高中_物理_物理选修_选修3-4_高中物理人教版选修3-33-43-5（学业分层测评）含*_高中物理人教版选修3-5（学业分层测评）第十九章原子核学业分层测评14含*

.ks5u.学业分层测评(十四)(建议用时：45分钟)[学业达标]1．一个原子核发生衰变时，下列说法中正确的是(　　)A．总质量数保持不变B．核子数保持不变C．变化前后质子数保持不变D．总动量保持不变E．变化前后中子数不变【解析】　衰变过程中质量数守恒，又质量数等于核子数，故衰变过程中核子数不变，A、B正确；发生β衰变时，质子数增加中子数减少，C、E错误；由动量守恒的条件知D正确．【*】　ABD2．下列说法中正确的是(　　)A．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B．β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C．α衰变说明原子核中含有α粒子D．γ*线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波E．原子核每发生一次α衰变，其核电荷数减少2【解析】　原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子，故A错误；B正确．α*线是具有放**的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．γ*线总是伴随其他衰变发生，它的本质是电磁波，故D、E正确．【*】　BDE3．有一种新型镍铜长效电池，它是采用半衰期长达100年的放**同位素镍63(eq\o\al(63,28)Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍63发生β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eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,29)Cu＋eq\o\al(0,－1)eB．镍63的衰变方程是eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(63,27)Cu＋eq\o\al(0,1)eC．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镍片到铜片E．该电池内电流方向是从铜片到镍片【解析】　镍63的衰变方程为eq\o\al(63,28)Ni→eq\o\al(0,－1)e＋eq\o\al(63,29)Cu，选项A对，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、E对，D错．【*】　ACE4．在下列关于近代物理知识的说法中，正确的是(　　)A．*原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，原子的能量增大B．β*线是原子的核外电子电离后形成的电子流C．铀元素的半衰期为T，当温度发生变化时，铀元素的半衰期也发生变化D．查德威克发现了中子，其核反应方程为：eq\o\al(9,4)Be＋eq\o\al(4,2)He→eq\o\al(12,6)C＋eq\o\al(1,0)nE．发生β衰变时其转化方程为eq\o\al(1,0)n→eq\o\al(1,1)H＋eq\o\al(0,－1)e【解析】　*原子的核外电子从半径较小的轨道跃迁到半径较大的轨道时，吸收了能量，所以原子的能量增大，A正确；β*线是从原子核辐*出来的，不是原子外层电子电离出来的，B错；半衰期不随外界因素的变化而变化，C错，D、E符合物理学事实，正确．【*】　ADE5．关于天然放*现象，以下叙述正确的是(　　)A．若使放**物质的温度升高，其半衰期将变大B．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C．在α、β、γ这三种*线中，γ*线的穿透能力最强，α*线的电离能力最强D．铀核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(238,92)U))衰变为铅核eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\o\al(206,82)Pb))的过程中，要经过8次α衰变和6β次衰变E．放**元素的半衰期由核内部自身的因素决定【解析】　半衰期与元素的物理状态无关，若使某放**物质的温度升高，其半衰期将不变，故A错误，E正确．β衰变所释放的电子是从原子核内释放出的电子，故B错误；在α、β、γ这三种*线中，γ*线的穿透能力最强，α*线的电离能力最强，故C正确；铀核(eq\o\al(238,92)U)衰变为铅核(eq\o\al(206,82)Pb)的过程中，每经一次α衰变质子数少2，质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1，中子数不变；由质量数和核电荷数守恒，要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确；【*】　CDE6．人类探测月球时发现，在月球的土壤中含有较丰富的质量数为3的氦，它可作为未来核聚变的重要原料之一．氦的该种同位素应表示为________．【解析】　氦的同位素质子数一定相同，质量数为3，故应表示为eq\o\al(3,2)He.【*】　eq\o\al(3,2)He7．新发现的一种放**元素X，它的氧化物X2O半衰期为8天，X2O与F2能发生如下反应：2X2O＋2F2＝4XF＋O2，XF的半衰期为________天．【解析】　根据半衰期由原子核内部因素决定，而跟其所处的物理状态和化学状态无关，所以X2O、XF、X的半衰期相同，均为8天．【*】　88．铀裂变的产物之一氪90(eq\o\al(90,36)Kr)是不稳定的，它经过一系列衰变最终成为稳定的锆90(eq\o\al(90,40)Zr)，这些衰变是经过了________次________衰变．【导学号：66390048】【解析】　原子核每经过一次α衰变，质量数减少4，电荷数减少2；每经过一次β衰变，电荷数增加1，质量数不变．方法一　α衰变的次数为n＝eq\f(90－90,4)＝0(次)β衰变的次数为m＝eq\f(90－90,2)＋40－36＝4(次)．方法二　设氪90(eq\o\al(90,36)Kr)经过x次α衰变，y次β衰变后变成锆90(eq\o\al(90,40)Zr)由衰变前后的质量数、电荷数守恒得4x＋90＝90,2x－y＋40＝36解得x＝0，y＝4.【*】　4　β[能力提升]9．元素X是Y的同位素，分别进行下列衰变过程：Xeq\o(――→,\s\up7(α))Peq\o(――→,\s\up7(β))Q，Yeq\o(――→,\s\up7(β))Req\o(――→,\s\up7(α))S.则下列说法正确的是(　　)A．Q与S是同位素B．X与R原子序数相同C．R比S的中子数多2D．R的质子数少于上述任何元素E．R比X的质子数多1【解析】　上述变化过程为：eq\o\al(M,A)Xeq\o(――→,\s\up7(α))eq\a\vs4\al(\o\al(M－4,A－2))Peq\o(――→,\s\up7(β))eq\a\vs4\al(\o\al(M－4,A－1)Q)，eq\o\al(N,A)Yeq\o(――→,\s\up7(β))eq\a\vs4\al(　NA＋1)Req\o(――→,\s\up7(α))eq\a\vs4\al(\o\al(N－4,A－1))S，由此可知，Q与S为同位素，R比S多两个中子比X多一个质子，故A、C、E正确，B、D错误．【*】　ACE10．若干eq\o\al(210,83)Bi放在天平左盘上，右盘放420g砝码，天平平衡，当铋发生α衰变时，经过1个半衰期，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为________．【解析】　原有的2moleq\o\al(210,83)Bi经一个半衰期后，有1mol发生衰变生成1mol新的原子核eq\a\vs4\al(\o\al(206,81)Ti)，这种新元素质量为206g．此时左盘中还有210g未发生衰变的放**元素，所以左盘中的物质总质量为416g，应从右盘取走砝码4g.【*】　4g11．天然放**铀(eq\o\al(238,92)U)发生衰变后产生钍(eq\o\al(234,90)Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程；(2)若衰变前铀(eq\o\al(238,92)U)核的速度为v，衰变产生的钍(eq\o\al(234,90)Th)核的速度为eq\f(v,2)，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．【解析】　(1)eq\o\al(238,92)U→eq\o\al(234,90)Th＋eq\o\al(4,2)He(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＝234meq\f(v,2)＋4mv′得：v′＝eq\f(121,4)v【*】　(1)见解析　(2)eq\f(121,4)v12．放**元素eq\o\al(14,6)C被考古学家称为“碳钟”，可用它来测定古生物的年代，此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)eq\o\al(14,6)C不稳定，易发生衰变，放出β*线，其半衰期为5730年，试写出有关的衰变方程．(2)若测得一古生物遗骸中eq\o\al(14,6)C的含量只有活体中的12.5%，则此遗骸的年代距今约有多少年？【导学号：66390049】【解析】　(1)衰变方程为eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e.(2)活体中eq\o\al(14,6)C含量不变，生物死亡后，eq\o\al(14,6)C开始衰变，设活体中eq\o\al(14,6)C的含量为m0，遗骸中为m，则由半衰期的定义得m＝m0eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，即0.125＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,2)))eq\f(t,τ)，解得eq\f(t,τ)＝3，所以t＝3τ＝17190年．【*】　(1)eq\o\al(14,6)C→eq\o\al(14,7)N＋eq\o\al(0,－1)e(2)17190年