O单元近代物理初步

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O1 量子论初步光的粒子性 1

O2 原子核 1

O3 近代物理初步综合 2

O1 量子论初步光的粒子性

O2 原子核

【物理卷（解析）·2015届江苏省扬州中学高三上学期质量检测（12月）（201412）】C．(选修模块3-5)(12分)

近年来装修污染已经被列为“危害群众最大的五种环境污染”之一.目前，在居室装修中经常用到的花岗岩、大理石等装修材料，都不同程度地含有放射性元素，比如，含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性气体氡，而氡会发生放射性衰变，放出α、β、γ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回答下列问题：

（1）下列说法正确的是

A．氡的半衰期为3.8天，则若在高温下其半衰期必缩短

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，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2

（2）氡核（
）发生衰变后变为钋（
），其衰变方程为，若氡（
）经过一系列衰变后的最终产物为铅（
），则共经过次
衰变，次
衰变．

（3）静止的氡核（
）放出一个速度为v0的
粒子，若衰变过程中释放的核能全部转化为
粒子及反冲核的动能，已知原子质量单位为u，试求在衰变过程中释放的核能．（不计相对论修正，在涉及动量问题时，亏损的质量可忽略不计．）

【答案】【知识点】原子核衰变及半衰期、衰变速度；爱因斯坦质能方程；裂变反应和聚变反应．O2O3

【答案解析】（1）BD （2）
4 ；4 （3）

解析：（1）A、半衰期与外界因素无关，故A错误B、原子核内的中子转化为质子时，放出一个电子，这个过程即β衰变，故B正确；C、γ射线一般伴随着α或β射线产生，在这三种射线中，γ射线的穿透能力最强，电离能力最弱，故C错误；D、发生α衰变时，生成的α粒子带2个单位的正电荷和4个电位的质量数，即α粒子由2个中子和2个质子构成，故α衰变时成生的新核中子数减少2，质子数减少2，故D正确；故选：BD．

（2）根据电荷数守恒、质量数守恒，衰变方程为
．设经过了n次α衰变，m次β衰变．有：4n=16，2n-m=4，解得n=4，m=4．（3）设α粒子的质量为m1，氡核的质量为m2，反冲核的速度大小为v．则根据动量守恒定律可得：m1v0=（m2-m1）v 由题意得，释放的核能E=

+

解得E=

【思路点拨】α衰变生成氦原子核，β衰变生成的电子是其中的中子转化为质子同时生成的，半衰期是统计规律，与外界因素无关．根据电荷数守恒、质量数守恒写出衰变方程，通过一次α衰变电荷数少2，质量数少4，一次β衰变电荷数多1，质量数不变，求出衰变的次数．先根据动量守恒定律列方程求解出α衰变后新核的速度；然后根据爱因斯坦质能方程求解质量亏损，从而求释放的核能．

O3 近代物理初步综合