2019年人教版高中物理选修3-5《第十九章第2节 放射性元素的衰变》随堂随练（含答案）

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1、第十九章第 2 节 放射性元素的衰变随堂检测 1关于放射性元素的 衰变和 衰变，下列说法中正确的是 ( )A原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 4B原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 4C原子核每放出一个 粒子，原子序数减少 1D原子核每放出一个 粒子，原子序数增加 1解析：选 D发生一次 衰变，核电荷数减少 2，质量数减少 4，原子序数减少 2；发生一次 衰变， 核电荷数增加 1，原子序数增加 1.2. U 经过 m 次 衰变和 n 次 衰变，变成 Pb，则( )23592 20782Am7，n3 Bm7，n4Cm14，n9 Dm 14，n 18解析：选 B原子核经过一次 衰变，放出一个

2、 He，其质子数减小 2，质量数减小424，经过一次 衰变，放出一个电子 ，质子数增加 1，质量数不变由 U 变为Pb，质子数减小了 10，质量数减少了 28，故可列方程2mn10，4m28，解得 m7，n4.3放射性元素氡( Rn)经 衰变成为钋( Po)，半衰期约为 3.8 天；但勘测表明，22286 21884经过漫长的地质年代后，目前地壳中仍存在天然的含有放射性元素 Rn 的矿石，其原因22286是 ( )A目前地壳中的 Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变22286B在地球形成的初期，地壳中元素 Rn 的含量足够高22286C当衰变产物 Po 积累到一定量以后， Po 的增加会减慢

3、Rn 的衰变进程21884 21884 22286D Rn 主要存在于地球深处的矿石中，温度和压力改变了它的半衰期22286解析：选 A由于 Rn 的半衰期为 3.8 天，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳22286中原有的 Rn 早已衰变完了 ，目前地壳中的 Rn 主要来自其他放射性元素的衰变 ，选22286 22286项 A 正确，B 错误；放射性元素的半衰期由原子核本身的因素决定，与外界环境等因素无关，选项 C、D 错误4. (2015高考北京卷)实验观察到，静止在匀强磁场中 A 点的原子核发生 衰变，衰变产生的新核与电子恰在纸面内做匀速圆周运动，运动方向和轨迹示意图如图，则( )A轨迹

4、 1 是电子的，磁场方向垂直纸面向外B轨迹 2 是电子的，磁场方向垂直纸面向外C轨迹 1 是新核的，磁场方向垂直纸面向里D轨迹 2 是新核的，磁场方向垂直纸面向里解析：选 D根据动量守恒定律 ，原子核发生 衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为 p.根据 qvB ，得轨道半径 r ，故电子的轨迹半径较大，即轨迹 1mv2r mvqB pqB是电子的， 轨迹 2 是新核的根据左手定则 ，可知磁场方向垂直纸面向里选项 D 正确课时作业一、单项选择题1(2014高考重庆卷)碘 131 的半衰期约为 8 天若某药物含有质量为 m 的碘 131，经过 32 天后，该药物中碘 131 的含量大约还有(

5、 )A Bm4 m8C Dm16 m32解析：选 C经过 32 天即 4 个半衰期，碘 131 的含量变为 m ，C 项正确m24 m162下列表示放射性元素碘 131( I) 衰变的方程是( )1315A I Sb He B I Xe e1315 12751 42 1315 13154 0 1C I I n D I Te H1315 1305 10 1315 13052 1解析：选 B本题考查了核反应方程的两个守恒特点 A 选项不是 衰变过程，故 A错误； 衰变的特点是放出电子，而 B 选项既满足质量数守恒又满足电荷数守恒，故 B 正确；C 、 D 中放出的是中子和质子，不符合 衰变的特点3

6、某放射性元素经过 11.4 天有 的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( )78A11.4 天 B7.6 天C5.7 天 D3.8 天解析：选 D由于经过了 11.4 天，还有 没有衰变，由半衰期计算公式 m m0可说18 (12)t 明该放射性元素经过了 3 个半衰期，即可算出半衰期是 3.8 天，故 D 项正确4最近几年，原子核科学家在超重元素的探测方面取得重大进展，1996 年科学家们在研究某两个重离子结合成超重元素的反应时，发现生成的超重元素的核 X 经过 6 次 AZ衰变后的产物是 Fm.由此，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是 ( )253100A124、259 B12

7、4、265C112、265 D112、277解析：选 D由电荷数守恒得 Z10012112，由质量数守恒得A253 24277，故选 D5铀 239( U)经过衰变可产生钚 239( Pu)关于铀 239 的衰变，下列说法正确的23992 23994是( )A Pu 与 U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数23994 23992B放射性物质 U 发生 衰变时所释放的电子来源于核外电子23992C U 经过 2 次 衰变产生 Pu23992 23994D温度升高， U 的半衰期减小23992解析：选 C U 的质量数 A239，核电荷数 Z92， 则中子数23992n 23992 147，

8、Pu 的质量数 A239，核电荷数 Z94，则中子数23994nA Z239 94145，故核子数相同，但中子数不同，故 A 错误； 衰变是原子核的衰变，与核外电子无关， 衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子同时释放出来的，故 B 错误； U 2 e Pu，显然反应物的质量数为 239，而生成物的质23992 0 1 23994量数为 239，故质量数守恒；而反应物的核电荷数为 92，故核电荷数守恒，反应能够发生，故 C 正确；半衰期与物体的温度、状态均无关，而是由核内部自身因素决定的，故 D 错误二、多项选择题6天然放射性元素 Th(钍)经过一系列 衰变和 衰变之后，变成 Pb(铅

9、)下列23290 20882论断中正确的是( )A衰变的过程共有 6 次 衰变和 4 次 衰变B铅核比钍核少 8 个质子C 衰变所放出的电子来自原子核外轨道D钍核比铅核多 24 个中子解析：选 AB由于 衰变不会引起质量数的减少 ，故可先根据质量数的减少确定 衰变的次数为：x 6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定 衰变的232 2084次数应满足：2x y 9082 8，y 2x84.钍 232 核中的中子数为 23290142，铅208 核中的中子数为 20882126，所以钍核比铅核多 16 个中子，铅核比钍核少 8 个质子由于物质的衰变与元素的化学状态无关，所以 衰变所放出的电子

10、来自原子核内 n10H e，所以选项 A、B 正确1 0 17关于天然放射性，下列说法正确的是( )A所有元素都有可能发生衰变B放射性元素的半衰期与外界的温度无关C放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性D一个原子核在一次衰变中可同时放出 、 和 三种射线解析：选 BC自然界中绝大部分元素没有放射现象，选项 A 错误；放射性元素的半衰期只与原子核结构有关，与其他因素无关，选项 B、C 正确；原子核发生衰变时，不能同时发生 和 衰变， 射线伴随这两种衰变产生，故选项 D 错误8(2015高考山东卷) 14C 发生放射性衰变成为 14N，半衰期约 5 700 年已知植物存活期间，其体内 14C

11、 与 12C 的比例不变；生命活动结束后， 14C 的比例持续减小现通过测量得知，某古木样品中 14C 的比例正好是现代植物所制样品的二分之一下列说法正确的是( )A该古木的年代距今约 5 700 年B 12C、 13C、 14C 具有相同的中子数C 14C 衰变为 14N 的过程中放出 射线D增加样品测量环境的压强将加速 14C 的衰变解析：选 AC古木样品中 14C 的比例是现代植物所制样品的二分之一，根据半衰期的定义知该古木的年代距今约 5 700 年，选项 A 正确；同位素具有相同的质子数，不同的中子数，选项 B 错误； 14C 的衰变方程为 C N e， 所以此衰变过程放出 射线，选

12、146 147 0 1项 C 正确；放射性元素的半衰期与核内部自身因素有关， 与原子所处的化学状态和外部条件无关，选项 D 错误9.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核发生了衰变，得到两条如图所示的径迹，图中箭头表示衰变后粒子的运动方向不计放出光子的能量，则下列说法正确的是( )A发生的是 衰变，b 为 粒子的径迹B发生的是 衰变，b 为 粒子的径迹C磁场方向垂直于纸面向外D磁场方向垂直于纸面向里解析：选 AD放射性元素放出 粒子时， 粒子与反冲核的速度相反，而电性相反，则两个粒子受到的洛伦兹力方向相同，两个粒子的轨迹应为内切圆，故放出的是 粒子，放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半

13、径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，而 粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则 粒子的半径比反冲核的半径大，故 b 为 粒子的运动轨迹 ，故选项 A 正确，由左手定则知磁场方向垂直纸面向里，选项 D 正确三、非选择题10(2014高考江苏卷)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 Rn22286Po_ 已知 Rn 的半衰期约为 3.8 天，则约经过 _天，16 g 的 Rn21884 22286 22286衰变后还剩 1 g.解析：根据质量数守恒和电荷数守恒可知，衰变方程为 Rn Po He.222

14、86 21884 42根据衰变公式 m 余 m 原 ， 得 116 ，解得 t15.2 天(12)t (12)t3.8 答案： He(或 ) 15.24211恒星向外辐射的能量来自于其内部发生的各种热核反应，当温度达到 108 K 时，可以发生“氦燃烧” (1)完成“氦燃烧”的核反应方程： He_ Be.42 84(2) Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为 2.61016 s一定质量的 Be，经84 847.81016 s 后所剩 Be 占开始时的多少？84解析：(1)根据核反应方程的电荷数守恒，质量数守恒可知核反应方程应为He He Be.42 42 84(2) .mm0 (12)t (1

15、2)318答案：(1) He (2) (或 12.5%)421812(1)原子核 Th 具有天然放射性，它经过若干次 衰变和 衰变后会变成新的原23290子核下列原子核中，有三种是 Th 衰变过程中可以产生的，它们是_23290A Pb B Pb C Po20882 21182 21684D Ra E. Ra2288 22688(2)一静止的 U 核经 衰变成为 Th 核，释放出的总动能为 4.27 MeV.问此衰变23892 23490后 Th 核的动能为多少 MeV(保留 1 位有效数字)?23490解析：(1)选 ACD发生 1 次 衰变时核子的质量数减 4，电荷数减 2；发生 1 次

16、衰变时，质量数不变，电荷数加 1.先从质量数的变化分析，易得 A、C、D 正确(2)据题意知，此 衰变的衰变方程为：U Th He，23892 23490 42根据动量守恒定律得 mvm ThvTh式中，m 和 mTh分别为 粒子和 Th 核的质量，v 和 vTh分别为 粒子和 Th 核的速度，由题设条件知： mv mThv E k12 2 12 2Th mmTh 4234式中 Ek4.27 MeV ，是 粒子与 Th 核的总动能由式得 mThv Ek12 2Th mm mTh代入数据得，衰变后 Th 核的动能23490mThv 0.07 MeV.12 2Th答案：(1)ACD (2)0.07 MeV