人教版高中物理选择性必修第三册增强版课后习题 第5章 原子核 2.放射性元素的衰变

2.放射性元素的衰变
课后训练巩固提升
基础巩固
1.下列说法正确的是( )
A.α射线与γ射线都是电磁波
B.β射线为原子的核外电子电离后形成的电子流
C.用加温、加压或改变其化学状态的方法都不能改变原子核衰变的半衰期
D.原子核经过衰变生成新核,则新核的质量总等于原核的质量
射线不是电磁波,A错误。

β射线是原子核的衰变产生的,B错误。

半衰期不随其物理、化学状态而改变,C正确。

由α衰变的衰变方程可知,D 错误。

2.(多选)关于天然放射性,下列说法正确的是( )
A.所有元素都可能发生衰变
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.α、β和γ三种射线中,γ射线的穿透能力最强
83的元素有的可以发生衰变,有的不可以发生衰变,A 错误。

放射性元素的半衰期与元素所处的物理、化学状态无关,B、C正确。

α、β、γ三种射线的穿透能力依次增强,D正确。

3.如图所示,一个原子核X经图中所示的一系列α、β衰变后,生成稳定的原子核Y,在此过程中放射出电子的总个数为( )
A.6
B.8
C.10
D.14
92+146X
解析设发生了m次α衰变,n次β衰变,可写出核反应方程
92
0β,根据质量数守恒92+146=82+124+4m,解得m=8;根据电荷Y+m24α+n
-1
数守恒92=82+16-n,解得n=6,故选A。

4.84210Po的半衰期为138天,经过α衰变生成稳定的铅(82206Pb),经过276天,100 g 84210Po已衰变的质量为( )
A.25 g
B.50 g
C.75 g
D.100 g
经1个半衰期衰变的质量为50g,再经过1个半衰期衰变的质量为25g,所以经过2个半衰期衰变的质量为75g,C 正确。

5.(多选)下列说法正确的是( )
A. 88226Ra 衰变为 86222
Rn 要经过1次α衰变和1次β衰变 B .92238U 衰变为 91234Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变 C .90232Th 衰变为 82208Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变 D .92238U 衰变为 86222Rn 要经过4次α衰变和4次β衰变
衰变放出的粒子是 24He,β衰变放出的粒子是 -1 0
e,由电荷数守恒和质量数守恒,可知A 、D 错误,B 、C 正确。

6.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 86222Rn
84218
Po+。

已知 86222Rn 的半衰期约为3.8天,则约经过
天,16 g 的 86222Rn 衰变后还剩1 g 。

24He 15.2
成物为 24He 。

根据m 余=m 原(1
2)t
τ
知t
τ
=4
解得t=3.8×4天=15.2天。

能力提升
1.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( ) A.m
4
B.m
8
C.m
16
D.m
32
m 0(1
2
)t
τ
,将题目中的数据代入可得C 正确。

2.下面列出的是一些核反应方程:1530
P Si+X,
49
Be+
B+Y ,2
4He +24He Li+Z 。

其中( )
A.X 是质子,Y 是中子,Z 是正电子
B.X 是正电子,Y 是质子,Z 是中子
C.X 是中子,Y 是正电子,Z 是质子
D.X 是正电子,Y 是中子,Z 是质子
,可得出选项D 正确。

3.A 、B 两种放射性元素原来都静止在同一匀强磁场中,磁场方向如图所示,其中一个放出α粒子,另一个放出β粒子,α与β粒子的运动方向跟磁
场方向垂直,图中a、b、c、d分别表示α粒子、β粒子以及两个剩余核的运动轨迹,则( )
A.a为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹
B.b为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹
C.b为α粒子轨迹,c为β粒子轨迹
D.a为α粒子轨迹,d为β粒子轨迹
由于无外力作用,动量守恒,所以原子核发生衰变后,新核与放出的粒子速度方向相反。

若它们带相同性质的电荷,则它们所受的洛伦兹力方向相反,则轨道应
,半径大的是外切圆,故题图甲应该是原子核发生了α衰变。

又因为r=mv
Bq
应该是电荷量小的α粒子的运动轨迹,故A、D错误。

若它们所带电荷的性质不同,则它们的轨道应是内切圆。

题图乙所示的轨迹是放出了与原子核电性相反的电荷,故应该是发生了β衰变。

半径大的应该是电荷量小的电子的运动轨迹,故B错误,C正确。

4.14C 是一种半衰期为5 730年的放射性同位素。

若考古工作者探测到某古木中14C 的含量为原来的1
4,则该古树死亡时间距今大约( )
A.22 920年
B.11 460年
C.5 730年
D.2 865年
m=m 0(1
2)t
τ
,结合题目所给条件得t
τ=2,所以该古树死亡时间应该为2
个14C 的半衰期,即t=5730年×2=11460年,故正确答案为B 。

5.(多选)钍 90234Th 具有放射性,它能放出一个新的粒子而变为镤 91234
Pa,同
时伴随有γ射线产生,其方程为 90234Th 91234
Pa+X,钍的半衰期为
24天。

则下列说法正确的是 ( )
A.X 为质子
B.X 是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的
C.γ射线是镤原子核放出的
D.1 g 钍 90234Th 经过120天后还剩0.312 5 g
,钍核衰变过程中放出了一个电子,即X 为电子,故A 错误。

发生β衰变时释放的电子是由核内一个中子转化成一个质子时产生的,故B 正确。

γ射线是镤原子核放出的,故C 正确。

钍的
半衰期为24天,1g 钍 90234Th 经过120天即经过5个半衰期后还剩0.03125g,故D 错误。

6.天然放射性铀(92238
U)发生衰变后产生钍(90234
Th)和另一个原子核。

(1)请写出衰变方程。

(2)若衰变前铀(92238
U)核的速度为v,衰变产生的钍(90234
Th)核的速度为v
2
,
且与铀核速度方向相同,求产生的另一种新核的速度。

答案(1)92238
U Th +24He
(2)
1214
v,方向与铀核速度方向相同
原子核衰变时电荷数和质量数都守恒,有 92238U
Th +24He 。

(2)由(1)知新核为氦核,设一个核子的质量为m,则氦核的质量为4m 、铀核的质量为238m 、钍核的质量为234m,设氦核的速度为v'。

由动量守恒定律,得238mv=234m·v
2+4mv'
解得v'=1214
v,方向与铀核速度方向相同。