2019-3-14 高中 物理 放射性的发现 计算题

2019-3-14 高中物理放射性的发现计算题
（考试总分：100 分考试时间： 120 分钟）
一、计算题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）
1、放射性物质
Pb和
Co的核衰变方程分别为：
Po→ Pb+X 1
Co→ Ni+X2
方程中的X1代表的是________，X2代表的是________．
2、核电站的核能来源于核的裂变，下列说法中正确的是
A ．原子核中有92个质子、143个中子
B ．的一种可能的裂变反应方程式为
C ．是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短
D．反应后的核废料已不具有放射性，不需要进一步处理
E. 一个核裂变的质量亏损为Δm=0.215 5 u，则释放的核能约201 MeV
3、写出所给放射性元素的衰变方程：铋核
写出所给放射性元素的衰变方程：钍核
已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩多少？
注：衰变生成的新核均由X 来表示
4、原子核A经过若干次衰变后变成原子核B ，已知B核的质子数比A核少8，B核的中子数比A核少16，则此衰变过程中共有________次α衰变，________次β衰变．
5、下列叙述正确的有（）
A．天然放射现象说明原子核具有复杂结构
B．卢瑟福通过α粒子散射实验，发现原子核有一定的结构
C．查德威克在原子核人工转变的实验中发现了中子
D．同种放射性元素，在化合物中的半衰期比在单质中长
E. 放射性元素的半衰期是一个统计规律，只对大量的原子核才适用
6、自然界里一些放射性重元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射系．图是锕系图．纵坐标N表示________，横坐标Z表示________，从U→Pb有________次α衰变，________次β衰变．
7、射线在真空中的速度与光速相同的是那些？
8、的半衰期是4.5×109年，假设一块矿石中含有2kg．求：
(1)经过45亿年后，还剩多少238U？
(2)假设发生衰变的铀都变成了206Pb，矿石中含有多少铅？
(3)这时铀、铅的质量之比是多少？
9、如图R 为一含有
的放射源，它能放出
、
、
三种射线变为为一张厚报纸；MN为一光屏，虚线框内存在着匀强磁场在屏上只有O、P两个亮点则打在P点的是______ 射线；衰变为
要经过多次衰变和衰变，其中要经过的衰变次数为______ ．
10、完成下列内容
(1)请写出铀23892U发生α衰变生成钍23490Th的核反应方程______________________
(2)若在该反应过程中释放的核能为E，则该反应过程中质量亏损为________(真空中的光速为c)。

(3)放射性元素X的半衰期是2天，2g该元素经过4天还剩________g。

一、计算题（本题共计 10 小题，每题 10 分，共计100分）
1、【答案】
；
；
【解析】
由核反应中质量数和电荷数守恒知X1代表，而X2代表．2、【答案】ABE
【解析】原子核中有92个质子、143个中子，A
正确；
的一种可能的裂变反应方程式为
，B 正确；是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度
后半衰期不变，C错误；反应后的核废料具有放射性，还需要进一步处理，D 错误；一个核裂变的质量
亏损为Δm=0.215 5 u，释放的核能约为ΔE=0.215 5×931 MeV≈201 MeV，E正确。

3、【答案】放射性元素的衰变方程是，
放射性元素的衰变方程是
已知钍234的半衰期是24天，1g钍经过120天后还剩．
【解析】
根据衰变过程中质量数和电荷数守恒得
放射性元素的衰变方程为，
根据衰变过程中质量数和电荷数守恒得
放射性元素的衰变方程为，
已知钍234的半衰期是24天，经过120天后，发生5个半衰期，
所以1g钍经过120天后还剩
．
4、【答案】 6 4
【解析】
发生α衰变是放出，发生β衰变是放出电子，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和
电荷数守恒有：
2x-y=8，4x=16，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变．
5、【答案】ACE
【解析】天然放射现象中有粒子从原子核里面释放出来，表明原子核是可分、可变的，具有内部结构，A正
确；卢瑟福通过α粒子散射实验，发现了原子核，B错误；中子就是查德威克用人工转变的方法发现的，C正
确；半衰期与元素的存在形态无关，D错误；半衰期不适用与个别原子核，而是一种大量原子核的统计规律
，E正确。

6、【答案】中子数；质子数； 7； 4；
【解析】
因为在衰变的过程中，横坐标不是多1，就是少2，知横坐标为电荷数，即质子数．纵坐标少2或少1，知
纵坐标表示中子数．从U→Pb，质子数少10，中子数少18，则质量数少28，由于Pb是不稳定的还会继续
衰变的，设经过n次α衰变，m次β衰变，有4n=28，2n-m=10，解得n=7，m=4．
7、【答案】，；（表示光速）
【解析】
阴极射线中的电子是电热丝经通电发热而激发出来的，不同部位吸热量不同，所以激发飞出后的速度也不尽
相同，比光速小；由实验测得α射线的速度约是光速的十分之一，β射线的速度约是光速的十分之九；γ射
线是光子流，速度与光速相同.
8、【答案】(1)m=1kg (2)0.866kg (3)1:0.866
【解析】 (1)总质量(m0)、衰变质量(m)、衰变时间(t),半衰期(T)之间关系为：
m=m
将m0=2kg,T0=45亿年，t=45亿年，代人解得：m=m0/2=1kg
故还剩余1kg.
(2)根据质量数守恒可知，生成的铅和其它粒子的质量之比为：206:32
所以已经衰变的1kg铀中含有铅为：
m′=m()=0.866kg
故答案为：0.866kg
(3)根据(1)(2)所求可知，此时剩余的铀为1kg，产生的铅为0.866kg，这时铀、铅的质量之比是1:0.866，故这
时铀、铅的质量之比是1:0.866。

9、【答案】 4
【解析】
因为
粒子的贯穿本领较小，一张纸即可把它挡住，所以亮斑中不可能有射线，因为射线不带电，所以不
受磁场约束，直接打在O点，所以打在P 点的是射线；
衰变为，质量数减小16，电荷数减小6．
由于原子核经过一次衰变，电荷数减小2，质量数减小4，
经过一次衰变后电荷数增加1，质量数不变，所以要经过的衰变次数为.
10、【答案】23892U→23490Th+42He E/c2 0.5
【解析】（1）23892U→23490Th+42He
（2）根据质能方程E=∆mc2可解得该反应过程中质量亏损为∆m= E/c2
（3）2g该元素经过4天还剩。