天然放射性现象半衰期

第107节天然放射现象1.2013年上海卷7．在一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生β衰变的次数为（）A．6次B．10次C．22次D．32次答案：A解析：一个23892U原子核衰变为一个20682Pb原子核的过程中，发生α衰变的次数为（238-206）÷4=8次，发生β衰变的次数为2×8-(92-82)=6次，选项A正确。2.2011年理综北京卷13．表示放射性元素碘131（I13153）β衰变的方程是（）A．HeSbI421275113153B．eXeI150131413153C．nII101305313153D．HTeI113012513153答：B【解析】A选项是α衰变，A错误；B选项是β衰变，B正确；C选项放射的是中子，C错误；D选项放射的是质子，D错误。3.2012年理综全国卷15.23592U经过m次α衰变和n次β衰变Pb20782,则（）A.m=7，n=3B.m=7,n=4C.m=14,n=9D.m=14,n=18【解析】质量数减少为：4m=235-207=28,m=7.核电荷数减少为：2m-n=92-82=10,n=4【答案】B4.2015年上海卷6．Th23290经过一系列α衰变和β衰变后变成Pb20882，则Pb20882比Th23290少（A）（A）16个中子，8个质子（B）8个中子，l6个质子（C）24个中子，8个质子（D）8个中子，24个质子解析：Pb20882比Th23290质子数少90-82=8个，核子数少232-208=24个，所以中子数少24-8=16个，故A正确，B、C、D错误。5.2015年理综北京卷14．下列核反应方程中，属于衰变的是（B）A．HOHeN1117842147B．HeThU422349023892C．nHeHH10423121D．ePaTh01-2349123490解析：A选项是人工核转变，选项A错误；B选项是原子核自发放射粒子的核反应（衰变），选项B正确；C选项是两个轻核结合成重核的反应（聚变），选项C错误；选项D为β衰变。故选B。6.2012年物理上海卷3．与原子核内部变化有关的现象是（）（A）电离现象（B）光电效应现象（C）天然放射现象（D）粒子散射现象答案：C解析：电离现象是原子核外的电子脱离原子核的束缚，与原子核内部无关，因此A不对光电效应说明光的粒子性，同样也与原子核内部无关，B不对天然放射现象是从原子核内部放出、β、三种射线，说明原子核内部的复杂结构，放出、β后原子核就变成了新的原子核，因此C正确α粒子散射现象说明原子有核式结构模型，与原子核内部变化无关，D不对7.2011年理综浙江卷15．关于天然放射现象，下列说法正确的是（）A．α射线是由氦原子核衰变产生B．β射线是由原子核外电子电离产生C．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生D．通过化学反应不能改变物质的放射性答：D【解析】放射线是从原子核中释放出来的，通过化学反应并不能改变物质的放射性。8.2015年理综重庆卷1．题1图中曲线a、b、c、d为气泡室中某放射物质发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直纸面向里。以下判断可能正确的是（D）A．a、b为β粒子的径迹B．a、b为粒子的径迹C．c、d为粒子的径迹D．c、d为β粒子的径迹解析：射线是不带电的光子流，在磁场中不偏转，B错误；粒子为氦核带正电，在磁场中受到向上的洛伦兹力向上偏转，选项A、C错误；β粒子是带负电的电子流，应向下偏转，选项D正确。9.2011年上海卷7．在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物。则（）A．措施①可减缓放射性元素衰变B．措施②可减缓放射性元素衰变abcd题1图C．措施③可减缓放射性元素衰变D．上述措施均无法减缓放射性元素衰变答案：D解析：本题考查衰变及半衰期，要求学生理解半衰期。原子核的衰变是核内进行的，故半衰期与元素处于化合态、游离态等任何状态无关，与外界温度、压强等任何环境无关，故不改变元素本身，其半衰期不会发生变化，A、B、C三种措施均无法改变，故D对。10.2014年理综重庆卷1．碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为m的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有（）A．m/4B．m/8C．m/16D．m/32【答案】C【解析】根据原子核的衰变公式：nmm）（剩21，其中4832Ttn为半衰期的次数，故16mm剩。选项C正确。11.2016年上海卷6.放射性元素A经过2次衰变和1次β衰变后生成一新元素B，则元素B在元素周期表中的位置较元素A的位置向前移动了（A）1位（B）2位（C）3位（D）4位【答案】C【解析】粒子是42He，β粒子是01e，因此发生一次衰变电荷数减少2，发生一次β衰变电荷数增加1，据题意，电荷数变化为：2213，所以新元素在元素周期表中的位置向前移动了3位。故选项C正确。12.2018年海南卷4．已知23490Th的半衰期为24天。4g23490Th经过72天还剩下（B）A．0B．0.5gC．1gD．1.5g解析：72天等于3个半衰期，g5.02103mm）（，选项B正确。13.2016年上海卷10.研究放射性元素射线性质的实验装置如图所示。两块平行放置的金属板A、B分别与电源的两极a、b连接，放射源发出的射线从其上方小孔向外射出。则（A）a为电源正极，到达A板的为射线（B）a为电源正极，到达A板的为β射线（C）a为电源负极，到达A板的为射线BA金属板放射源ab（D）a为电源负极，到达A板的为β射线【答案】B【解析】从图可以看出，到达两板的粒子在电场中做类平抛运动，到达A板的粒子的竖直位移小于到达B板粒子的竖直位移，粒子在竖直方向做匀速直线运动，则根据公式qUmdvx20可知，两极板电压U相同，放射源与两极板的距离d也相同，两个粒子初速度v0相差约10倍，而电子的qm要小得多，所以电子的竖直位移小，故到达A板的为β射线，a为电源正极，故选项B正确。14.2013年全国卷大纲版16．放射性元素氡（22286Rn）经衰变变成钋（Po21884），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22286Rn的矿石，其原因是（）A．目前地壳中的22286Rn主要来自于其它放射性元素的衰变B．在地球形成初期，地壳中的元素22286Rn的含量足够高C．当衰变产物Po21884积累到一定量以后，Po21884的增加会减慢22286Rn的衰变进程D．22286Rn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：A解析：排除法无论在在地球形成初期，地壳中的元素22286Rn的含量有多少，总有衰变到检测不出的含量的时候，B错；任何物理或化学变化，都不能减慢22286Rn的衰变进程，CD错，故A正确。15.2012年物理上海卷5．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度，其检测装置由放射源、探测器等构成，如图所示。该装置中探测器接收到的是（）（A）x射线（B）射线（C）射线（D）射线答案：D解析：首先，放射源放出的是α射线、β射线、γ射线，无x射线，A不对；另外射线穿透本领最弱，一张纸就能挡住，而β射线穿透本领较强能穿透几毫米厚的铝板，射线穿透本领最强，可以穿透几厘米厚的铅板，而要穿过轧制钢板只能是射线，因此D正确探测器放射源轧辊16.2012年物理上海卷21．Co6027发生一次β衰变后变为Ni核，其衰变方程为________________________；在该衰变过程中还发出频率为ν1、ν2的两个光子，其总能量为_____________________。答案：eNiCo60160286027，h（1＋2），解析：衰变方程满足质量数守恒和电荷数守恒；根据光子的能量E=h，可知两个光子总能量为h（1＋2）17.2011年上海卷9．天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案：D解析：本题考查衰变中三种射线，要求学生知道三种射线的贯穿本领及电离能力。衰变的射线均来自于核内，A错；从图中可看出，一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线，其贯穿本领最差，电离能力最强，但不是电磁波，而是高速粒子流，B错；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱，贯穿本领最强，是一种电磁波，属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，D对。18.2015年理综北京卷17．实验观察到，静止在匀强磁场中A点的原子核发生β衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意如图。则（D）A．轨迹1是电子的，磁场方向垂直纸面向外B．轨迹2是电子的，磁场方向垂直纸面向外C．轨迹1是新核的，磁场方向垂直纸面向里D．轨迹2是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析：静止的核发生β衰变（011AAZZXYe）由内力作用，满足动量守恒，则新核Y和电子的动量等大反向，垂直射入匀强磁场后均做匀速圆周运动，由2vqvBmr可知mvrqB，则两个新核的运动半径与电量成反比，即11eYrzr，则新核为小圆，电子为大圆；而新核带正电，电子带负电，由左手定则可知磁场方向垂直纸面向里，选项D正确。19.2017年新课标Ⅱ卷15.一静止的铀核放出一个粒子衰变成钍核,衰变方程为纸铝铅三种射线①②③A21238234492902UThHe，下列说法正确的是（B）A.衰变后钍核的动能等于粒子的动能B.衰变后钍核的动量大小等于粒子的动量大小C.铀核的半衰期等于其放出一个粒子所经历的时间D.衰变后粒子与钍核的质量之和等于衰变前铀核的质量【解析】根据动量守恒定律可知，生成的钍核的动量与粒子的动量等大反向，选项B正确；根据mpEk22可知，衰变后钍核的动能小于粒子的动能，选项A错误；铀核的半衰期等于一半数量的铀核衰变所需要的时间，而放出一个粒子经历的时间是一个原子核衰变的时间，故两者不等，选项C错误；由于核反应放出能量，由质能方程可知，衰变后粒子与钍核的质量之和小于衰变前铀核的质量，选项D错误。故选B.20.2017年北京卷23．（18分）在磁感应强度为B的匀强磁场中，一个静止的放射性原子核发生了一次α衰变。放射出α粒子（42H）在与磁场垂直的平面内做圆周运动，其轨道半径为R。以m、q分别表示α粒子的质量和电荷量。（1）放射性原子核用XAZ表示，新核的元素符号用Y表示，写出该α衰变的核反应方程。（2）α粒子的圆周运动可以等效成一个环形电流，求圆周运动的周期和环形电流大小。（3）设该衰变过程释放的核能都转为为α粒子和新核的动能，新核的质量为M，求衰变过程的质量亏损Δm。答：（1）XAZ→YAZ42+He42；（2）mBqI22，qBmT2；（3）22222)(mMcRBqmMm（1）XAZ→YAZ42+He42（2）设粒子的速度大小为v，由RmvqvB2，,2vRT，得粒子在磁场中运动周期,2qBmT环形电流大小mBqTqI22（3）由RmvqvB2，得mqBRv设衰变后新核Y的速度大小为v'，系统动量守恒：0mvvM得：MqBRMmvv由2222121mvvMmc得22222)(mMcRBqmMm说明：若利用mAM44解答，亦可。