- 放射性衰变
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图中R是一种放射性物质,虚线方框是匀强磁场,是厚纸板,是荧光屏.实验时发现在荧光屏的O、P两点处有亮斑,则关于此时磁场的方向、到达O点的射线、到达P点的射线,下列说法正确的是 ( )
正确答案
ABC
本题考查三种射线的特点.由于α粒子的贯穿本领较弱,所以穿透厚纸板的是γ射线和β射线.由于γ射线不带电,β射线带负电,所以到达O、P点的分别是γ射线和β射线.由左手定则知磁场方向由外向里.故正确选项为ABC.
【物理选修3-5】(15分)
(1)(5分)目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装修材料,这些岩石都不同 程度地含有放射性元素,比如,有些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡,而氡会发生放射性衰变,放出、
、
射线,这些射线会导致细胞发生癌变及呼吸道等方面的疾病,根据有关放射性知识可知,下列说法正确的是
( )
A.氡的半衰期为3.8天,若取4个氡原子核,经7.6天后就一定剩下一个原子核了
B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子和电子所产生的
C.射线一般伴随着
或
射线产生,在这三种射线中,
射线的穿透能力最强,电 离能力也最强
D.发生衰变时,生成核与原来的原子核相比,中子数减少了4
(2)(10分)如图所示,平板小车C静止在光滑的水平面上。现有A、B两个小物体从小车C的两端同时水平地滑上小车,初速度的大小分别为vA ="1.2" m/s,
m/s。已知A、B、C三者的质量都相同,A、B与C间的动摩擦因数都是
,A、B可视为质点。若最后A、B没有相碰,且A、B、C以共同速度运动。求:
①A、B、C共同运动的速度。
②定性描述从A、B滑上小车上以后A、B,C三个物体相对地丽的运动情况。
正确答案
(1)B
(2)①0.2m/s
②过程分析:
物体A:一直向右做匀减速运动,直到达到共同速度
物体B:先向左做匀减速运动,速度减为零后,向右做匀加速运动直到达到共速度。
小车C:B 向左运动过程中,C静止不动;B速度减为零后,B、C一起向右加速运动
(1)B
(2)①取A、B、C为系统,水平方向不受外力,系统动量守恒,取水平向右为正方向,有:(3分)
②过程分析:
物体A:一直向右做匀减速运动,直到达到共同速度(1分)
物体B:先向左做匀减速运动,速度减为零后,向右做匀加速运动直到达到共速度。(3分)
小车C:B 向左运动过程中,C静止不动;B速度减为零后,B、C一起向右加速运动(3分)
如图19-4-1所示,带电粒子在“云室”中运动时,可呈现其运动径迹,将“云室”放在匀强电场中,通过观察分析带电粒子的径迹,可以研究原子核发生衰变的规律.现将一静止的放射性14C放入上述装置中,当它发生衰变时,可能放出α粒子或电子或正电子.所放射的粒子与反冲核经过相等时间所形成的径迹如图19-4-1所示(发生衰变后的瞬间放射出的粒子和反冲核的速度方向与电场强度E垂直,a、b均表示长度).则
图19-4-1
(1)14C发生衰变时所放射出的粒子是___________________.
(2)14C发生衰变时所放射出粒子的运动轨迹是_________________(填“①”或“②”).
(3)14C的衰变方程是__________________________.
(4)简要推导发生衰变后的瞬间放射出的粒子与反冲核的动能之比.
正确答案
(1)α粒子 (2)② (3) (4)5∶2
(1)由轨迹可以看出,反冲核与放出的射线的受力方向均与电场强度方向相同,所以放出的粒子为α粒子.
(2)由动量守恒得,α粒子的动量与反冲核的动量相同,粒子的质量小,速度必然大,在垂直于电场方向上的位移大,即②轨迹为α粒子.
(3)根据电荷与质量数守恒可得.
(4)由动量守恒可得:,
又Ek=·P·v
所以
所以.
一小瓶含有某放射性元素的溶液,测得它每分钟放出1.0×个
粒子,把它倒入某液体中,经过24h,取出一升液体,测得每分钟平均放出10个
粒子,已知该放射性元素半衰期是6h,求液体的总体积.
正确答案
62.5L
24h是=4个半衰期,经过24h这小瓶放射性元素的溶液每分钟放出:
1.0××
=625个
粒子,
液体的总体积为: V==62.5(L).
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.已知该溶液1 min衰变8×107次,该放射性同位素的半衰期为2天,经10天后,从水库中取出1 m3的水,测得1 min衰变10次.该水库存水量为多少?
正确答案
2.5×105 m3
设原放射性元素的质量为m0,10天后的质量为m,水库共有Q m3水,10天后每立方米水中放射性元素的存量为.
由衰变规律知:
m=m0m0 ①
因为放射性物质单位时间内衰变的次数跟放射性元素的质量成正比,所以由题意可知:m0∶=8×107∶10
即Q=×8×107 ②
把①式代入②式,得水库存水量Q=2.5×105 m3.
钫的β衰变的半衰期是21 min,原来16 g钫经衰变后剩下1 g所需要的时间是________________min.
正确答案
84
设半衰期T="21" min,根据衰变公式,经时间t后剩下的质量数为m=m0.
即1=16·,所以
="4,t=4T=84" min.
如图22-2-4所示,在匀强磁场中的A点有一个静止的原子核,当它发生_______衰变时,射出的粒子以及新核做如图所示的圆周运动.可以确定,发生衰变时新核的运动方向是______.
图22-24
正确答案
β 向右
静止的原子核发生衰变后,由动量守恒可以判断新核与运动粒子的运动方向一定相反.再根据图中所示的圆周运动可知,新核和粒子一定是电性相反,故发生的是β衰变.新核运动方向向右.
下列关于放射性元素衰变的描述,错误的是( )
正确答案
ABCD
衰变过程中放出的是α、β粒子及γ射线,其中α粒子带正电,β粒子带负电,而γ粒子不带电.放射性元素衰变的半衰期由核内部本身的因素决定,跟原子所处的物理或化学状态无关,故温度对放射性元素的半衰期无影响.
放射性同位素C被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得1960年诺贝尔化学奖.
(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成很不稳定的,它很容易发生衰变,放出β射线变成一个新核,其半衰期为5 730年.试写出此核反应方程.
(2)若测得一古生物遗骸中的含量只有活体中的25%,则此遗骸距今约有多少年?[
正确答案
解析:本题考查核反应方程及它的实际应用.
(1)核反应方程:+
→
+
→
+
.
(2)活体中的含量不变,生物死亡后,遗骸中的
按其半衰期变化,设活体中
的含量为N0,遗骸中的
含量为N,由半衰期的定义得:
N=()
N0 即0.25
)
所以
="2" t=2τ=11460年
.
略
(1)衰变时放出的能量E=_______________.
(2)设衰变时放出的能量都转变成了α粒子和氡核的动能,则α粒子的动能EK=______________________________.(1u=1.66×k
正确答案
(1)9.7×J或6.06MeV
(2)9.5×J或5.9MeV
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