后变成稳定的Pb。下列说法正确的是(　　)

A.氡核Rn的中子数为86,质子数为136

B.该衰变要经过4次α衰变和4次β衰变

C.该衰变过程,遵循质量守恒

D.标号为a、b、c、d的4个氡核Rn经3.82d后一定剩下2个核未衰变

解析氡核的质子数为86,中子数为222-86=136,故A错误;设此衰变过程中经历了要经过X次α衰变和Y次β衰变,根据质量数守恒和电荷数守恒可得其衰变方程为RnPb+He+e,由222=206+4X,86=82+2X-Y,联立解得:X=4,Y=4,故B正确;该衰变过程释放能量存在质量亏损,遵循质量数守恒、电荷数守恒,故C错误;半衰期适用于大量的原子核,对于少量的原子核不适用,故D错误。

答案B

2.(2020山东卷)氚核H发生β衰变成为氦核He。假设含氚材料中H发生β衰变产生的电子可以全部定向移动,在3.2×104 s时间内形成的平均电流为5.0×10-8 A。已知电子电荷量为1.6×10-19 C,在这段时间内发生β衰变的氚核H的个数为(　　)

A.5.0×1014 B.1.0×1016

C.2.0×1016 D.1.0×1018

解析根据电流的定义式I=,该段时间内产生的电荷量为q=It=5.0×10-8×3.2×104C=1.6×10-3C,根据衰变方程得Hee,可知这段时间内发生β衰变的氚核H的个数为n==1.0×1016,故B正确,ACD错误。

答案B

3.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(1ThHe

(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

4.为测定水库的存水量,将一瓶放射性溶液倒入水库中,已知这杯溶液每分钟衰变8×107次,这种同位素半衰期为2天,10天以后从水库中取出1 m3的水,并测得每分钟衰变10次,求水库的存水量。

解析由每分钟衰变次数与其质量成正比出发,运用半衰期知识可求出存水量。

设放射性同位素原有质量为m0,10天后其质量剩余为m,水库存水量为Qm3,由每分钟衰变次数与其质量成正比可得,由半衰期公式得m=,由以上两式联立代入数据得==5,解得水库存水量为2.5×105m3。

答案2.5×105 m3