人教版高中物理(选修3-5)放射性元素的衰变同步练习题(含答案) 下载本文

D.0.75g,β粒子

解析:经过了两个半衰期,1g的氡剩下了0.25g,衰变了0.75g,根据核反应方程的规律,在反应前后的质量数和核电荷数不变可得出是α粒子,所以B正确。

答案:B

9.放射性同位素钋232经α,β衰变会生成镭,其衰变方程为 90Th→ 80Rn+xα+yβ,其中( )

A.x=1,y=3 B.x=2,y=3 C.x=3,y=1 D.x=3,y=2

解析:本题考查放射性元素衰变的有关知识,本题为较容易的题目。由衰变方程: 90Th→ 86Rn+x2He+y-1e,由质量数守恒和电荷数守恒得:232=220+4x,90=86+2x-y,可解得x=3,y=2。

答案:D

10. 90Th(钍)经过一系列α和β衰变,变成 82Pb(铅),问经过了多少次α衰变?经过了多少次β衰变?

解析:由α衰变和β衰变的规律分析。由于β衰变不影响质量数的变化,所以质量数的变化决定了α衰变的次数,由 90Th变为 82Pb,质量数减少了232-208=24,每一次α衰变质量数减少4,因此α衰变的次数为6次。6次α衰变,电荷数应减少6×2=12,而现在只减少了90-82=8,所以应有4次β衰

208

232

232

208

232

220

4

0

232

220

变(每次β衰变增加一个电荷数)。

答案:经过6次α衰变,4次β衰变

11.为了测量某放射性元素衰变时释放的α粒子的动能,让α粒子垂直于磁感线方向进入磁感应强度B=2T的匀强磁场中,测得其圆周运动的半径r=30cm,则α粒子的动能为多少J?

222

mvBqr12Bqr解析:因为r=,v=,所以Ek=mv=,代入数

Bqm22m据可算得。

答案:2.88×10

-12

12.一块氡222放在天平的左盘时,需在天平的右盘加444g砝码,天平才能处于平衡状态,氡222发生α衰变,经过一个半衰期以后,欲使天平再次平衡,应从右盘中取出的砝码为多少?

解析:衰变前氡的质量为444g,摩尔质量为222g/mol,故共2mol氡。经过一个半衰期,有1mol氡衰变,放出1molα粒子,则左盘质量减少了4g,故应从右盘中取出4g砝码。

答案:4

13.为测定某水库的存水量,将一瓶放射性同位素溶液倒入水库中,已知这杯溶液每分钟衰变8×10次,这种同位素的半衰期为2天,10天以后从水库中取出1m的水,并测得每分钟衰变10次,求该水库的存水量为多少?

解析:设放射性同位素原有质量为m0,10天后其剩余质量为m,

3

7

10Q水库存水量为Q,由每分钟衰变次数与其质量成正比可得7=

8×10

?1?t?1?10m???

,由半衰期公式得m=m0?=m,联立解得水库存水量为Q0????T2m0?2??2?

=2.5×10m。

答案:2.5×10m

14.钍核 90Th发生衰变生成镭核 88Ra并放出一个粒子。设该粒子的质量为m、电荷量为q,它进入电势差为U的带窄缝的平行平板电极S1和S2间的电场时,速度为v0,经电场加速后,沿Ox方向进入磁感应强度为B,方向垂直纸面向外的有界匀强磁场,Ox垂直平板电极S2,当粒子从P点离开磁场时,其速度方向与Ox方向的夹角θ=60°,如图15-2所示,整个装置处于真空中。

230

226

53

53

图15-2

(1)写出钍核衰变方程;

(2)求粒子在磁场中沿圆弧运动的轨道半径R; (3)求粒子在磁场中运动所用时间t。 解析:(1)钍核衰变方程: 90Th→2He+ 88Ra。 (2)设粒子离开电场时速度为v,对加速过程有

230

4

226

1212

qU=mv-mv0①

22

v2

粒子在磁场中运动时qvB=m②

Rm由①、②得R=

qB2qU2

+v0。

m2πR2πm(3)粒子做圆周运动的回旋周期T==③

vqB1

粒子在磁场中运动时间t=T④

6πm由③④得t=。

3qBm答案:(1)Th→He+Ra (2)R=

qB230 90

42

226 86

v+20

2qUm

πm(3)t= 3qB