20xx粵教版高中物理選修3-5第四章走進原子核放射性元素的衰變(編輯修改稿)
2025-01-14 13:25 本頁面
【文章內容簡介】 案 (1)88 138 (2)10 － 17 C (3)88 (4)113∶114 三、對衰變的理解 例 3 238 92U核經一系列的衰變后變?yōu)?206 82Pb核，問： (1)一共經過幾次 α 衰變和幾次 β 衰變？ (2)206 82Pb與 238 92U相比，質子數和中子數各少了多少？ (3)綜合寫出這一衰變過程的方程． 解析 (1)設 238 92U 衰變?yōu)?206 82Pb 經過 x次 α 衰變和 y次 β 衰變．由質量數守恒和電荷數守恒可得 238＝ 206＋ 4x① 92＝ 82＋ 2x－ y② 聯(lián)立 ①② 解得 x＝ 8， y＝ 6 即一共經過 8次 α 衰變和 6次 β 衰變． (2)由于每發(fā)生一次 α 衰變質子數和中子數均減少 2，每發(fā)生一次 β 衰變中子數減少 1，而質子數增加 1，故 206 82Pb較 238 92U質子數少 10，中子數少 22. (3)衰變方程為 238 92U→ 206 82Pb＋ 842He＋ 60－ 1e 答案 (1)8次 α 衰變和 6次 β 衰變 (2)10 22 (3)238 92U→ 206 82Pb＋ 842He＋ 60－ 1e 四、對半衰期的理解及有關計算 例 4 放射性元素的原子核在發(fā)生 α 衰變或 β 衰變生成新原子核時，往往會同時伴隨________輻射．已知 A、 B兩種放射性元素的半衰期分別為 τ 1和 τ 2，經過 t＝ τ 1 τ 2時間后測得這兩種放射性元素的質量相等，那么它們原來的質量之比 mA： mB＝ ________. 解析 放射性元素的原子核在發(fā)生 α 衰變或 β 衰變生成新原子核時，往往以 γ 光子的形式釋放能量，即伴隨 γ 輻射；根據半衰期的定義， A、 B兩種放射性元素經過 t＝τ 1 τ 2時間后剩下的質量相等，則 mA2τ2＝ mB2τ1，故 mA： mB＝ 2τ 2： 2τ 1. 答案 γ 2τ 2： 2τ 1 1． (2021 福建 30(1)) 如圖 4 所示，放射性元素鐳衰變過程中釋放出 α 、 β 、 γ 三種射線，分別進入勻強電場和勻強磁場中，下列說法正確的是 ________(填選項前的字母 )． 圖 4 A． ① 表示 γ 射線， ③ 表示 α 射線 B． ② 表示 β 射線， ③ 表示 α 射線 C． ④ 表示 α 射線， ⑤ 表示 γ 射線 D． ⑤ 表示 β 射線， ⑥ 表示 α 射線 答案 C 解析 根據三種射線的偏轉軌跡可知 ①⑥ 表示 β 射線， ②⑤ 表示 γ 射線， ③④ 表示α 射線．選項 C正確． 2． (單選 )原子核發(fā)生 β 衰變時，此 β 粒子是 ( ) A．原子核外的最外層電子 B．原子核外的電子躍遷時放出的光子 C．原子核內存在著電子 D．原子核內的一個中子變成一個質子時，放射出一個電子 答案 D 解析 因原子核是由帶正電荷的質子和不帶電的中子組成的，原子核內并不含電子，但在一定條件下，一個中子可以轉化成一個質子和一個負電子，一個質子可以轉化成一個中子和一個正電子，其轉化可用下式表示： 10n→ 11H＋ 0－ 1e， 11H→ 10n＋ 01e. 由上式可看出 β 粒子 (負電子 )是由原子核內的中子轉化而來，正電子是由原子核內的質子轉化而來． 3． (雙選 )2021年 3月 11日 ，日本發(fā)生九級大地震，造成福島核電站的核泄漏事故．在泄露的污染物中含有 131I 和 137Cs 兩種放射性核素，它們通過一系列衰變產生對人體有危害的輻射．在下列四個式子中，有兩個能分別反映 131I 和 137Cs 衰變過程，它們分別是 ________和 ________(填入正確選項前的字母 )． A． X1→137 56Ba＋ 10n B． X2→131 54Xe＋ 0－ 1e C． X3→137 56Ba＋ 0－ 1e D． X4→131 54Xe＋ 11p 答案 BC 解析 由質量數守恒和電荷數守恒可得 B、 C正確． 4．某放射性元素原為 8 g，經 6天時間已有 6 g發(fā)生了衰變，此后它再衰變 1 g，還需幾天？ 答案 3天 解析 8 g 放射性元素已衰變了 6 g，還有 2 g 沒有衰變，現在要求在 2 g 的基礎上再衰變 1 g，即再衰變一半，故找出元素衰變的半衰期就可得出結論． 由半衰期公式 m＝ m0(12) tT1/2 得 8－ 6＝ 8( 12) tT1/2 tT1/2＝ 2 即放射性元素從 8 g衰變了 6 g余下 2 g時需要 2個半衰期． 因為 t＝ 6天，所以 T1/2＝ t2＝ 3天，即半衰期是 3天． 而余下的 2 g衰變 1 g需 1個半衰期 T1/2＝ 3天．
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