人教版选修(3-5)第19章《放射性元素的衰变》word能力培养

1．关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是( ) A ．原子核全部衰变所需时间的一半 B ．原子核有半数发生衰变所需的时间 C ．相对原子质量减少一半所需的时间 D ．元素质量减少一半所需的时间
解析：选B.原子核有半数发生衰变所需的时间叫半衰期，它与原子核全部衰变所需时间的一半不同，放射性元素发生衰变后成了一种新的原子核．发生不同的衰变，其质量数减小规律不同，原子核衰变时，原来的放射性元素原子核的个数不断减少，那么放射性元素的原子核的质量也不断减小，故上述选项只有B 正确．
2．(2011年高考浙江理综卷)关于天然放射现象，下列说法正确的是( ) A ．α射线是由氦原子核衰变产生 B ．β射线是由原子核外电子电离产生
C ．γ射线是由原子核外的内层电子跃迁产生
D ．通过化学反应不能改变物质的放射性
解析：选D.α射线是氦核流，A 错；β射线是原子核内的一个中子变成一个质子而放出的，B 错；γ射线是原子核受激发而产生的，C 错；物质的放射性和半衰期与温度以及化合状态等无关，由核本身的性质决定，故D 项正确． 3.238 92U 经3次α衰变和2次β衰变，最后得到的原子核中的质子数为( ) A ．92 B ．88 C ．138 D ．226 解析：选B.质子数＝92－3×2＋2×1＝88. 4．放射性同位素2411Na 的样品经过6小时还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是( ) A ．2小时 B ．1.5小时 C ．1.17小时 D ．0.75小时 解析：选A.由m 余m 原＝⎝⎛⎭⎫12 得
18＝⎝⎛⎭⎫12 ∴τ＝2(小时) A 对．
5．一小瓶含有放射性同位素的液体，它每分钟衰变6000次．若将它注射到一位病人的血管中，15 h 后从该病人身上抽取10 mL 血液，测得此血样每分钟衰变2次．已知这种同位素的半衰期为5 h ，求此病人全身血液总量．
解析：设衰变前原子核的个数为N 0,15 h 后剩余的原子核个数为N ，则
N ＝N 0×(12) ＝(12)3N 0＝1
8
N 0，①
设人血液的总体积为V ，衰变的次数跟原子核的个数成正比，即N
N 0＝2×V 106000
，②
由①②得V 30000＝1
8
，所以
V ＝3750 mL ＝3.75 L.
原子核的个数越多，衰变的次数越多，两者成正比关系． 答案：3.75 L
一、选择题
1．(2011年高考上海单科卷)在存放放射性元素时，若把放射性元素①置于大量水中；②密
t
τ
6
τ
t τ
封于铅盒中；③与轻核元素结合成化合物．则( ) A ．措施①可减缓放射性元素衰变 B ．措施②可减缓放射性元素衰变 C ．措施③可减缓放射性元素衰变
D ．上述措施均无法减缓放射性元素衰变 解析：选D.放射性元素的衰变快慢由其原子核内部结构决定，与外界因素无关，所以A 、B 、C 错误，D 正确．
2．(2011年福建检测)建材中的放射物质，衰变成放射性的氡气，会导致肺癌，其中建材中
放射性元素中含有很多的是钋222(222 84Po)，它经过多少次β衰变能生成氡222(222
86Rn)( ) A ．222次 B ．136次 C ．2次 D ．86次 解析：选C.钋(222)衰变成氡(222)质量数没有变，故仅发生了β衰变，次数为86－84＝2次，故A 、B 、D 错，C 对．
3.232 90Th(钍)经过一系列的α衰变和β衰变，成为208
82Pb(铅)( ) A ．铅核比钍核少8个质子 B ．铅核比钍核少16个中子
C ．共经过4次α衰变和6次β衰变
D ．共经过6次α衰变和4次β衰变
解析：选ABD.根据核符号AZ X 的物理意义可知，Z 为质子数，A 为质量数，中子数＝质量数－质子数．经计算可知A 、B 选项正确．根据衰变规律，只有α衰变影响质量数的变化(每一次α衰变质量数减少4)．所以先分析α衰变次数x ＝(232－208)/4＝6次．再从电荷数变化分析β衰变次数．每一次α衰变电荷数少2，每一次β衰变电荷数加1.设发生y 次β衰变，应满足90－2×6＋1×y ＝82，解得：y ＝4.即6次α衰变4次β衰变．
4.238 92U 衰变为222
86Rn 要经过m 次α衰变和n 次β衰变，则m 、n 分别为( ) A ．2,4 B ．4,2 C ．4,6 D ．16,6
解析：选B.由于β衰变不改变质量数，则m ＝238－222
4
＝4，α衰变使电荷数减少8，但由238 92
U 衰变为222 86Rn ，电荷数减少6，说明经过了2次β衰变，故B 正确．
5．若干210
83Bi 放在天平左盘上，右盘放420 g 砝码，天平平衡．当铋发生衰变经过1个半衰期，欲使天平平衡，应从右盘中取出砝码的质量为( ) A ．210 g B ．105 g C ．4 g D ．2 g
解析：选C.有人选A ，认为420 g 铋经过1个半衰期元素质量减为原来的1
2
，即210 g ，所
以应取走砝码210 g ．这是错误的．
其实，原有的2 mol 210 83Bi 经一个半衰期后，有1 mol 发生衰变生成1 mol 新的原子核206
81Ti ，这种新元素质量为206 g ．此时左盘中还有210 g 未发生衰变的放射性元素，所以左盘中的总质量为416 g ，应从右盘取走砝码4 g ，选C.
6．一个氡核222 86Rn 衰变成钋核218
84Po 并放出一个粒子，其半衰期为3.8天.1 g 氡经过7.6天衰
变掉氡的质量，以及222 86 Rn 衰变成218
84 Po 的过程放出的粒子是( ) A ．0.25 g ，α粒子 B ．0.75 g ，α粒子 C ．0.25 g ，β粒子 D ．0.75 g ，β粒子
解析：选B.由半衰期公式得m ＝m 0⎝⎛⎭⎫12 ＝14m 0，所以衰变掉的氡的质量为3
4m 0
＝0.75 g ，衰变方程为：222 86Rn →218 84Po ＋4
2X ，所以衰变出的粒子是α粒子．
7．本题中用大写字母代表原子核．E 经α衰变成为F ，再经β衰变成为G ，再经α衰变成为H.上述系列衰变可记为下式： E ――→α
F ――→β
G ――→α
H 另一系列衰变如下： P ――→β
Q ――→β
R ――→α
S
7.6
3.8
已知P 是F 的同位素，则( )
A ．Q 是G 的同位素，R 是H 的同位素
B ．R 是E 的同位素，S 是F 的同位素
C ．R 是G 的同位素，S 是H 的同位素
D ．Q 是
E 的同位素，R 是
F 的同位素
解析：选B.因为P 是F 的同位素，其电荷数设为Z ，则衰变过程可记为 Z ＋2E ―
―→α
Z F ――→β
Z ＋1G ――→α
Z －1H Z P ―
―→β
Z ＋1Q ――→β
Z ＋2R ――→α
Z S 显然E 和R 的电荷数均为Z ＋2，则E 和R 为同位素，Q 和G 的电荷数均为Z ＋1，则Q 和G 为同位素，S 、P 、F 的电荷数都为Z ，则S 、P 、F 为同位素，故B 正确，A 、C 、D 错．
8．若元素A 的半衰期为4天，元素B 的半衰期为5天，则相同质量的A 和B ，经过20天后，剩下的元素A 、B 的质量之比m A ∶m B 为( ) A ．30∶31 B ．3∶30 C ．1∶2 D ．2∶1 解析：选C.根据半衰期公式得
m A ＝m 0⎝⎛⎭⎫12 ＝m 0⎝⎛⎭⎫125， m B ＝m 0⎝⎛⎭⎫12 ＝m 0⎝⎛⎭⎫124，
所以m A ∶m B ＝1∶2. 二、非选择题
9．(2011年高考海南卷)2011年3月11日，日本发生九级大地震，造成福岛核电站严重的核泄漏事故．在泄漏的污染物中含有131I 和137Cs 两种放射性核素，它们通过一系列衰变产生对人体有危害的辐射．在下列四个式子中，有两个能分别反映131I 和137Cs 的衰变过程，它们分别是________和________(填入正确选项前的字母).131I 和137Cs 原子核中的中子数分别是________和________．
A ．X 1→137 56Ba ＋1
0n
B ．X 2→131 54Xe ＋0
－1e
C ．X 3→137 56Ba ＋0
－1e
D ．X 4→131 54Xe ＋1
1p
解析：衰变的种类有α衰变和β衰变两类，衰变中放出的粒子是氦核或电子而不会是质子或中子，故A 、D 错误，或从质量数守恒可知X 1、X 4的质量数分别是138、132，故他们不会是131I 和137Cs 的衰变．
由质量数守恒和电荷数守恒可知X 2、X 3分别是131 53I 、137
55Cs ，而中子数等于质量数与核电荷数的差值，故他们的中子数分别为78、82. 答案：B C 78 82
10.
图19－2－1
(2011年临川质检)静止在匀强磁场中的某放射性原子核，沿垂直于磁场方向放出一个α粒子后，α粒子和新核都做匀速圆周运动，如图19－2－1所示，测得α粒子和新核的轨道半径之比为44∶1，由此可知，该放射性原子核是哪种元素的原子核？
解析：带电粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动 ，洛伦兹力提供向心力，由Bq v ＝m v 2
r 得圆
周运动半径：r ＝m v
Bq .
又衰变过程中α粒子和新核组成的系统动量守恒
204205
mαvα＝m新v新
所以rα
r新
＝
q新
qα＝
44
1
新核核电荷数为q新＝44qα＝44×2＝88
可知原放射性元素原子核的核电荷数q原＝88＋2＝90 故该放射性元素为90号元素钍(23090Th)．
答案：该放射性元素为90号元素钍23090Th。