高中物理选修3-5 课时训练16 放射性元素的衰变.doc

课时训练课时训练 16 放射性元素的放射性元素的 衰变衰变一、非标准一、非标准 1.一个放射性原子核,发生一次 衰变,则它的( )A.质子数减少一个,中子数不变 B.质子数增加一个,中子数不变 C.质子数增加一个,中子数减少一个 D.质子数减少一个,中子数增加一个 答案:C 解析: 衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子,故中子减少一个而质子增加一个。故 A、B、D 错,C 对。 2.某放射性同位素样品,在 21 天里衰减掉,它的半衰期是( )A.3 天B.5.25 天C.7 天D.10.5 天 答案:C 解析:在 21 天里衰变掉,则剩余,故经历 3 个半衰期,因此半衰期为=7(天)。3.表示放射性元素碘 131I) 衰变的方程是( )AISbHeBIXeeCIInDITeH答案:B 解析:原子核发生 衰变时,从原子核内部释放出一个电子,同时生成一个新核,选项 B 正确。 4.本题中用大写字母代表原子核。E 经 衰变成为 F,再经 衰变成为 G,再经 衰变成为 H。上述系列 衰变可记为下式:EFGH另一系列衰变如下:PQRS已知 P 是 F 的同位素,则( )A.Q 是 G 的同位素,R 是 H 的同位素B.R 是 E 的同位素,S 是 F 的同位素 C.R 是 G 的同位素,S 是 H 的同位素 D.Q 是 E 的同位素,R 是 F 的同位素 答案:B解析:因为 P 是 F 的同位素,其电荷数设为 Z,则衰变过程可记为Z+2EFGHZPQRS显然 E 和 R 的电荷数均为 Z+2,则 E 和 R 为同位素,Q 和 G 的电荷数均为 Z+1,则 Q 和 G 为同位素, S、P、F 的电荷数都为 Z,则 S、P、F 为同位素,故选项 B 正确,选项 A、C、D 错误。 5.A、B 两种放射性元素,它们的半衰期分别为 tA=10 天, tB=30 天,经 60 天后,测得两种放射性元素的质量 相等,那么它们原来的质量之比为( )A.31B.4863C.114D.161 答案:D 解析:设 A、B 两种元素原来的质量分别为 mA和 mB,对 A 元素来讲,经过 6 个半衰期,剩余质量为()6mA;对B 元素来讲,经过 2 个半衰期,剩余质量为()2mB。则()6mA=()2mB,故 D 项正确。6.放射性元素氡 Rn)经 衰变成为钋 Po),半衰期约为 3.8 天;但勘测表明,经过漫长的地质年代后,目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 Rn 的矿石,其原因是( )A.目前地壳中的 Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B.在地球形成的初期,地壳中元素 Rn 的含量足够高C.当衰变产物 Po 积累到一定量以后 Po 的增加会减慢 Rn 的衰变进程DRn 主要存在于地球深处的矿石中,温度和压力改变了它的半衰期答案:A 解析:放射性元素 Rn 可以衰变成 Po,有的元素也可以衰变成 Rn,所以尽管 Rn 的半衰期很短,自然界中仍然存在 Rn,A 正确;半衰期的大小与外界环境无关,C、D 错;如果没有其他元素衰变成 Rn,地球形成初期Rn 的含量无论多么高,现在 Rn 也几乎不存在了,B 错。7.(多选)关于放射性元素的半衰期,下列说法正确的是( )A.原子核全部衰变所需要的时间的一半 B.原子核有半数发生衰变所需要的时间 C.相对原子质量减少一半所需要的时间 D.元素质量减半所需要的时间 答案:BD 解析:放射性元素的原子核有半数发生衰变时所需要的时间叫作这种元素的半衰期,它与原子核全部衰变 所需要的时间的一半不同。放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核,原来的放射性元素原子核的个 数不断减少; 当原子核的个数减半时,该放射性元素的原子核的总质量也减半,故选项 B、D 正确。 8.(多选)美国科研人员正在研制一种新型镍铜长效电池,它是采用半衰期长达 100 年的放射性同位素镍63Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料,利用镍 63 发生 衰变时释放电子给铜片,把镍 63 和铜片作电池两极,外接负载为负载提供电能。下面有关该电池的说法正确的是( )A.镍 63 的衰变方程是 NiCuB.镍 63 的衰变方程是 NiCuC.外接负载时镍 63 的电势比铜片高 D.该电池内电流方向是从铜片到镍 答案:CD 解析 Ni 的衰变方程为 NiCu,选项 A、B 错。电流方向为正电荷定向移动方向,在电池内部电流从铜片到镍片,镍片电势高,选项 C、D 正确。9.某些建筑材料可产生放射性气体氡,氡可以发生 衰变。如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,氡通过人的呼吸沉积在肺部,并大量放出射线,从而危害人体健康,原来静止的氡核 Rn)发生一次 衰变生成新核钋 Po)。已知放出的 粒子速度为 v。(1)写出衰变方程。 (2)求衰变生成的钋核的速度大小。 答案:(1RnPoHe (2)v解析:(1)由质量数和电荷数守恒,可得衰变方程为 RnPoHe。(2)由于衰变过程中满足动量守恒,则: mPov'+mv=0 故 v'=-=-v=-v。10.约里奥·居里夫妇因发现人工放射性而获得了 1935 年的诺贝尔化学奖,他们发现的放射性元素 P 衰变成 Si 的同时放出另一种粒子,这种粒子是 P 是 P 的同位素,被广泛应用于生物示踪技术。1 mg P 随时间衰变的关系如图所示,请估算 4 mg 的 P 经多少天的衰变后还剩 0.25 mg?答案:正电子 56 天(5458 天都对) 解析 Sie(正电子)由图象可得 1 mg P 经 14 天变成 0.5 mg,再经 14 天变成 0.25 mg,由此可知 P 的半衰期为 T=14 d,因此,4 mg 的 P 经 4 个半衰期,即 4×14=56(天),将变成 0.25 mg 或由 m'=m·(可求得 t=56 天。