• 原子核衰变及半衰期、衰变速度试题及答案-高中物理-云返教育

    • 放射性同位素
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      C被考古学家称为“碳钟”,它可以用来断定古生物死亡的年代,此项研究成果获得1960年诺贝尔化学奖.
      (1)宇宙射线中高能量中子碰撞空气中的氮原子后,就会形成
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      6
      C,写出它的核反应方程式
      (2)
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      C很不稳定,容易发生β衰变,其半衰期为5730年,写出它发生衰变的方程
      (3)
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      C的生成和衰变通常是平衡的,即空气中、生物机体中
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      C的含量是不变的,当生物体死亡后,机体内
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      C的含量将会不断减少,若测得一具古生物遗骸中
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      C含量只有活体中的12.5%,则这具遗骸死亡了多少年?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 实验室考查氢原子跃迁时的微观效应。已知氢原子能级图如图所示,氢原子质量为。设原来处于静止状态的大量激发态氢原子处于n=5的能级状态。
      ①求氢原子由高能级向低能级跃迁时,可能发射出多少种不同频率的光;
      ②若跃迁后光子沿某一方向飞出,且光子的动量可以用
      表示a为普朗克常量,v为光子频率,c为真空中光速),求发生电子跃迁后氢原子的最大反冲速率。(保留三位有效数字)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 32
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      P是
      30
      15
      P的同位素,被广泛应用于生物示踪技术.1mg
      32
      15
      P随时间衰变的关系如图所示,请估算4mg的
      32
      15
      P经多少天的衰变后还剩0.25mg?
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 在暗室的真空装置中做如下实验:在竖直放置的平行金属板间的匀强电场中,有一个能产生α、β、γ三种射线的放射源,从放射源射出的一束射线垂直于电场方向射入电场,如图所示,在距射线源距离为H的高处,水平放置两张叠放着的,涂药面朝下的印像纸(比一般纸厚且坚韧的涂有感光药的纸),经射线照射一段时间后把两张印像纸显影.
      (1)上面的印像纸有几个暗斑?各是什么射线的痕迹?
      (2)下面的印像纸显出一串三个暗斑,试估算中间暗斑与两边暗斑的距离之比?
      (3)若在此空间再加上与电场方向垂直的匀强磁场,一次使α射线不偏转,一次使β射线不偏转,则两次所加匀强磁场的磁感应强度之比是多少?(已知:m
      a=4u,mβ=
      1
      1840
      u,va=
      C
      10
      ,vβ=C)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 静止的氮核
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      7
      N被速度是v0的中子
      1
      0
      n击中生成甲、乙两核.已知甲、乙两核的速度方向同碰撞前中子的速度方向一致,甲、乙两核动量之比为1:1,动能之比为1:4,它们沿垂直磁场方向进入匀强磁场做圆周运动,其半径之比为1:6.问:甲、乙各是什么核?速度各是多大?写出该反应方程.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,有界匀强磁场的磁感应强度为B,区域足够大,方向垂直于纸面向里,直角坐标系xoy的y轴为磁场的左边界,A为固定在x轴上的一个放射源,内装镭核(
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      Ra)沿着与+x以一定夹角释放一个α粒子后衰变成氡核(Rn).α粒子在y轴上的N点沿-x方向飞离磁场,N点到O点的距离为l,已知OA间距离为
      l
      2
      ,α粒子质量为mα,电荷量为q,氡核的质量为m0,真空中的光速为c.
      (1)写出镭核的衰变方程;
      (2)求α粒子的速度;
      (3)如果镭核衰变时释放的能量全部变为α粒子和氡核的动能,求一个原来静止的镭核衰变时的质量亏损.(用题中已知量表示)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 如图所示,是一个研究β粒子性质的实验.圆筒是真空室(可以确保放入其中的带电体不会漏电),其中用绝缘线悬挂一个小球.某天,在小球上涂上一层放射性物质,它能速度不变地放射出β粒子(用盖革计数器已经测出:β粒子的放射速度为1.00×104个/秒),且放射出的粒子全部被筒壁吸收.开始时放射形物质是电中性的,50天后再测量,发现小球带上了6.91×10-9库仑的正电荷.试根据以上信息求出β粒子的电量,并说明β粒子是何种微观粒子.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 静止的钍(Th)核发生β衰变时放出一个β粒子而变成一个镤(Pa)核,同时产生了一个能量为ε的中微子.已知真空中光速为C,普朗克常量为h.求:
      ①该中微子的频率;
      ②衰变后β粒子和镤核的合动量的大小.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 一静止的氡核(
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      Rn)发生α衰变,放出一个速度为v0、质量为m的α粒子和一个质量为M的反冲核钋(Po),若氡核发生衰变时,释放的能量全部转化为α粒子和钋核的动能.
      ①写出衰变方程.
      ②求出反冲核的速度.
      ③求出这一衰变过程中亏损的质量.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 某些建筑材料可产生放射性气体--氡,氡可以发生α或β衰变,如果人长期生活在氡浓度过高的环境中,那么,氡经过人的呼吸道沉积在肺部,并放出大量的射线,从而危害人体健康.原来静止的氡核(
      222
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      Rn)发生一次α衰变生成新核钋(Po),并放出一个能量为E0=0.09MeV的光子.已知放出的α粒子动能为Eα=5.55MeV;忽略放出光子的动量,但考虑其能量;1u=931.5MeV/c2
      ①写出衰变的核反应方程;
      ②衰变过程中总的质量亏损为多少?(保留三位有效数字).
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 1930年泡利提出,在β衰变中除了电子外还会放出不带电且几乎没有静质量反中微子.氚是最简单的放射性原子核,衰变方程为,半衰期为12.5年.
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • (1)放射性物质Po和Co的核衰变方程分别为:
      Po→Pb+X1Co→Ni+X2
      方程中的X
      1代表的是 ,X2代表的是 
      (2)如图15-2-1所示,铅盒内装有能释放α、β和γ射线的放射性物质,在靠近铅盒的顶部加上电场E或磁场B,在图(a)、(b)中分别画出射线运动轨迹的示意图.(在所画轨迹上须标明是α、β和γ中的哪种射线)
      答案解析
      类型: 解答题     难度系数:
    • 一瓶无害放射性同位素溶液,其半衰期为20天,测得每分钟衰变6×107次.今将这瓶溶液倒入一水库中,80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中,现取1m3水样本测得每分钟衰变20次,则该水库蓄水量V=          m3
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 设某放射性元素a的原子核数为N,半衰期为T,另一种放射性元素b的原子核数为8N,半衰期为T/2,它们经历相同的时间衰变后,a和b两元素的原子核数相同,则这段时间t=         
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 为了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8×107次,这种同位素的半衰期为2天,10天以后认为放射性同位素均匀分布在水中,从水库中取出l m3的水,并测得每分钟衰变10次,则水库的存水量为          m3
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 某放射性元素经过6天后,只剩下
      1
      8
      没有衰变,它的半衰期是          天.为估算某水库的库容,可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液,测得瓶内溶液每分钟衰变 8×107次.现将这瓶溶液倒入水库,8 天后在水库中取水样1.0m3(可认为溶液己均匀分布),测得水样每分钟衰变20次.由此可知水库中水的体积约为          m3
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 某放射性元素经过6天后,只剩下
      1
      8
      没有衰变,它的半衰期是          天.为估算某水库的库容,可取一瓶无毒的该放射性元素的水溶液,测得瓶内溶液每分钟衰变 8×107次.现将这瓶溶液倒入水库,8 天后在水库中取水样1.0m3(可认为溶液己均匀分布),测得水样每分钟衰变20次.由此可知水库中水的体积约为          m3
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 一瓶无害放射性同位素溶液,其半衰期为20天,测得每分钟衰变6×107次.今将这瓶溶液倒入一水库中,80天后可以认为溶液已均匀分布在水库中,现取1m3水样本测得每分钟衰变20次,则该水库蓄水量V=          m3
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 如图所示,一置于铅盒中的放射源发射出的α、β和γ射线,由铅盒的小孔射出,在小孔外放一铝箔,铝箔后的空间有一匀强电场.进入电场后,射线变为a、b两束,射线a沿原来方向行进,射线b发生了偏转,则图中的射线a为          射线,射线b为          射线.碘131核不稳定,会发生β衰变,其半衰变期为8天.碘131核的衰变方程:
      131
      53
      I
                (衰变后的元素用X表示),经过          天75%的碘131核发生了衰变.
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:
    • 原子核发生一次α衰变后,其质子数          ,中子数          ,发生一次β衰变后,其原子核的质子数          ,中子数          ,其实质是一个中子释放出一个电子变成质子.
      答案解析
      类型: 填空题     难度系数:

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