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题型:简答题
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简答题

一个静止的放射性元素的原子核衰变后,在有匀强磁场的云室中出现两个内切圆轨迹,其轨迹半径之比为45:1,求:

(1)该衰变是属于什么衰变?

(2)衰变前该元素的原子序数多大?

正确答案

(1)衰变       (2)44

(1) 由轨迹是内切圆可知:衰变属于衰变。

(2)由 ∴。即新核的原子序数为45。

∴衰变前该元素的原子序数为44。

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题型:简答题
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简答题

238U的半衰期是4.5×109年,假设一块矿石中含有.求:

(1)经过45亿年后,还剩多少?

(2)假设发生衰变的铀都变成了,矿石中含有多少铅?

(3)这时铀、铅的质量之比是多少?

正确答案

(1)1kg

(2)0.866kg

(3)1:0.866

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题型:填空题
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填空题

U经过m次的α衰变和n次的β衰变后变成了Pb,则m=______,n=______.

正确答案

衰变方程为:

92235U→82207Pb+mα+nβ

则:235=207+4m,解得:m=7

又:92=82+7×2-n,得:n=4

故答案为:7,4.

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题型:填空题
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填空题

(6分)放射性同位素被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代。宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后,就会形成很不稳定的,它很容易发生β衰变,变成一个新核,其半衰期为5730年。该衰变的核反应方程式为               的生成和衰变通常是平衡的,即生物机体中的含量是不变的。当生物体死亡后,机体内的含量将会不断减少。若测得一具古生物遗骸中含量只有活体中的25%,则这具遗骸距今约有         年。

正确答案

(ⅰ);  (ⅱ) 11460     (每空3分)

试题分析:(ⅰ)根据质量数与电荷数守恒可得 (ⅱ) 古生物遗骸中含量只有活体中的25%,根据半衰期的定义知时间为2个半衰期11460年

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题型:简答题
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简答题

是人类首先制造出的放射性同位素,其半衰期为2.5min,能衰变为和一个未知粒子.

①写出该衰变的方程;

②已知容器中原有纯的质量为m,求5min后容器中剩余的质量.

正确答案

+;②

试题分析:①根据衰变过程中质量数电荷数的守恒可知该衰变的方程为:+

②5min后容器中剩余的质量为:m′=

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题型:填空题
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填空题

氡222是一种天然放射性气体,被吸入后,会对人的呼吸系统造成辐射损伤。它是世界卫生组织公布的主要环境致癌物质之一。其衰变方程是   。已知的半衰期约为3.8天,则约经过   天,16g的衰变后还剩1g。

正确答案

,15.2

试题分析:根据衰变过程中,质量数与电荷数守恒可知,该衰变过程中,所释放的粒子的质量数为A=222-218=4,电荷数为Z=86-84=2,所以该粒子为,根据半衰期公式有:m=m0,代入数据解得:t=4τ=15.2天

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简答题

一放射性原子核A经一系列αβ衰变后,变为原子核B.若B核比A核的质子数少8、中子数少16,则发生α、β衰变各多少次?

正确答案

发生6次α衰变,8次β衰变.

设发生α衰变x次,发生β衰变y次,A核原质量数为m、电荷数为z.则根据衰变规律可写出如下方程:  

利用守恒关系可列出方程:z-(z-2xy)=8…………………… ①

            m-(m-4x)=8+16…………………②

联立这两个方程,可解得x=6,y=4.即发生6次α衰变,8次β衰变.

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简答题

原来静止的氡核在进行衰变时,放出的粒子具有动能,设此过程中核能均转化为粒子动能,

(1)求出α衰变过程中氡核剩余核动能

(2)估算此过程中质量亏损是多少千克,(要求1位有效数字)

正确答案

(1)     (2)

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填空题

在医学上有正电子(PET)发射计算机断层显像,它的基本原理是:将放射性同位素15O

注入人体,参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图象.根据PET原理,回答下列问题:(元素符号提示: 等等)

(1)写出15O的衰变的方程式______________________.

(2)将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途(     )

(3)设电子质量为m,电量为q,光速为c,普朗克常数为h,则探测到的正负电子湮灭后生成的光子的波长=          

正确答案

(1)     (2)  B (3) h/mc 

试题分析:(1)由衰变前后质量数守恒、核电荷数守恒可知方程为 (2)根据题干中的描述可知将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途是作为示踪原子(3)正负电子湮灭后质量亏损为2m,释放出的能量为

点评:本题难度较小,放射性元素具有做示踪原子的性质,熟练并记忆爱因斯坦质能方程即可求解此题

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简答题

一个铀核衰变为钍核时释放出一个粒子。已知铀核的质量为3.853131×10-25㎏,钍核的质量为3.786567×10-25kg,粒子的质量为6.64672×10-27kg。

(1)在这个衰变过程中释放出的能量等于多少焦?(保留两位有效数字)

(2)设上述衰变是在一边界为圆形的半径R=0.2m的匀强磁场中发生的,且衰变前铀核静止于圆心,衰变过程中释放出的能量都转化为动能。欲使衰变产物钍核和粒子均不飞出磁场,则该磁场的磁感应强度B至少多大?

 

正确答案

(1)8.7×10-13J        (2)

衰变过程是弱相互作用,牛顿运动定律不适用,但仍满足动量守恒和能量守恒。假设衰变产物只有钍核和粒子,则它们的动量大小相等、方向相反,衰变过程由于质量亏损释放的核能等于它们的动能之和。如果放出的粒子的速度方向与磁场方向垂直,则粒子和钍核都做匀速圆周运动,其轨迹外切。

(1)衰变过程释放出的能量为

 (3.853131×10-25-3.786567×10-25-6.64672×10-27)×(3×108)2J=8.7×10-13J。

(2)设钍核质量为M,钍核速度为V粒子的质量为m,粒子速度为v,由动量守恒和能量守恒得

 

由上述两式可解得粒子动能为,则

粒子与钍核在磁场中的运动径迹如图所示。

可知,,所以

点评:通常发生衰变时还伴随着放出光子,这样衰变发生时粒子与反冲核的动量大小相等、方向相反就不成立。衰变时由于质量亏损而释放的核能也不仅是转化为粒子与反冲核的动能,因为光子也具有能量和动量。因此上述计算只是近似的简化处理。

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