
1.天然放射現(xiàn)象
⑴ 物質(zhì)發(fā)射射線的性質(zhì)稱為放射性,具有放射性的元素稱為放射性元素。
⑵ 放射性元素自發(fā)地發(fā)出射線的現(xiàn)象,叫做天然放射現(xiàn)象。
典例精講
【例1.1】(思明區(qū)校級(jí)月考)說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的是( )
A.質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)B.天然放射性現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)
C.電子的發(fā)現(xiàn)D.α粒子散射實(shí)驗(yàn)
【分析】質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)與原子核是由質(zhì)子和中子組成的沒有關(guān)聯(lián);天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu);湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,知道原子還可以再分,表明了原子內(nèi)部是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的,但原子核是否具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)并沒有能夠說明;α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的核式結(jié)構(gòu)模型,并沒有說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。
【解答】解:A、質(zhì)子的發(fā)現(xiàn)與原子核是由質(zhì)子和中子組成的沒有關(guān)聯(lián)。故A錯(cuò)誤。
B、天然放射現(xiàn)象說明原子核內(nèi)部有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。故B正確。
C、湯姆生發(fā)現(xiàn)電子,知道原子還可以再分,表明了原子內(nèi)部是有復(fù)雜結(jié)構(gòu)的,但原子核是否具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)并沒有能夠說明。故C錯(cuò)誤;
D、α粒子散射實(shí)驗(yàn)說明原子的核式結(jié)構(gòu)模型,并沒有說明原子核具有復(fù)雜結(jié)構(gòu)。故D錯(cuò)誤;
故選:B。
【例1.2】(撫州模擬)下列說法中正確的是( )
A.天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn),揭示了原子核是由質(zhì)子和中子組成的
B.玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說上引進(jìn)了量子理論
C.γ射線是波長很短的電磁波,它的貫穿能力很弱
D.盧瑟福的α粒子散射實(shí)驗(yàn)揭示了原子核有復(fù)雜結(jié)構(gòu)
【分析】根據(jù)物理學(xué)史和常識(shí)解答,記住著名物理學(xué)家的主要貢獻(xiàn)即可。
【解答】解:A、天然放射現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)揭示了原子核有復(fù)雜的結(jié)構(gòu),故A錯(cuò)誤
B、玻爾的原子結(jié)構(gòu)理論是在盧瑟福核式結(jié)構(gòu)學(xué)說基礎(chǔ)上引進(jìn)了量子理論,故B正確
C、γ射線是波長很短的電磁波,它的貫穿能力很強(qiáng),故C錯(cuò)誤
D、盧瑟福在用α粒子轟擊金箔的實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)了質(zhì)子,提出原子核式結(jié)構(gòu)學(xué)說,故D錯(cuò)誤
故選:B。
2.三種射線
把放射源放入鉛做成的容器中,射線只能從容器的小孔射出,稱為細(xì)細(xì)的一束。在射線經(jīng)過的空間施加磁場(chǎng),發(fā)現(xiàn)射線分裂成三束,其中兩束在磁場(chǎng)中向不同的方向偏轉(zhuǎn),說明它們是帶電粒子流,另一束在磁場(chǎng)中不偏轉(zhuǎn),說明它不帶電。人們把這三種射線分別叫做 SKIPIF 1 < 0 射線、 SKIPIF 1 < 0 射線、 SKIPIF 1 < 0 射線。
SKIPIF 1 < 0 射線:高速氦原子核流,帶正電。
SKIPIF 1 < 0 射線:高速電子流,帶負(fù)電。
SKIPIF 1 < 0 射線:波長很短的光子流,不帶電。
典例精講
【例2.1】(石景山區(qū)模擬)α、β和γ射線穿透物質(zhì)的能力是不同的,為把輻射強(qiáng)度減到一半所需鋁板的厚度分別為0.0005cm、0.05cm和8cm。工業(yè)部門可以使用射線來測(cè)厚度。如圖所示,軋鋼廠的熱軋機(jī)上可以安裝射線測(cè)厚儀,儀器探測(cè)到的射線強(qiáng)度與鋼板的厚度有關(guān),軋出的鋼板越厚,透過的射線越弱。因此,將射線測(cè)厚儀接收到的信號(hào)輸入計(jì)算機(jī),就可以對(duì)鋼板的厚度進(jìn)行自動(dòng)控制。如果鋼板的厚度需要控制為5cm,請(qǐng)推測(cè)測(cè)厚儀使用的射線是( )
A.α射線B.β射線C.γ射線D.可見光
【分析】根據(jù)α、β、γ三種射線的特點(diǎn),及各自穿透能力高低,即可求解。
【解答】解:根據(jù)α、β、γ三種射線特點(diǎn)可知,γ射線穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱,α射線電離能量最強(qiáng),穿透能力最弱,為了能夠準(zhǔn)確測(cè)量鋼板的厚度,探測(cè)射線應(yīng)該用γ射線;隨著軋出的鋼板越厚,透過的射線越弱,而軋出的鋼板越薄,透過的射線越強(qiáng),故ABD錯(cuò)誤,C正確;
故選:C。
【例2.2】(資陽期末)下列說法中正確的是( )
A.聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng),觀察者接收到的頻率小于聲源的頻率
B.電磁波譜波長由長到短順序是無線電波、紫外線、可見光、紅外線、X射線、γ射線
C.機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播,波源周圍如果沒有介質(zhì),就不能形成機(jī)械波
D.宇宙飛船以接近光速的速度經(jīng)過地球時(shí),地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變快
【分析】根據(jù)多普勒效應(yīng)可知,聲波在波源移向觀察者時(shí)接收頻率變高,而在波源遠(yuǎn)離觀察者時(shí)接收頻率變低;
根據(jù)電磁波的波譜的順序分析;
由機(jī)械波產(chǎn)生的條件分析;
由相對(duì)論原理可知,宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時(shí),地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變慢。
【解答】解:A、根據(jù)多普勒效應(yīng),當(dāng)聲源向靜止的觀察者運(yùn)動(dòng),觀察者接收到的頻率大于聲源的頻率,故A錯(cuò)誤;
B、電磁波譜波長由長到短順序是無線電波、紅外線、可見光、紫外線、X射線、γ射線,故B錯(cuò)誤;
C、根據(jù)機(jī)械波產(chǎn)生的條件可知,機(jī)械波只能在介質(zhì)中傳播,波源周圍如果沒有介質(zhì),就不能形成機(jī)械波,故C正確;
D、宇航員駕駛宇宙飛船以接近光速經(jīng)過地球時(shí),根據(jù)時(shí)間的相對(duì)性,知時(shí)間間隔變長,地球上的人觀察到飛船上的時(shí)鐘變慢,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
【例2.3】(明光市校級(jí)月考)關(guān)于電磁波,下列說法中不正確的是( )
A.電磁波譜按粒子性從強(qiáng)到弱依次為γ射線、X射線、可見光、紅外線和無線電波
B.X射線可用于醫(yī)院里的消毒殺菌和地鐵站的安檢
C.一切物體都可以產(chǎn)生紅外線,紅外線可用于加熱、遙控和遙感
D.γ射線是比x射線波長更短的電磁波,醫(yī)學(xué)上用它治療癌癥
【分析】本題應(yīng)抓住紅外線、X射線、紫外線、γ射線產(chǎn)生的顯著特征,及波長的長短,進(jìn)行分析求解。
【解答】解:A、按粒子性從強(qiáng)到弱依次為γ射線、X射線、紫外線、可見光、紅外線和無線電波,故A正確。
B、紫外線有顯著的化學(xué)作用,利用紫外線可用于醫(yī)院里的消毒殺菌;地鐵站的安檢使用X射線,故B不正確。
C、一切物體都可以產(chǎn)生紅外線,因紅外線波長較長,則可用于加熱、遙控和遙感。故C正確。
D、γ射線是原子核受激發(fā),γ射線是比x射線波長更短的電磁波,醫(yī)學(xué)上用它治療癌癥,故D正確。
本題選擇不正確的,故選:B。
【例2.4】(安徽期末)關(guān)于下列四幅圖的說法正確的是( )
A.甲圖中,三種放射線處在磁場(chǎng)中,中間沒有偏轉(zhuǎn)的b是γ射線,它比a和c的電離能力強(qiáng)
B.乙圖中,處于基態(tài)的氫原子能吸收能量為14eV的光子而發(fā)生電離
C.丙圖中,用同一光電管做實(shí)驗(yàn),甲光光照強(qiáng)度大于乙光光照強(qiáng)度,乙光的頻率大于丙光的頻率
D.丁圖中,原子核F的比結(jié)合能大于原子核E的比結(jié)合能,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要釋放能量
【分析】甲圖中,三種放射線處在磁場(chǎng)中,沒有偏轉(zhuǎn)的為γ粒子,穿透能力最強(qiáng),電離能力最弱;能級(jí)差是量子化的,輻射的光子頻率只能是一些特定的值;當(dāng)吸收的能量等于兩能級(jí)間的能級(jí)差,才能發(fā)生躍遷。重核裂變、輕核聚變都有質(zhì)量虧損,都向外釋放能量,從而即可求解。
【解答】解:A、甲圖中,三種放射線處在磁場(chǎng)中,中間沒有偏轉(zhuǎn)的為γ粒子,電離能力最弱,而穿透能力最強(qiáng),故A錯(cuò)誤;
B、基態(tài)氫原子的能量為﹣13.6eV,吸收14eV的能量會(huì)發(fā)生電離,多余的能量就是電子的最大初動(dòng)能,故B正確;
C、丙圖中,用同一光電管做實(shí)驗(yàn),由圖可知遏止電壓大小關(guān)系是:丙>甲=乙,由公式:eUc=hv﹣W0可知,三種光的頻率關(guān)系是:丙>甲=乙,所以乙光的頻率小于丙光的頻率;從圖可知甲的飽和光電流比乙大,則甲光光照強(qiáng)度大于乙光光照強(qiáng)度,故C錯(cuò)誤;
D、丁圖中,原子核D和E聚變成原子核F時(shí)會(huì)有質(zhì)量虧損,要釋放能量,原子核F的比結(jié)合能大于原子核E的比結(jié)合能,故D正確;
故選:BD。
二、放射性元素的衰變
1.放射性元素的衰變
1.原子核的衰變
原子核放出 SKIPIF 1 < 0 粒子或 SKIPIF 1 < 0 粒子,由于核電荷數(shù)變了,它就變成了另一種原子核。我們把這種變化稱為原子核的衰變。
SKIPIF 1 < 0 衰變: SKIPIF 1 < 0 (規(guī)律: SKIPIF 1 < 0 ) ( SKIPIF 1 < 0 是鈾)
SKIPIF 1 < 0 衰變: SKIPIF 1 < 0 (規(guī)律: SKIPIF 1 < 0 ) ( SKIPIF 1 < 0 是釷)
SKIPIF 1 < 0 衰變: SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 衰變生成的新核通常處于較高能級(jí),躍遷到低能級(jí)時(shí)輻射出的光子。
2.半衰期
放射性元素的原子核有半數(shù)發(fā)生衰變所需的時(shí)間,叫做這種元素的半衰期。
⑴ 對(duì)于同一種放射性元素,半衰期是一個(gè)定值。
⑵ 半衰期是對(duì)大量原子核的統(tǒng)計(jì)規(guī)律,不是少數(shù)原子核的行為。
⑶ 半衰期由原子核內(nèi)部自身的因素決定,跟原子所處的化學(xué)狀態(tài)和外部條件無關(guān)。
典例精講
【例1.1】(蘇州月考)靜止的氡核Rn放出某種粒子X后變成釙核,粒子X的動(dòng)能為Ek1,若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子X的動(dòng)能。試回答以下問題
①寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請(qǐng)用物理學(xué)上規(guī)定的符號(hào)表示粒子X);
②求釙核的動(dòng)能Ek2。
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)可以正確寫出該核反應(yīng)方程,根據(jù)衰變過程中的動(dòng)量守恒可正確求解。
【解答】解:①根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)守恒可得該核衰變的反應(yīng)方程為:Rn→PHe。
②設(shè)粒子x的質(zhì)量為m1、速度為v1,釙核的質(zhì)量為m2、速度為v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律 有:0=m1v1﹣m2v2
釙核的動(dòng)能為:Ek2
答:①衰變的核反應(yīng)方程Rn→PHe;
②釙核的動(dòng)能Ek2為。
【例1.2】(河南月考)某一靜止的放射性原子核X發(fā)生α衰變,若該衰變過程釋放的核能都轉(zhuǎn)為α粒子和新核Y的動(dòng)能,且衰變過程中的質(zhì)量虧損為△m.已知光在真空中的傳播速度為c,涉及動(dòng)量問題時(shí),虧損的質(zhì)量可不計(jì)。
(1)寫出該α衰變的核反應(yīng)方程;
(2)若放射性原子核X的半衰期為4天,求經(jīng)過8天4gX剩下的質(zhì)量;
(3)求α粒子衰變后的動(dòng)能。
【分析】(1)根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒寫出核反應(yīng)方程;
(2)根據(jù)半衰期與剩余質(zhì)量的關(guān)系求出剩余的質(zhì)量;
(3)衰變過程中質(zhì)量虧損產(chǎn)生的能量轉(zhuǎn)化為粒子的動(dòng)能,同時(shí)衰變過程動(dòng)量守恒,因此根據(jù)動(dòng)量、能量守恒列方程即可求解。
【解答】解:(1)α粒子的質(zhì)量數(shù)為4,電荷數(shù)為2,是氦核,根據(jù)核反應(yīng)過程中的質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒可得:→
(2)經(jīng)過8天,即經(jīng)過2個(gè)半衰期,則剩余的質(zhì)量:mg
(3)衰變過程中動(dòng)量守恒,因此根據(jù)動(dòng)量守恒定律有:0=MYvY﹣MHevHe…①
根據(jù)能量守恒有:②
解以上方程可得:。
放出的α粒子的初動(dòng)能:。
答:(1)該α衰變的核反應(yīng)方程是→;
(2)若放射性原子核X的半衰期為4天,經(jīng)過8天4gX剩下的質(zhì)量是1g;
(3)α粒子衰變后的動(dòng)能為。
【例1.3】(崇川區(qū)校級(jí)二模)室內(nèi)裝修污染四大有害氣體是苯系物、甲醛、氨氣和氡.氡存在于建筑水泥、礦渣磚、裝飾石材及土壤中.氡看不到,嗅不到,即使在氡濃度很高的環(huán)境里,人們對(duì)它也毫無感覺.氡進(jìn)入人的呼吸系統(tǒng)能誘發(fā)肺癌,是除吸煙外導(dǎo)致肺癌的第二大因素.靜止的氡核Rn放出一個(gè)粒子x后變成釙核P,釙核的動(dòng)能為Ek1,若衰變放出的能量全部變成釙核和粒子x的動(dòng)能.試回答以下問題:
①寫出上述衰變的核反應(yīng)方程(請(qǐng)用物理學(xué)上規(guī)定的符號(hào)表示粒子x);
②求粒子x的動(dòng)能Ek2.
【分析】①根據(jù)質(zhì)量數(shù)和電荷數(shù)可以正確寫出該核反應(yīng)方程;
②衰變過程中系統(tǒng)動(dòng)量守恒,由動(dòng)量守恒與動(dòng)能的計(jì)算公式求出x的動(dòng)能.
【解答】解:①氡核Rn放出某種粒子x后變成釙核P可以判斷發(fā)生的是α衰變,衰變方程為:
Rn→P
②設(shè)釙核的質(zhì)量為m1、速度為v1,粒子x的質(zhì)量為m2、速度為v2,根據(jù)動(dòng)量守恒定律,有:
0=m1v1﹣m2v2
粒子x的動(dòng)能:
答:①上述衰變的核反應(yīng)方程為:Rn→P;
②粒子x的動(dòng)能Ek2為.
2.放射性同位素的應(yīng)用
⑴ 利用其射線:α射線電離性強(qiáng),用于使空氣電離,將靜電泄出,從而消除有害靜電。γ射線貫穿性強(qiáng),可用于金屬探傷,也可用于治療惡性腫瘤。各種射線均可使DNA發(fā)生突變,可用于生物工程,基因工程。
⑵ 作為示蹤原子:用于研究農(nóng)作物化肥需求情況,診斷甲狀腺疾病的類型,研究生物大分子結(jié)構(gòu)及其功能。
⑶ 進(jìn)行考古研究:利用放射性同位素碳14,判定出土文物的產(chǎn)生年代。
隨堂練習(xí)
一.選擇題(共4小題)
1.(南陽期末)關(guān)于天然放射現(xiàn)象,敘述正確的是( )
A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將減少
B.β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的
C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng)
D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變
2.(嶗山區(qū)校級(jí)月考)下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.100個(gè)Pu經(jīng)過一個(gè)半衰期后可能還剩余50個(gè)
B.α、β、γ射線比較,α射線的電離作用最強(qiáng)
C.原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里
D.由玻爾的原子模型可以推知,氫原子處于激發(fā)態(tài),量子數(shù)越大,核外電子動(dòng)能越小
3.(淮安一模)下列說法正確的是( )
A.質(zhì)量數(shù)越小的原子核,比結(jié)合能越大
B.盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
C.德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說,并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象
D.氡的半衰期為3.8天,若取40個(gè)氡原子核,則經(jīng)過7.6天剩下10個(gè)氡原子核
4.(龍巖期末)在密封云室內(nèi),放射源镅Am衰變成镎Np的過程中放出一種射線,沿射線徑跡產(chǎn)生一連串的凝結(jié)核,容器內(nèi)就出現(xiàn)“云霧”,這樣就可以看到射線的徑跡。已知Am的半衰期為432.6年,則下列說法正確的是( )
A.通過云室看到的是β射線的徑跡
B.該射線的穿透能力很強(qiáng)
C.若環(huán)境溫度升高,Am的半衰期會(huì)變短
D.0.4g的Am經(jīng)過865.2年衰變了0.3g
二.多選題(共6小題)
5.(資中縣校級(jí)月考)許多物理現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)上得到了應(yīng)用,以下對(duì)一些應(yīng)用的解釋,說法正確的是( )
A.紫外線驗(yàn)鈔機(jī)利用紫外線的化學(xué)作用
B.X光透視利用光的衍射現(xiàn)象
C.工業(yè)上的金屬探傷利用的是γ射線具有較強(qiáng)穿透能力
D.紅外遙感技術(shù)利用一切物體都不停地輻射紅外線的現(xiàn)象
E.無線電波用于通信和廣播
6.(廣東月考)關(guān)于天然放射性,下列說法正確的是( )
A.德國物理學(xué)家倫琴首次發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象
B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)
C.放射性元素與另的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性
D.α、β和γ三種射線中,α射線的穿透能力最強(qiáng)
E.一個(gè)原子核在一次衰變中不可能同時(shí)放出α、β和γ三種射線
7.(朝陽區(qū)校級(jí)三模)關(guān)于原子核的變化、核能及核力,下列說法正確的是( )
A.核力是一種弱相互作用,只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間
B.某原子經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變
C.放射性原子核X發(fā)生衰變,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來X的結(jié)合能
D.Un→BaKr+3n是太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)之一
8.(河南模擬)在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)在天然放射現(xiàn)象中共放出了三種射線,圖為這種射線貫穿物體惰況的示意圖,①、②、③各代表一種射線,以下說法正確的是( )
A.三種射線均來源于原子核
B.射線①的電離能力最弱
C.射線②為高速的質(zhì)子流
D.射線③可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋
E.射線③是一種高能的電磁波
9.(黃岡校級(jí)模擬)關(guān)于天然放射性,下列說法正確的是( )
A.所有元素都可能發(fā)生衰變
B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)
C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性
D.α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng)
E.β射線是原子的內(nèi)層電子脫離原子核形成的
10.(廣西一模)下列表述正確的是( )
A.HeH→HeH是聚變反應(yīng)
B.U→ThHe是人工核轉(zhuǎn)變
C.Na→Mge是衰變反應(yīng)
D.元素的半衰期會(huì)受到其所處環(huán)境的影響
E.Un→KrBa+3n是裂變反應(yīng)
三.解答題(共1小題)
11.(2010秋?西湖區(qū)校級(jí)月考)如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖.
(1)請(qǐng)你簡述自動(dòng)控制的原理.
(2)如果工廠生產(chǎn)的為的鋁板,在、和三種射線中,你認(rèn)為哪一種射線在的厚度控制中起主要作用,為什么?
隨堂練習(xí)
參考答案與試題解析
一.選擇題(共4小題)
1.(南陽期末)關(guān)于天然放射現(xiàn)象,敘述正確的是( )
A.若使放射性物質(zhì)的溫度升高,其半衰期將減少
B.β衰變所釋放的電子是原子核外的電子電離形成的
C.在α、β、γ這三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng),α射線的電離能力最強(qiáng)
D.鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中,要經(jīng)過8次α衰變和10次β衰變
【分析】半衰期由原子本身決定,與外界環(huán)境無關(guān),β衰變所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,α、β、γ這三種射線中,電離本領(lǐng)依次減弱,穿透本領(lǐng)依次增強(qiáng),根據(jù)守恒方程判斷D,從而即可求解。
【解答】解:A、半衰期由原子核自身決定,與外界因素?zé)o關(guān),故A錯(cuò)誤;
B、所釋放的電子是原子核內(nèi)的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子時(shí)產(chǎn)生的,故B錯(cuò)誤;
C、在α、β、γ這三種射線中,電離本領(lǐng)依次減弱,穿透本領(lǐng)依次增強(qiáng),故C正確;
D、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒和電荷數(shù)守恒,鈾核(U)衰變?yōu)殂U核(Pb)的過程中,設(shè)發(fā)生x次α衰變,y次β衰變,衰變方程為:
U→Pb+xα+yβ
則:238=206+4x,解得:x=8
又:92=82+8×2﹣y,得:y=6
即要經(jīng)過8次α衰變和6次β衰變,故D錯(cuò)誤。
故選:C。
2.(嶗山區(qū)校級(jí)月考)下列說法中錯(cuò)誤的是( )
A.100個(gè)Pu經(jīng)過一個(gè)半衰期后可能還剩余50個(gè)
B.α、β、γ射線比較,α射線的電離作用最強(qiáng)
C.原子的全部正電荷和全部質(zhì)量都集中在原子核里
D.由玻爾的原子模型可以推知,氫原子處于激發(fā)態(tài),量子數(shù)越大,核外電子動(dòng)能越小
【分析】放射性元素的半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律;α、β、γ射線電離能力逐漸減弱,穿透能力逐漸增強(qiáng);原子核中集中了全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量;根據(jù)庫侖引力提供向心力,得出軌道半徑與動(dòng)能的關(guān)系,從而判斷出量子數(shù)變大,核外電子動(dòng)能的變化。
【解答】解:A、放射性元素的半衰期具有統(tǒng)計(jì)規(guī)律,對(duì)大量的原子核適用,因此經(jīng)過一個(gè)半衰期后可能還剩余50個(gè),也可能沒有,也可能還是100個(gè),故A正確;
B、α、β、γ射線比較,α射線的電離作用最強(qiáng),穿透能力最弱,故B正確;
C、原子的全部正電荷和幾乎全部質(zhì)量都集中在原子核里,因?yàn)殡娮右灿匈|(zhì)量,故C錯(cuò)誤;
D、由玻爾的原子模型可以推知,氫原子處于激發(fā)態(tài),量子數(shù)越大,軌道半徑越大,根據(jù),知,電子的動(dòng)能越小,故D正確;
本題選擇錯(cuò)誤的,
故選:C。
3.(淮安一模)下列說法正確的是( )
A.質(zhì)量數(shù)越小的原子核,比結(jié)合能越大
B.盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型
C.德國物理學(xué)家普朗克提出了量子假說,并成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象
D.氡的半衰期為3.8天,若取40個(gè)氡原子核,則經(jīng)過7.6天剩下10個(gè)氡原子核
【分析】中等大小的核,比結(jié)合能最大;盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型;愛因斯坦光子說成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象;半衰期是放射性元素的原子有一半發(fā)生衰變的時(shí)間,且適用于大量核子數(shù)。
【解答】解:A、中等大小的原子核,比結(jié)合能最大,原子核最穩(wěn)定,故A錯(cuò)誤;
B、由物理學(xué)史可知,盧瑟福根據(jù)α粒子散射實(shí)驗(yàn)提出了原子核式結(jié)構(gòu)模型,故B正確;
C、一普拉克在研究黑體輻射問題時(shí)提出了能量子假說,建立了量子論;而愛因斯坦光子說成功解釋了光電效應(yīng)現(xiàn)象,故C錯(cuò)誤;
D、半衰期適用于大量原子核,故D錯(cuò)誤;
故選:B。
4.(龍巖期末)在密封云室內(nèi),放射源镅Am衰變成镎Np的過程中放出一種射線,沿射線徑跡產(chǎn)生一連串的凝結(jié)核,容器內(nèi)就出現(xiàn)“云霧”,這樣就可以看到射線的徑跡。已知Am的半衰期為432.6年,則下列說法正確的是( )
A.通過云室看到的是β射線的徑跡
B.該射線的穿透能力很強(qiáng)
C.若環(huán)境溫度升高,Am的半衰期會(huì)變短
D.0.4g的Am經(jīng)過865.2年衰變了0.3g
【分析】根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒與電荷數(shù)守恒,即可判定镅Am會(huì)釋放出什么射線;再結(jié)合半衰期與外界因素?zé)o關(guān),及半衰期的概念,即可求解。
【解答】解:A、根據(jù)質(zhì)量數(shù)守恒可知,衰變產(chǎn)生的射線的質(zhì)量數(shù):m=241﹣237=4,電荷數(shù):z=95﹣93=2,所以射線是α射線,通過該云室看到的是α射線的徑跡。故A錯(cuò)誤;
B、由題可知,放射源镅Am發(fā)生衰變,放射線原子核產(chǎn)生的α射線,其電離能力最強(qiáng),穿透能力最弱。故B錯(cuò)誤;
C、半衰期與外界因素?zé)o關(guān)。故C錯(cuò)誤;
D、已知镅Am的半衰期為432.6年,則經(jīng)過865年是經(jīng)過了兩個(gè)半衰期,剩余的Am大約為()2m00.4=0.1g,所以發(fā)生衰變的大約為0.3g。故D正確。
故選:D。
二.多選題(共6小題)
5.(資中縣校級(jí)月考)許多物理現(xiàn)象在科學(xué)技術(shù)上得到了應(yīng)用,以下對(duì)一些應(yīng)用的解釋,說法正確的是( )
A.紫外線驗(yàn)鈔機(jī)利用紫外線的化學(xué)作用
B.X光透視利用光的衍射現(xiàn)象
C.工業(yè)上的金屬探傷利用的是γ射線具有較強(qiáng)穿透能力
D.紅外遙感技術(shù)利用一切物體都不停地輻射紅外線的現(xiàn)象
E.無線電波用于通信和廣播
【分析】明確紅外線、紫外線及X射線、γ射線、無線電波的性質(zhì)及應(yīng)用,即可正確求解.
【解答】解:A、紫外驗(yàn)鈔機(jī)是利用紫外線的熒光效應(yīng);故A錯(cuò)誤;
B、X光透視利用的是光的穿透力較強(qiáng);故B錯(cuò)誤;
C、工業(yè)上的金屬探傷利用的是γ射線具有較強(qiáng)穿透能力;故C正確;
D、紅外遙感技術(shù)利用一切物體都不停地輻射紅外線的現(xiàn)象;從而通過接收到的紅外線來感知物體;故D正確;
E、無線電波波長較長,容易產(chǎn)生衍射現(xiàn)象,所以廣泛用于通信和廣播,故E正確。
故選:CDE。
6.(廣東月考)關(guān)于天然放射性,下列說法正確的是( )
A.德國物理學(xué)家倫琴首次發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象
B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)
C.放射性元素與另的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性
D.α、β和γ三種射線中,α射線的穿透能力最強(qiáng)
E.一個(gè)原子核在一次衰變中不可能同時(shí)放出α、β和γ三種射線
【分析】自然界中有些原子核是不穩(wěn)定的,可以自發(fā)地發(fā)生衰變,衰變的快慢用半衰期表示,與元素的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān).
【解答】解:A、貝克勒爾首先發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象,故A錯(cuò)誤;
B、放射性元素的半衰期由原子核決定,與外界的溫度無關(guān),故B正確;
C、放射性元素的放射性與核外電子無關(guān),故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性,故C正確;
D、α、β和γ三種射線,γ射線的穿透力最強(qiáng),電離能力最弱,故D錯(cuò)誤;
E、放射性元素一次衰變不可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和β射線,只可能同時(shí)產(chǎn)生α射線和γ射線或β射線和γ射線,所以一個(gè)原子核在一次衰變中不可能同時(shí)放出α、β和γ三種射線,故E正確。
故選:BCE。
7.(朝陽區(qū)校級(jí)三模)關(guān)于原子核的變化、核能及核力,下列說法正確的是( )
A.核力是一種弱相互作用,只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間
B.某原子經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后,核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變
C.放射性原子核X發(fā)生衰變,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來X的結(jié)合能
D.Un→BaKr+3n是太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)之一
【分析】核力是短程力,存在于相鄰的核子之間;
根據(jù)質(zhì)量數(shù)與質(zhì)子數(shù)守恒,即可判定B選項(xiàng);
依據(jù)質(zhì)量虧損,結(jié)合質(zhì)能方程,即可判定C選項(xiàng);
太陽內(nèi)部發(fā)生的是聚變反應(yīng)。
【解答】解:A、核力是一種強(qiáng)相互作用,是一種短距作用,只能發(fā)生在原子核內(nèi)相鄰核子之間,故A錯(cuò)誤;
B、某原子核經(jīng)過一次α衰變和兩次β衰變后,電荷數(shù)不變,質(zhì)量數(shù)少4,可知核內(nèi)質(zhì)子數(shù)不變,故B 正確;
C、放射性原子核X發(fā)生衰變,要釋放能量,衰變產(chǎn)物的結(jié)合能之和一定大于原來X的結(jié)合能,故C正確;
D、太陽內(nèi)部發(fā)生的核反應(yīng)是聚變反應(yīng),而是裂變反應(yīng),故D錯(cuò)誤;
故選:BC。
8.(河南模擬)在貝可勒爾發(fā)現(xiàn)天然放射現(xiàn)象后,人們對(duì)放射線的性質(zhì)進(jìn)行了深入研究,發(fā)現(xiàn)在天然放射現(xiàn)象中共放出了三種射線,圖為這種射線貫穿物體惰況的示意圖,①、②、③各代表一種射線,以下說法正確的是( )
A.三種射線均來源于原子核
B.射線①的電離能力最弱
C.射線②為高速的質(zhì)子流
D.射線③可以用來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋
E.射線③是一種高能的電磁波
【分析】天然放射性射線是α、β、γ三種射線,α、β、γ三種射線的電離本領(lǐng)依次減弱,穿透本領(lǐng)依次增強(qiáng).
【解答】解:A、α、β、γ三種射線射線均來源于原子核,其中γ射線是原子核從較高能級(jí)向較低能級(jí)躍遷時(shí)發(fā)出的,故A正確;
B、射線①用手可以擋住,說明穿透能力最弱,是α射線,α射線電離能力最強(qiáng),B錯(cuò)誤;
CE、射線②是高速電子流;射線③是γ射線,γ射線是一種高能的電磁波,故C錯(cuò)誤,E正確;
D、射線③是γ射線,穿透能力最強(qiáng),可以來檢查金屬內(nèi)部有無砂眼和裂紋,故D正確;
故選:ADE。
9.(黃岡校級(jí)模擬)關(guān)于天然放射性,下列說法正確的是( )
A.所有元素都可能發(fā)生衰變
B.放射性元素的半衰期與外界的溫度無關(guān)
C.放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性
D.α、β和γ三種射線中,γ射線的穿透能力最強(qiáng)
E.β射線是原子的內(nèi)層電子脫離原子核形成的
【分析】自然界中有些原子核是不穩(wěn)定的,可以自發(fā)地發(fā)生衰變,衰變的快慢用半衰期表示,與元素的物理、化學(xué)狀態(tài)無關(guān).
【解答】解:A、有些原子核不穩(wěn)定,可以自發(fā)地衰變,但不是所有元素都可能發(fā)生衰變,故A錯(cuò)誤;
B、放射性元素的半衰期由原子核決定,與外界的溫度無關(guān),故B正確;
C、放射性元素的放射性與核外電子無關(guān),故放射性元素與別的元素形成化合物時(shí)仍具有放射性,故C正確;
D、α、β和γ三種射線,γ射線的穿透力最強(qiáng),電離能力最弱,故D正確;
E、β射線是原子核的中子轉(zhuǎn)變?yōu)橘|(zhì)子和電子釋放而來,故E錯(cuò)誤;
故選:BCD。
10.(廣西一模)下列表述正確的是( )
A.HeH→HeH是聚變反應(yīng)
B.U→ThHe是人工核轉(zhuǎn)變
C.Na→Mge是衰變反應(yīng)
D.元素的半衰期會(huì)受到其所處環(huán)境的影響
E.Un→KrBa+3n是裂變反應(yīng)
【分析】α衰變生成氦原子核,自發(fā)進(jìn)行;β衰變生成電子,自發(fā)進(jìn)行;聚變是質(zhì)量輕的核結(jié)合成質(zhì)量大的核.裂變是質(zhì)量較大的核分裂成較輕的幾個(gè)核,并依據(jù)半衰期與其所處環(huán)境的沒有影響.
【解答】解:A、質(zhì)量較輕的核生成質(zhì)量較重的核是核聚變方程。故A正確。
B、是α衰變方程,衰變是自發(fā)地進(jìn)行的,不需其它粒子轟擊,不是原子核人工轉(zhuǎn)變方程。故B錯(cuò)誤。
C、是β衰變反應(yīng)。故C正確。
D、半衰期不會(huì)受到其所處環(huán)境的影響。故D錯(cuò)誤。
E、裂變方程是質(zhì)量較重的核變成質(zhì)量中等的核,故E正確,
故選:ACE。
三.解答題(共1小題)
11.(2010秋?西湖區(qū)校級(jí)月考)如圖是工廠利用放射線自動(dòng)控制鋁板厚度的裝置示意圖.
(1)請(qǐng)你簡述自動(dòng)控制的原理.
(2)如果工廠生產(chǎn)的為的鋁板,在、和三種射線中,你認(rèn)為哪一種射線在的厚度控制中起主要作用,為什么?
【分析】(1)根據(jù)穿過鋁板射線的強(qiáng)度大小來調(diào)節(jié)兩輪間距,從而控制鋁板厚度.(2)α射線的穿透本領(lǐng)很小,穿不透鋁板,而γ射線穿透本領(lǐng)又太強(qiáng),在厚度變化在毫米級(jí)是幾乎不受影響.
【解答】解:(1)放射線具有穿透本領(lǐng),如果向前運(yùn)動(dòng)的鋁板的厚度有變化,則探測(cè)器接收到的放射線的強(qiáng)度就會(huì)隨之變化,這種變化被轉(zhuǎn)化為電信號(hào)輸入到相應(yīng)裝置,進(jìn)而自動(dòng)地控制圖中右側(cè)的兩個(gè)輪間的距離,使鋁板的厚度恢復(fù)正常.
(2)β射線起主要作用.因?yàn)棣辽渚€的穿透本領(lǐng)很小,一張薄紙就能把它擋??; γ射線的穿透本領(lǐng)非常強(qiáng),能穿透幾厘米的鋁板,1mm左右的鋁板厚度發(fā)生變化時(shí),透過鋁板的射線強(qiáng)度變化不大; β射線的穿透本領(lǐng)較強(qiáng),能穿透幾毫米的鋁板,當(dāng)鋁板的厚度發(fā)生變化時(shí),透過鋁板的射線強(qiáng)度變化較大,探測(cè)器可明顯地反應(yīng)出這種變化,使自動(dòng)化系統(tǒng)做出相應(yīng)的反應(yīng).
故答案為:β射線起主要作用
種 類
本質(zhì)
質(zhì)量(u)
電荷(e)
速度(c)
電離能力
穿透能力
α射線
氦核
4
+2
0.1
較強(qiáng)
較弱,一張紙能把它擋住
β射線
電子
1/1840
SKIPIF 1 < 0
0.99
中等
中等,能穿透幾毫米厚的鋁板
γ射線
光子
0
0
1
較弱
較強(qiáng),能穿透幾厘米厚的鉛板
這是一份人教版 (2019)選擇性必修 第三冊(cè)4 核裂變與核聚變習(xí)題,共4頁。試卷主要包含了質(zhì)量虧損,填空題,解答題等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份物理4 核裂變與核聚變當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題,共4頁。試卷主要包含了人工核反等內(nèi)容,歡迎下載使用。
這是一份高中物理1 原子核的組成當(dāng)堂達(dá)標(biāo)檢測(cè)題,共4頁。試卷主要包含了天然放射現(xiàn)象,放射性元素的衰變等內(nèi)容,歡迎下載使用。
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