高中物理--- 放射性元素的衰变练习

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人教版高中物理选择性必修三第5章第1节放射性元素的衰变练习

放射性元素的衰变练习一、单选题1.关于原子核、原子核的衰变、核能，下列说法正确的是()A. 原子核的结合能越大，原子核越稳定B. 任何两个原子核都可以发生核聚变C. 92238U衰变成 82206Pb要经过8次β衰变和6次α衰变D. 发生α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了22.已知Co60的衰变方程为2760Co→2860Ni+X，半衰期为5.27年，则X和1克Co60经过5.27年后还剩下Co60的质量分别为A. 质子0.5克B. 电子0.5克C. 质子0.25克D. 电子0.25克3.放射性同位素钍 90232Tℎ经一系列α、β衰变后生成氡 86220Rn，以下说法正确的是()A. 每经过一次α衰变原子核的质量数会减少2个B. 每经过一次β衰变原子核的质子数会增加1个C. 放射性元素钍 90232Tℎ的原子核比氡 86220Rn原子核的中子数少4个D. 钍 90232Tℎ衰变成氡 86220Rn一共经过2次α衰变和3次β衰变4.某些放射性元素如 93237Np半衰期很短，在自然界很难被发现，可以在实验室使用人工的方法发现。

已知 93237Np经过一系列α衰变和β衰变后变成 83209Bi，下列说法正确的是()A. 83209Bi子核比 93237Np的原子核少28个中子B. 衰变过程中共发生了4次α衰变和7次β衰变C. 衰变过程中共有4个中子转变为质子D. 若 83209Bi继续衰变成新核 83210Bi，需放出一个α粒子5.关于核反应方程 23892U→ 23490Th+X，下列说法正确的是()A. 此核反应一定会释放能量B. 通过降低温度的方法，一定能缩短U的半衰期C. 此核反应方程中的X代表的粒子为氢原子核D. 铀核的比结合能大于钍核的比结合能6.放射性衰变通常都有一定的周期，并且不因物理或化学环境而改变，这就是放射性可用于确定年代的原因。

由于一个原子的衰变是自然地发生的，即不能预知何时会发生，因此会以概率来表示。

最新人教版高中物理选修3-5：19.2 放射性元素的衰变知识点总结及课时练习

2 放射性元素的衰变记一记放射性元素的衰变知识体系1个概念——半衰期2种衰变——α衰变，β衰变辨一辨1.原子核在衰变时，它在元素周期表中的位置不变．(×)2．发生β衰变是原子核中的电子发射到核外．(×)3．γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的．(√)4．半衰期是原子核有半数发生衰变需要的时间，经过两个半衰期原子核就全部发生衰变．(×)5．根据半衰期的计算，我们可以知道一个特定的原子核何时发生衰变．(×)6．半衰期与原子所处的化学状态和外部条件都无关．(√)想一想1.半衰期与哪些因素有关？适用条件是什么？半衰期公式是什么？提示：半衰期只与物质的种类有关，与物质的物理性质、化学性质无关．适用条件为统计规律下的大量原子核，不适用于单个原子核．半衰期公式为N 余＝N 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，m 余＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ. 2．当原子核发生α衰变时，原子核的质子数和中子数如何变化？为什么？当发生β衰变时，新核的核电荷数相对原来的原子核变化了多少？新核在元素周期表中的位置怎样变化？提示：当原子核发生α衰变时，原子核的质子数减小2，中子数减小2，因为α衰变的实质是2个质子和2个中子结合在一起从原子核中被抛射出来．β粒子为0－1e，发生β衰变时核电荷数增加1，所以原子序数增加1.思考感悟：练一练1.某放射性元素的原子核发生2次α衰变和6次β衰变，关于它的原子核的变化，下列说法中正确的是()A．中子数减少8 B．质子数减少2C．质子数增加2 D．核子数减少10解析：发生2次α衰变质量数减少8，电荷数减少4，发生6次β衰变质量数不变，电荷数增加6，最终质量数减少8，电荷数增加2，所以核子数减少8，质子数增加2，中子数减少10.选项C 正确．答案：C2．[2019·山东济南一模]下列观点正确的是()A．α射线、β射线、γ射线都是高速带电粒子流B．原子核发生衰变时要遵守电荷数守恒和质量守恒C．大量原子核发生衰变时一定同时放出α射线、β射线、γ射线D．原子核发生衰变时产生的α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的解析：α射线、β射线都是高速带电粒子流，γ射线不带电，是光子流，A错误；原子核发生衰变时遵守电荷数守恒和质量数守恒，但质量不守恒，B错误；α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核从原子核中辐射出来，β衰变的实质是原子核中的一个中子变成一个质子和一个电子，γ射线伴随α衰变或β衰变的产生而产生，所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的，大量原子核发生衰变时不一定同时放出α射线、β射线、γ射线，C错误，D正确．答案：D3．(多选)对天然放射现象，下列说法中正确的是()A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C ．γ射线是光子流，所以γ射线有可能是原子发光产生的D ．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的解析：α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合在一起形成一个氦核发射出来的，β衰变的实质是原子核内的一个中子变成一个质子和一个电子，然后释放出电子，γ射线伴随α衰变和β衰变的产生而产生．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的，答案：AD4．天然放射性铀(238 92U)发生衰变后产生钍(234 90Th)和另一个原子核．(1)请写出衰变方程．(2)若衰变前铀(238 92U)核的速度为v ，衰变产生的钍(234 90Th)核速度为v 2，且与铀核速度方向相同，求产生的另一种新核的速度．解析：(1)238 92U →234 90Th ＋42He ，(2)设另一新核的速度为v ′，铀核质量为238m ，钍核质量为234m ，由动量守恒定律得238m v ＝234m v 2＋4m v ′，得v ′＝1214v .答案：(1)238 92U →234 90Th ＋42He (2)1214v要点一原子核的衰变规律与衰变方程1.[2019·广东茂名一模]放射性元素钋(210 84Po)发生衰变时，会产生42He 和一种未知粒子，并放出γ射线，其衰变方程为210 84Po → y 82X ＋42He.下列说法正确的是( )A.42He 组成的α射线的穿透能力比γ射线强B ．y ＝ 214C ．X 核的中子数为124D ．这种衰变是β衰变解析：42He 组成的α射线的穿透能力比γ射线弱，A 错误；根据衰变过程质量数守恒，得y ＝210－4＝206，B 错误；X 核的中子数为206－82＝124，C 正确；因为衰变过程中放出的是α粒子，所以该衰变是α衰变，D 错误．答案：C2．14C 的半衰期为5 730年，具有放射性．若考古工作者探测某古树中14C 的含量为原来的14，则该古树死亡时间距今大约为( )A ．22 920年B ．11 460年C ．5 730年D ．2 865年解析：由m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ＝14，得t ＝2T ＝11 460年．答案：B3．[2019·广东佛山期中](多选)目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些材料都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是( )A ．氡的半衰期为3.8天，若有4 kg 氡原子核，经过7.6天后就只剩下1 kg 氡原子核B ．氡的半衰期为3.8天，若有4个氡原子核，经过7.6天后就只剩下1个氡原子核C ．放射性元素发生β衰变时释放的电子是原子核外电子电离产生的高速电子D ．放射性元素与别的元素形成化合物时仍具有放射性解析：若有4 kg 氡原子核，经过7.6天即经过2个半衰期后，就只剩下4 kg ×⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝1 kg 氡原子核，A 正确；半衰期是统计规律，对少数原子核不适用，B 错误；β衰变实质是原子核中的一个中子转变为一个质子和一个电子，电子从原子核中释放出来，C 错误；放射性由原子核本身决定，与所处的化学状态无关，D 正确．答案：AD4．某放射性元素的原子核内有N 个核子，其中有n 个质子，该原子核发生2次α衰变和1次β衰变，变成1个新核，则( )A ．衰变前原子核有(N －n )个中子B ．衰变后新核有(n －4)个质子C ．衰变后新核的核子数为(N －3)D ．衰变后新核的中子数为(N －n －3)解析：核子数等于质子数加中子数，所以衰变前原子核有中子数(N －n )个，A 正确；衰变后新核有n －(2×2－1)＝(n －3)个质子，B 错误；衰变后新核的核子数为N －2×4＝N －8，C 错误；衰变后新核的中子数为(N －n －5)，D 错误．答案：A5．钍232(232 90Th)经过________次α衰变和________次β衰变，最后成为铅208(208 82Pb)．解析：因为α衰变改变原子核的质量数而β衰变不能，所以应先从判断α衰变次数入手：α衰变次数＝232－2084＝6. 每经过1次α衰变，原子核电荷数减少2，那么钍核经过6次α衰变后剩余的电荷数与铅核实际的电荷数之差，决定了β衰变次数：β衰变次数＝(90－2×6)－82 －1＝4. 答案：6 4要点二半衰期6.[2019·四川攀枝花模拟]A 、B 两种放射性元素，A 的半衰期为10天，B 的半衰期为30天，经60天后两种放射性元素剩余的质量相等，那么它们原来的质量之比为( )A ．1:3B ．3:1C ．1:16D ．16:1解析：分析可知A 经过6次衰变，B 经过2次衰变，因此有m A ⎝ ⎛⎭⎪⎫126＝m B ⎝ ⎛⎭⎪⎫122，解得它们原来的质量之比为m A m B ＝161，D 正确．答案：D7．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，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222 86Rn 的矿石，其原因是( )A ．目前地壳中的222 86Rn 主要来自于其他放射性元素的衰变B ．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn 的含量足够高C ．当衰变产物218 84Po 积累到一定量以后，218 84Po 的增加会减慢222 86Rn 的衰变过程D.222 86Rn 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解析：由于222 86Rn 的半衰期为3.8天，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳中原有的222 86Rn 早已衰变完了，目前地壳中的222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，选项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．答案：A8．[2019·河南联考]一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m，铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的是()A．经过2个半衰期后，这块矿石中基本不再含有铀B．经过2个半衰期后，原来所含的铀元素的原子核有m4发生了衰变C．经过3个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m 8D．经过1个半衰期后该矿石的质量剩下M 2解析：经过2个半衰期后矿石中剩余的铀应该有m4，故选项A、B错误；经过3个半衰期后矿石中剩余的铀还有m8，故选项C正确；因为衰变产物大部分仍然留在该矿石中，所以矿石质量没有太大的改变，选项D错误．答案：C基础达标1.[2019·大庆检测]放射性元素在衰变过程中，有些放出α射线，有些放出β射线，有些在放出α射线或β射线的同时，还以γ射线的形式释放能量．例如234 90Th核的衰变过程可表示为234 90Th→234 91 Pa＋0－1e＋γ，这个衰变()A．是β衰变，产生的234 91Pa核从高能级向低能级跃迁B．是β衰变，产生的234 91Pa核从低能级向高能级跃迁C．是α衰变，产生的234 91Pa核从高能级向低能级跃迁D．是α衰变，产生的234 91Pa核从低能级向高能级跃迁解析：由核反应方程可知，该核反应生成0－1e，并且释放能量，正确选项为A.答案：A2．[上海高考题]232 90Th 经过一系列α衰变和β衰变后变成208 82Pb ，则208 82Pb 比232 90Th 少( )A ．16个中子，8个质子B ．8个中子，16个质子C ．24个中子，8个质子D ．8个中子，24个质子解析：比较两种原子核的核电荷数可知，208 82Pb 比232 90Th 少8个质子，B 、D 项错误；208 82Pb 的质量数比232 90Th 的质量数少24，其中质子少8个，则中子少16个，A 项正确，C 项错误．答案：A3．如图所示，图中曲线a 、b 、c 、d 为气泡室中某放射物发生衰变放出的部分粒子的径迹，气泡室中磁感应强度方向垂直于纸面向里．以下判断可能正确的是( )A ．a 、b 为β粒子的径迹B ．a 、b 为γ粒子的径迹C ．c 、d 为α粒子的径迹D ．c 、d 为β粒子的径迹解析：由左手定则可知，a 、b 为带正电的粒子的径迹，c 、d 为带负电的粒子的径迹，又α粒子带正电，β粒子带负电，γ粒子不带电，所以D 项正确．答案：D4．已知A 和B 两种放射性元素的半衰期分别为T 和2T ，则相同质量的A 和B 经过2T 后，剩余的A 和B 质量之比为( )A ．1:4B ．1:2C ．2:1D ．4:1解析：由半衰期含义可知，A 经过两个半衰期剩余的质量为原来的14，B 经过一个半衰期，剩余的质量为原来的12，所以剩余的A 、B 质量之比为1:2，B 项正确．答案：B5．[2019·河北唐山期末]关于碳14的衰变方程14 6C →A Z X ＋0－1e ，下面说法正确的是( )A ．A 等于13，Z 等于5B ．A 等于14，Z 等于7C ．A 等于14，Z 等于5D ．A 等于13，Z 等于6解析：由电荷数守恒得6＝Z －1，解得Z ＝7，由质量数守恒得14＝A ＋0，解得A ＝14.选项B 正确．答案：B6．放射性元素发生衰变时放出的γ光子，是由( )A ．核外电子从外层轨道跃迁到内层轨道时放出的B ．核外电子从内层轨道跃迁到外层轨道时放出的C ．核外电子受激发后产生的D ．它是处于激发状态的原子核放射出来的解析：γ光子是原子核衰变后产生的新核从高能级向低能级跃迁时辐射出的．故D 正确．答案：D7．[2019·石家庄辛集一中月考]将半衰期为5天的64 g 铋均分成四份，其中三份分别投入开口容器中、100 atm 的密封容器中、100 ℃的沸水中，第四份则与别的元素形成化合物，经10天后，四种情况剩下的铋的质量分别为m 1、m 2、m 3、m 4，则( )A ．m 1＝m 2＝m 3＝m 4＝4 gB ．m 1＝m 2＝m 3＝4 g ，m 4<4 gC ．m 1>m 2>m 3>m 4，m 1＝4 gD ．m 1＝4 g ，其余无法知道解析：半衰期是由放射性元素原子核内部本身的因素决定的，与原子核所处的物理、化学状态无关，所以m 1＝m 2＝m 3＝m 4.经过10天即2个半衰期，则剩余的铋的质量为m 0·⎝ ⎛⎭⎪⎫122＝14m 0＝14×644 g ＝4 g ，A 正确．答案：A8．[2019·宿迁检测](多选)某原子核的衰变过程A ――→βB ――→αC ，下列说法正确的是( ) A ．核C 比核A 的质子数少1B ．核C 比核A 的质量数少5C ．原子核为A 的中性原子的电子数比原子核为B 的中性原子的电子数多2D ．核C 比核B 的中子数少2解析：由衰变方程可写出关系式x y A ――→β x y ＋1B ――→αx －4y －1C 可得A 、D 项正确．答案：AD能力达标9.[2019·贵阳联考](多选)日本福岛核电站泄漏事故中释放出大量的碘131，碘131是放射性同位素，衰变时会发出β射线与γ射线，碘131被人摄入后，会危害身体健康，由此引起了全世界的关注．下面关于核辐射的相关知识，说法正确的是() A．人类无法通过改变外部环境来改变碘131衰变的快慢B．碘131的半衰期为8.3天，则4个碘原子核经16.6天后就一定剩下一个原子核C．β射线与γ射线都是电磁波，但γ射线穿透本领比β射线强D．碘131发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的解析：衰变的快慢由放射性元素本身决定，与外部环境无关，A正确．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数几个原子核无意义，B错误．β射线是高速电子流，γ射线是电磁波，故C 错误．β衰变的实质是10n―→11H＋0－1e，D正确．答案：AD10．[2019·湖南衡阳模拟](多选)原子核的衰变过程遵守一系列的守恒定律，在匀强磁场中有一个原来速度几乎为0的放射性原子核W衰变为两个粒子P和S，衰变后粒子P和S的运动速度和磁场垂直．粒子P和S分别做匀速圆周运动．已知粒子P和S做圆周运动的半径和周期之比分别为R P:R S＝45:1，T P:T S＝90:117，则()A．放射性原子核W的质量数为238B．P和S两核的质量数之比为117:2C．P和S两核的电荷数之比为45:1D．P和S两核的动能之比为117：2解析：根据动量守恒定律可知，衰变瞬间P和S两核的动量大小相等，方向相反，由带电粒子在磁场中运动的半径表达式R＝m vBq，可知q Pq S＝R SR P＝145，C错误．带电粒子在磁场中运动的周期的表达式为T＝2πmBq，故m Pm S＝q P T Pq S T S＝145×90117＝2117，由于电子的质量与质子、中子相比是很小的，所以该衰变不可能是β衰变，该衰变应为α衰变，由于α粒子的电荷数为2，所以衰变后的P的电荷数为90；α粒子的质量数为4，则衰变后的新核具有234个核子，原子核W的质量数为238，A正确，B错误．衰变瞬间P和S两核的动量大小相等，它们的动能E k＝p22m，可知P与S的动能大小与它们的质量成反比，所以P和S两核的动能之比为1172，D正确．答案：AD11．(多选)下列说法正确的是()A．放射性元素的半衰期随温度的升高而减小B．放射性元素放射出的α射线、β射线和γ射线，电离能力最强的是α射线C.232 92Th衰变成208 82Pb要经过6次α衰变和4次β衰变D．原子从较高的激发态向较低的激发态或基态跃迁的过程，是吸收能量的过程E．光电效应的实验结论是：对于某种金属，超过极限频率的入射光频率越高，所产生的光电子的最大初动能就越大解析：半衰期与温度无关，故选项A错误；三种射线中电离能力最强的是α射线，故选项B正确；据232 90Th→208 82Pb＋642He＋40－1 e可知选项C正确；原子从较高激发态向较低激发态跃迁，向外辐射能量，故选项D错误；当照射光频率大于金属极限频率时，增加照射光频率，光电子最大初动能变大，故选项E正确．答案：BCE12．在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个α粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片(如图所示)，今测得两个相切圆半径之比r1：r2＝1：44，求：(1)图中哪一个圆是α粒子的径迹？(说明理由)(2)这个原子核原来所含的质子数是多少？解析：(1)因为动量相等，所以轨道半径与粒子的电荷量成反比，所以圆轨道2是α粒子的径迹，圆轨道1是新生核的径迹．(2)设衰变后新生核的电荷量为q1，α粒子的电荷量为q2＝2e，它们的质量分别为m1和m2，衰变后的速度分别是v1和v2，所以原来原子核的电荷量q＝q1＋q2.根据轨道半径公式有r1r2＝m1v1Bq1m2v2Bq2＝m1v1q2m2v2q1又由于衰变过程中遵循动量守恒定律，则m1v1＝m2v2以上三式联立解得q＝90e.即这个原子核原来所含的质子数为90.答案：(1)见解析(2)9013．一静止的238 92U核经α衰变成为234 90Th核，释放出的总动能为4.27 MeV.问此衰变后234 90Th核的动能为多少MeV？(保留1位有效数字)解析：据题意知，此α衰变的衰变方程为：238 92U―→234 90Th＋42He，根据动量守恒定律得mαvα＝m Th v Th①式中，mα和m Th分别为α粒子和Th核的质量，vα和v Th分别为α粒子和Th核的速度，由题设条件知：12mαv2α＋12m Th v2Th＝E k②mαm Th＝4234③式中E k＝4.27 MeV是α粒子与Th核的总动能．由①②③式得12m Th v 2Th＝mαmα＋m ThE k④代入数据得，衰变后234 90Th核的动能12m Th v2Th＝0.07 MeV答案：0.07 MeV。

2020_2021学年新教材高中物理第五章原子核2放射性元素的衰变学案新人教版选择性必修320210

放射性元素的衰变必备知识·素养奠基一、原子核的衰变【思考】提示:遵循电荷数守恒和质量数守恒。

1.定义:原子核自发地放出α粒子或β粒子,变成另一种原子核的过程。

2.衰变类型:(1)α衰变:放射性元素放出α粒子的衰变过程。

放出一个α粒子后,核的质量数减少4,电荷数减少2,成为新核。

(2)β衰变:放射性元素放出β粒子的衰变过程。

放出一个β粒子后,核的质量数不变,电荷数增加1。

3.衰变规律:原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

4.衰变的实质:(1)α衰变的实质:2个中子和 2个质子结合在一起形成α粒子。

(2)β衰变的实质:核内的中子转化为了一个质子和一个电子。

(3)γ射线经常是伴随α射线和β射线产生的。

二、半衰期1.定义:放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间。

2.特点:(1)不同的放射性元素,半衰期不同,甚至差别非常大。

(2)放射性元素衰变的快慢是由核内部自身的因素决定的,跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

3.适用条件:半衰期描述的是统计规律,不适用于单个原子核的衰变。

4.半衰期的应用:利用半衰期非常稳定这一特点,可以通过测量其衰变程度来推断时间。

三、核反应1.定义:原子核在其他粒子的轰击下产生新原子核的过程。

2.原子核的人工转变:卢瑟福用α粒子轰击氮原子核,核反应方程N He O H。

3.遵循规律:质量数守恒,电荷数守恒。

四、放射性同位素的应用与防护1.放射性同位素:具有放射性的同位素。

2.放射性同位素的应用与防护:(1)应用射线:利用γ射线的穿透本领可以测厚度等,还可以用于放射治疗、照射种子培育优良品种等。

(2)示踪原子:一种元素的各种同位素具有相同的化学性质,用放射性同位素替换非放射性的同位素后可以探测出原子到达的位置。

(3)辐射与安全:人类一直生活在放射性的环境中,过量的射线对人体组织有破坏作用。

要防止放射性物质对水源、空气、用具等的污染。

关键能力·素养形成一原子核的衰变规律与衰变方程1.衰变种类:(1)α衰变:放出α粒子的衰变,如U Th He。

放射性元素的衰变每课一练 (含解析) (41)

2019-2020学年人教版选修3-519.2放射性元素的衰变课时作业2（含解析）1．下列科学家中，最先发现了质子的是A．贝克勒尔B．居里夫人C．查德威克D．卢瑟福2．关于核衰变和核反应的类型，下列表述中正确的有( )A．是β衰变B．是α衰变C．是人工转变D．是重核裂变3．一个静止的放射性同位素的原子核衰变为，另一个静止的天然放射性元素的原子核衰变为，在同一磁场中，得到衰变后粒子的运动径迹1、2、3、4，如图所示，则这四条径迹依次是( )A．图中1、2为衰变产生的和的轨迹，其中1是电子的轨迹B．图中1、2为衰变产生的和的轨迹，其中2是正电子的轨迹C．图中3、4是衰变产生的和的轨迹，其中3是正电子的轨迹D．图中3、4轨迹中两粒子在磁场中旋转方向相反4．下列核反应方程及其表述中错误的是（）A．Na→Mg+e是原子核的β衰变B．He+H→He+H是原子核的α衰变C．He+Al→P+n 是原子核的人工转变D．U+n→Kr+Ba+3n是重核的裂变反应5．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，下列有关放射性知识的说法中正确的是（）A．β射线与γ射线一样是电磁波，但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天，4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C．衰变成要经过8次β衰变和8次α衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的6．下列说法正确的是（）A．卢瑟福在α粒子散射实验的基础上提出了原子的核式结构模型B．光子像其他粒子一样具有动量，但光子不具有能量C．β衰变的实质是核内中子转化成了一个质子和一个电子D．放射性元素的半衰期是针对大量原子核的统计规律7．下列说法正确的是A．经过6次α衰变和4次β衰变后，成为稳定的原子核B．γ射线一般伴随着α或β射线产生，三种射线中γ射线的穿透能力最强，电离能力也最强C．α衰变的实质是原子核内两个质子和两个中子能紧密结合在一起，在一定条件下以一个整体从原子核中抛射出来D．β衰变中产生的β射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚形成的8．下列说法正确的是A．Th核发生一次α衰变时，新核与原来的原子核相比，中子数减少了2B．太阳辐射的能量最主要来自太阳内部的裂变反应C．若使放射性物质的温度升高，其半衰期可能变小D．用14eV的光子照射处于基态的氢原子，可使其电离9．对下列物理事实的叙述中正确的是A．汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，说明原子核内部具有复杂的结构B．卢瑟福提出的核式结构模型很好地解释了α粒子散射实验，但并不能解释原子的稳定性和原子光谱的不连续性C．玻尔将量子概念引入原子结构理论，比较完满地解释了所有原子的光谱D．巴尔末将已发现的氢光谱的可见光部分4条谱线的波长用一个公式来表示，因此这些谱线组成一个系称为巴尔末系10．下列说法正确的是（）A．某放射性元素经过19天后，余下的该元素的质量为原来的1/32，则该元素的半衰期为3.8天B．α粒子散射实验说明原子核内部具有复杂结构C．对放射性物质施加压力，其半衰期将减少D．氢原子从定态n=3跃迁到定态n=2，再跃迁到定态n=1,则后一次跃迁辐射的光的波长比前一次的要短11．下列说法中正确的是（）A．α射线与γ射线都是电磁波B．光电效应说明光具有粒子性C．天然放射现象说明原子核具有复杂的结构D．用加温、加压或改变其化学状态的方法能改变原子核衰变的半衰期12．下列说法中正确的是A．玻尔通过对氢原子光谱的研究建立了原子的核式结构模型B．核力存在于原子核内任意两个核子之间C．天然放射现象的发现使人类认识到原子具有复杂的结构D．黑体辐射电磁波的强度按波长的分布只与黑体的温度有关13．下列说法正确的是A．天然放射现象说明原子核具有复杂的结构B．一般材料的物体和黑体，辐射电磁波的情况都只与温度有关C．卢瑟福的a粒子散射实验解释了原子光谱的线状特征D．用a粒子、质子、中子甚至γ光子去轰击一些原子核，可以研究原子核的结构14．下列说法正确的是（）A．天然放射现象的发现揭示了原子核有复杂的结构.B．α、β和γ三种射线，α射线的穿透力最强C．23892U衰变成20682Pb要经过6次β衰变和8次α衰变D．自由核子组成原子核时，其质量亏损所对应的能量等于该原子核的结合能15．（钍）经过一系列α衰变和β衰变，变成（铅）．以下说法中正确的是（）A．铅核比钍核少8个质子B．铅核比钍核少18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16．某原子核X放出α粒子后变成原子核Y，这一核反应方程为．已知X、Y 和α粒子的质量分别是M、m1 和m2，真空中的光速为c，该核反应过程中释放的核能为．17．甲、乙两种放射性元素质量为m甲和m乙，经过60天后它们的质量相等。

高中物理分层练习：放射性衰变放射性的应用、危害与防护

高中物理分层练习：放射性衰变放射性的应用、危害与防护(时间：40分钟分值：100分)[基础达标练]一、选择题(本题共6小题,每小题6分,共36分)1．(多选)一个原子核发生衰变时,下列说法中正确的是( ) A ．总质量数保持不变 B ．核子数保持不变C ．变化前后质子数保持不变D ．总动量保持不变ABD [衰变过程中质量数守恒,又质量数等于核子数,故衰变过程中核子数不变,A 、B 正确；发生β衰变时,质子数增加,中子数减少,C 错误；由动量守恒的条件知D 正确．]2.如图所示,铅盒A 中装有天然放射性物质,放射线从其右端小孔中水平向右射出,在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向里的匀强磁场,则下列说法中正确的有( )A ．打在图中a 、b 、c 三点的依次是β射线、γ射线和α射线B ．α射线和β射线的轨迹是抛物线C ．α射线和β射线的轨迹是圆弧D ．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场,则屏上的亮斑可能只剩下b C [由左手定则可知粒子向右射出后,在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向上,β粒子受的洛伦兹力向下,轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110,而β粒子速度接近光速,所以在同样的混合场中不可能都做直线运动．故C 正确,A 、B 、D 错误．]3．关于天然放射现象,以下叙述正确的是( ) A ．若使放射性物质的温度升高,其半衰期将变大B ．β衰变所释放的电子是原子核内的质子转变为中子时产生的C ．在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强D ．铀核()23892U 衰变为铅核()20682Pb 的过程中,要经过6次α衰变和4次β衰变C [半衰期与元素的物理状态无关,若使某放射性物质的温度升高,其半衰期将不变,故A错误；β衰变所释放的电子是原子核内的中子变成质子时释放出的电子,故B 错误；在α、β、γ这三种射线中,γ射线的穿透能力最强,α射线的电离能力最强,故C 正确；铀核(238 92U)衰变为铅核(206 82Pb)的过程中,每经一次α衰变质子数少2,质量数少4；而每经一次β衰变质子数增1,质量数不变；由质量数和核电荷数守恒,要经过8次α衰变和6次β衰变,故D 错误．]4．(多选)下列说法中正确的是( ) A ．β衰变放出的电子来自组成原子核的电子B ．β衰变实质是核内的中子转化成了一个质子和一个电子C ．α衰变说明原子核中含有α粒子D ．γ射线总是伴随其他衰变发生,它的本质是电磁波BD [原子核发生β衰变中放出的电子是原子核内的中子转化为质子而释放的电子,故A 错误,B 正确．α射线是具有放射性的元素的原子核在发生衰变时两个中子和两个质子结合在一起而从原子核中释放出来．γ射线总是伴随其他衰变发生,它的本质是电磁波,故D 正确．]5．(多选)放射性同位素钴60能放出较强的γ射线,其强度容易控制,这使得γ射线得到广泛应用．下列选项中,属于γ射线的应用的是( )A ．医学上制成γ刀,无需开颅即可治疗脑肿瘤B ．机器运转时常产生很多静电,用γ射线照射机器可将电荷导入大地C ．铝加工厂将接收到的γ射线信号输入计算机,可对薄铝板的厚度进行自动控制D ．用γ射线照射草莓、荔枝等水果,可延长保存期AD [γ射线的电离作用很弱,不能使空气电离成为导体,B 错误；γ射线的穿透能力很强,薄铝板的厚度变化时,接收到的信号强度变化很小,不能控制铝板厚度,C 错误；γ射线能量很大,可以杀菌,延长水果的保存期,对肿瘤细胞有很强的杀伤作用,故A 、D 正确．]6．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,剩下的质量之比m A ∶m B 为( )A ．1∶2B ．2∶1C ．5∶4D ．4∶5A [元素A 的半衰期为4天,经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫125,元素B 的半衰期为5天,经过20天后剩余原来的⎝ ⎛⎭⎪⎫124,剩下的质量之比m A ∶m B ＝1∶2,A 正确．]二、非选择题(14分)7．正电子发射计算机断层显像(PET)的基本原理是：将放射性同位素15O注入人体,参与人体的代谢过程.15O在人体内衰变放出正电子,与人体内负电子相遇而湮灭转化为一对光子,被探测器探测到,经计算机处理后产生清晰的图像．根据PET原理,回答下列问题：(1)写出15O的衰变和正负电子湮灭的方程式．(2)将放射性同位素15O注入人体,15O的主要用途是( )A．利用它的射线B．作为示踪原子C．参与人体的代谢过程D．有氧呼吸(3)PET中所选的放射性同位素的半衰期应______．(选填“长”“短”或“长短均可”)[解析](1)由题意得158O→157N＋0＋1e,0＋1e＋0－1e→2γ.(2)将放射性同位素15O注入人体后,由于它能放出正电子,并能与人体内的负电子产生一对光子,从而被探测器探测到,所以它的用途为作为示踪原子．B正确．(3)根据同位素的用途,为了减小对人体的伤害,半衰期应该很短．[答案](1)158O→157N＋ 0＋1e, 0＋1e＋0－1e→2γ(2)B (3)短[能力提升练]一、选择题(本题共4小题,每小题6分,共24分)1．(多选)目前,在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料,这些材料都不同程度地含有放射性元素,下列有关放射性元素的说法正确的是( )A．β射线与γ射线一样都是电磁波,但穿透本领远比γ射线弱B．氡的半衰期为3.8天,4个氡原子核经过7.6天后就一定只剩下1个氡原子核C.23892U衰变成20682Pb要经过8次α衰变和6次β衰变D．放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的中子转化为质子时产生的CD[β射线的实质是电子流,γ射线的实质是电磁波,γ射线的穿透本领比较强,故A错误；半衰期对大量的原子核适用,对少量的原子核不适用,故B错误；因为β衰变的质量数不变,所以α衰变的次数n＝238－2064＝8,在α衰变的过程中电荷数总共少16,则β衰变的次数m＝16－101＝6,所以选项C正确；β衰变时,原子核中的一个中子,转变为一个质子和一个电子,电子以β射线的形式释放出来,所以选项D正确．]2．在轧制钢板时需要动态地监测钢板厚度,其监测装置由放射源、探测器等构成,如图所示．该装置中探测器接收到的是( )A ．X 射线B ．α射线C ．β射线D ．γ射线D [放射源按放射线分为α、β、γ和中子源,没有X 射线源,α射线的穿透能力弱,不能穿透钢板,β射线只能穿透3 mm 厚的铝板,而γ射线才能穿透钢板,故D 正确．]3．元素X 是Y 的同位素,分别进行下列衰变过程：X ――→αP ――→βQ,Y ――→βR ――→αS.则下列说法正确的是( )A ．Q 与S 是同位素B ．X 与R 原子序数相同C ．R 比S 的中子数多1D ．R 的质子数少于上述任何元素A [上述变化过程为：M A X ――→αM －4A －2P ――→βM －4A －1Q,N A Y ――→β N A ＋1R ――→αN －4A －1S,由此可知,Q 与S 为同位素,R 比S 多两个中子,比X 多一个质子,故A 正确,B 、C 、D 错误．]4．(多选)某校学生在进行社会综合实践活动时,收集列出了一些放射性同位素的半衰期和可供利用的射线(见下表),并总结出它们的几种用途．同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期同位素放射线半衰期钋210 α 138天锶90 β 28年钴60 γ 5年镅241β433天锝99γ6小时氡α3.8天A ．塑料公司生产聚乙烯薄膜,方法是让较厚的聚乙烯膜通过轧辊后变薄,利用α射线来测定通过轧辊后的薄膜厚度是否均匀B ．钴60的半衰期为5年,若取4个钴60原子核,经10年后就一定剩下一个原子核C ．把放射性元素钋210掺杂到其他稳定元素中,放射性元素的半衰期不变D ．用锝99可以作示踪原子,用来诊断人体内的器官是否正常．方法是给被检查者注射或口服附有放射性同位素的元素的某些物质,当这些物质的一部分到达到检查的器官时,可根据放射性同位素的射线情况分析器官正常与否CD [因为α射线不能穿透薄膜,无法测量薄膜的厚度,所以A 错误；钴60的半衰期为5年,是指大量钴60原子核因衰变而减少到它原来数目的一半所需要的时间,因此B 错误,C 正确；检查时,要在人体外探测到体内辐射出来的射线,而又不能让放射性物质长期留在体内,所以应选取锝99作为放射源,D 正确．]二、非选择题(本大题共2小题,共26分)5．(12分)放射性同位素14C 被考古学家称为“碳钟”,它可以用来判定古生物体的年代,此项研究获得1960年诺贝尔化学奖．(1)宇宙射线中高能量的中子碰到空气中的氮原子后,会形成不稳定的14 6C,它很容易发生衰变,放出β射线变成一个新核,其半衰期为5 730年,试写出14C 的衰变方程；(2)若测得一古生物遗骸中的14 6C 含量只有活体中的25%,则此遗骸距今约有多少年？ [解析] (1)14 6C 的β衰变方程为：14 6C ―→ 0－1e ＋147N.(2)14 6C 的半衰期τ＝5 730年．生物死亡后,遗骸中的14 6C 按其半衰期变化,设活体中14 6C 的含量为N 0,遗骸中的14 6C 含量为N,则N ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τN 0, 即0.25N 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t5 730N 0,故t 5 730＝2,t ＝11 460年．[答案] (1)14 6C ―→ 0－1e ＋147N (2)11 460年6．(14分)1956年李政道和杨振宁提出在弱相互作用中宇称不守恒,并由吴健雄用 6027Co 的衰变来验证,其核反应方程是6027Co→A Z Ni ＋0－1e ＋νe .其中νe 是反中微子,它的电荷量为零,静止质量可认为是零．(1)在上述衰变方程中,衰变产物A Z Ni 的质量数A 是________,核电荷数Z 是________．(2)在衰变前 6027Co 核静止,根据云室照片可以看出,衰变产物Ni 和0－1e 的运动径迹不在一条直线上,如果认为衰变产物只有Ni 和0－1e,那么衰变过程将违背________守恒定律．(3)6027Co 是典型的γ放射源,可用于作物诱变育种．我国应用该方法培育出了许多农作物新品种,如棉花高产品种“鲁棉1号”,年种植面积曾达到3 000多万亩,在我国自己培育的棉花品种中栽培面积最大．γ射线处理作物后主要引起________,从而产生可遗传的变异．[解析](1)根据质量数和电荷数守恒,核反应方程为：6027Co→6028Ni＋0－1e＋νe,由此得出两空分别为60和28.(2)衰变过程遵循动量守恒定律．原来静止的核动量为零,分裂成两个粒子后,这两个粒子的动量和应还是零,则两粒子径迹必在同一直线上．现在发现Ni和0－1e的运动径迹不在同一直线上,如果认为衰变产物只有Ni和0－1e,就一定会违背动量守恒定律．(3)用γ射线照射种子,会使种子的遗传基因发生突变,从而培育出优良品种．[答案](1)60 28 (2)动量(3)基因突变。

高考物理复习考题精选天然放射现象衰变

拾躲市安息阳光实验学校高中物理考题精选（126）——天然放射现象衰变1、约里奥－居里夫妇因发现人工放射性而获得了1935年的诺贝尔化学奖，他们发现的放射性元素P 衰变成Si的同时放出另一种粒子，这种粒子是________________，P 是P的同位素，被广泛应用于生物示踪技术，1 mg P随时间衰变的关系如图46－3所示，请估算4 mg 的P经多少天的衰变后还剩0.25 mg.答案解析：P 衰变的方程：P→Si ＋e，即这种粒子为正电子．题图中纵坐标表示剩余P的质量，经过t天4 mg 的P还剩0.25 mg，也就是1 mg 中还剩mg＝0.062 5 mg，由题图估读出此时对应天数为56天．答案：正电子56天(54～58天都算对)2、在匀强磁场里有一个原来静止的放射性元素碳14，它所放射的粒子与反冲核的径迹在磁场中是两个相切的圆，圆的直径之比为7∶1，如图46－2所示，那么，碳14的衰变方程是( )图46－2A.C―→He ＋BeB.C―→＋1e ＋BC.C―→－1e ＋ND.C―→H ＋B答案解析：因r＝mv/qB，由动量守恒可知，放出的粒子和反冲核满足m1v1＝m2v2，所以＝/，得＝.答案：C3、放射性同位素Na的样品经过6 h还剩下1/8没有衰变，它的半衰期是( )A．2 h B．1.5 hC．1.17 h D．0.75 h答案解析：本题考查考生对半衰期的理解，我们知道，放射性元素衰变一半所用时间是一个半衰期，剩下的元素再经一个半衰期只剩下1/4，再经一个半衰期这1/4又会衰变一半只剩1/8，所以题中所给的6 h为三个半衰期的时间，因而该放射性同位素的半衰期应是2 h，也可根据m余＝m 原·得＝，T＝2 h.答案：A4、天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图46－1所示，由此可推知( )图46－1A．②来自于原子核外的电子B．①的电离作用最强，是一种电磁波C．③的电离作用较强，是一种电磁波D．③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子答案解析：本题考查学生对天然放射现象中三种射线的认知能力．由图可知：射线①贯穿能力最弱，为α射线，本质是氦核(He)，其电离能力最强；射线③贯穿能力最强，为γ射线，本质是电磁波(光子流)，其电离能力最弱；射线②为β射线，本质是电子流，综上所述，只有D正确．答案：D5、具有天然放射性的90号元素钍的同位素钍232经过一系列α衰变和β衰变之后，变成稳定的82号元素铅208。

高中物理19.2放射性元素的衰变

1 n m0 1 ( ) 2 238 ， m 206 206 1 得m m0 [1 ( ) n ] 238 2
2
1 n m ( ) 0 m 1.17 1.17 余 2 根据题意有 ,即 206 1 m 1 1 m0 1 ( ) n 238 2
元素的半衰期反映的是原子核内部的性质，与原子所处的化学状态和外部条件无关 .一种元素的半衰期与这种元素是以单质形式存在还是以化合物形式存在无关，对它加压或增温也不会改变该元素的半衰期.
【典例2】目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素，比如，有
一、衰变的实质及其次数计算
(1)为了确定衰变次数,一般是由质量数的改变先
确定α衰变的次数,这是因为β衰变的次数的多少对质量数没有影响.
(2)再根据衰变规律确定β衰变的次数.
【典例1】23892U核经一系列的衰变后变为20682Pb核，问：
(1)一共经过几次α 衰变和几次β 衰变？
些含有铀、钍的花岗岩等岩石会释放出放射性惰性气体氡，
而氡会发生放射性衰变，放射出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可知，下列说法正确的是( )
A.氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7.6天后就一定剩下一个原子核了 B.把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素衰变的速度 C.放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需要的时间越短，衰变速度越大 D.降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物，
238的半衰期是4.5×109年，求矿石的年龄.
【解题指导】解答该题应注意以下两点 (1)半衰期公式中m余、m0及衰变掉的原子核的质量(m0-m余)之间的关系. (2)衰变掉的原子核与新产生的新核质量之间的比例关系，每衰变掉一个原子核，就会产生一个新核，它们之间的质量之

高中物理第十九章原子核第2节放射性元素的衰变随堂演练巩固提升新人教版选修3

第2节放射性元素的衰变[随堂检测]1．关于放射性元素的α衰变和β衰变，下列说法中正确的是( )A．原子核每放出一个α粒子，原子序数减少4B．原子核每放出一个α粒子，原子序数增加4C．原子核每放出一个β粒子，原子序数减少1D．原子核每放出一个β粒子，原子序数增加1解析：选D．发生一次α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β衰变，核电荷数增加1，原子序数增加1.2.23592U经过m次α衰变和n次β衰变，变成20782Pb，则( )A．m＝7，n＝3 B．m＝7，n＝4C．m＝14，n＝9 D．m＝14，n＝18解析：选B．原子核经过一次α衰变，放出一个42He，其质子数减小2，质量数减小4，经过一次β衰变，放出一个电子，质子数增加1，质量数不变．由23592U变为20782Pb，质子数减小了10，质量数减少了28，故可列方程－2m＋n＝－10，－4m＝－28，解得m＝7，n＝4.3．放射性元素氡(222 86Rn)经α衰变成为钋(218 84Po)，半衰期约为3.8天；但勘测表明，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222 86Rn的矿石，其原因是( )A．目前地壳中的222 86Rn主要来自于其他放射性元素的衰变B．在地球形成的初期，地壳中元素222 86Rn的含量足够高C．当衰变产物218 84Po积累到一定量以后，218 84Po的增加会减慢222 86Rn的衰变进程D．222 86Rn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解析：选A．由于222 86Rn的半衰期为，较短，故经过漫长的地质年代后，地壳中原有的222 86 Rn早已衰变完了，目前地壳中的222 86Rn主要来自其他放射性元素的衰变，选项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β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β衰变后产生的新核与电子的动量大小相等，设为p .根据qvB ＝mv 2r ，得轨道半径r ＝mv qB ＝pqB，故电子的轨迹半径较大，即轨迹1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( )A ．m4B ．m8 C ．m 16D ．m32解析：选C ．经过32天即4个半衰期，碘131的含量变为m ′＝m 24＝m16，C 项正确．2．下列表示放射性元素碘131(13153I )β衰变的方程是( ) A ．13153I →12751Sb ＋42He B ．13153I →13154Xe ＋0－1e C ．13153I →13053I ＋10nD ．13153I →13052Te ＋11H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β衰变过程，故A 错误；β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β衰变的特点．3．78的原子核发生了衰变，该元素的半衰期为( ) 天 B ．天天D ．天解析：选D ．，还有18没有衰变，由半衰期计算公式m ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12tτm 0可说明该放射性元素经过了3个半衰期，，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AZ X 经过6次α衰变后的产物是253100，可以判定生成的超重元素的原子序数和质量数分别是( )A ．124、259B ．124、265C ．112、265D ．112、277解析：选D ．由电荷数守恒得Z ＝100＋12＝112，由质量数守恒得A ＝253＋24＝277，故选D ．5．铀239(23992U)经过衰变可产生钚239(23994Pu)．关于铀239的衰变，下列说法正确的是( )A ．23994Pu 与239 92U 的核内具有相同的中子数和不同的核子数 B ．放射性物质23992U 发生β衰变时所释放的电子来源于核外电子 C ．23992U 经过2次β衰变产生23994Pu D ．温度升高，23992U 的半衰期减小解析：选C ．23992U 的质量数A ′＝239，核电荷数Z ′＝92，则中子数n ′＝239－92＝147，23994Pu 的质量数A ＝239，核电荷数Z ＝94，则中子数n ＝A －Z ＝239－94＝145，故核子数相同，但中子数不同，故A 错误；β衰变是原子核的衰变，与核外电子无关，β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；23992U ―→2 0－1e ＋23994Pu ，显然反应物的质量数为239，而生成物的质量数为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23290Th(钍)经过一系列α衰变和β衰变之后，变成20882Pb(铅)．下列论断中正确的是( )A ．衰变的过程共有6次α衰变和4次β衰变B ．铅核比钍核少8个质子C ．β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β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α衰变的次数为：x ＝232－2084＝6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数应满足：2x －y ＝90－82＝8，y ＝2x －8＝4.钍232核中的中子数为232－90＝142，铅208核中的中子数为208－82＝126，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β衰变所放出的电子来自原子核内10n →11H ＋0－1e ，所以选项A 、B 正确．7．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α、β和γ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α和β衰变，γ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β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14 6C→14 7N＋0－1e，所以此衰变过程放出β射线，选项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β衰变，b为β粒子的径迹B．发生的是α衰变，b为α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β粒子时，β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β粒子，放射性元素放出粒子时，两带电粒子的动量守恒，由半径公式可得轨迹半径与动量成正比，与电荷量成反比，而β粒子的电荷量比反冲核的电荷量小，则β粒子的半径比反冲核的半径大，故b为β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222 86Rn→218 84Po ＋________．已知222 86Rn，则约经过________天，16 g的222 86Rn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222 86Rn→218 84Po＋42He.根据衰变公式m 余＝m 原⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ，得1＝16×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t3.8，解得t ＝15.2天．答案：42He(或α)11．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108K 时，可以发生“氦燃烧”．(1)完成“氦燃烧”的核反应方程：42He ＋________→84Be ＋γ. (2)84Be 是一种不稳定的粒子，其半衰期为2.6×10－16s ．一定质量的84Be ，经7.8×10－16s 后所剩84Be 占开始时的多少？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42He ＋42He ―→84Be ＋γ.(2)m m 0＝⎝ ⎛⎭⎪⎫12t τ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫123＝18.答案：(1)42He (2)18%)12．(1)原子核23290Th 具有天然放射性，它经过若干次α衰变和β衰变后会变成新的原子核．下列原子核中，有三种是23290Th 衰变过程中可以产生的，它们是________．A ．20882Pb B ．21182Pb C ．21684PoD ．228 88RaE.22688Ra(2)一静止的23892U 核经α衰变成为23490Th 核，23490Th 核的动能为多少MeV(保留1位有效数字)? 解析：(1)选ACD ．发生1次α衰变时核子的质量数减4，电荷数减2；发生1次β衰变时，质量数不变，，易得A 、C 、D 正确．(2)据题意知，此α衰变的衰变方程为：238 92U ―→234 90Th ＋42He ，根据动量守恒定律得m αv α＝m Th v Th ①式中，m α和m Th 分别为α粒子和Th 核的质量，v α和v Th 分别为α粒子和Th 核的速度，由题设条件知：12m αv 2α＋12m Th v 2Th ＝E k ②m αm Th ＝4234③ 式中E k ＝4.27 MeV ，是α粒子与Th 核的总动能．由①②③式得12m Th v 2Th ＝m αm α＋m Th E k代入数据得，衰变后23490Th 核的动能 12m Th v 2Th ≈0.07 MeV.答案：(1)ACD (2)0.07 MeV。

人教版(选修3-5)第2节放射性元素的衰变(基本概念、课堂例题、课后作业)

19.2 反射性元素的衰变【重点知识】1．原子核衰变时电荷数和质量数都守恒。

2．α衰变：238 92U→234 90Th ＋42He3．β衰变：234 90Th→234 91Pa ＋ 0－1e4．放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间叫做这种元素的半衰期。

【基本知识】一、原子核的衰变1．定义原子核放出或，则核电荷数变了，变成另一种，这种变化称为原子核的衰变。

2．衰变分类(1)α衰变：放出α粒子的衰变。

(2)β衰变：放出β粒子的衰变。

3．衰变方程23892U→23490Th ＋ 23490Th→234 91Pa ＋。

4．衰变规律(1)原子核衰变时和都守恒。

(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴随着γ辐射。

这时，放射性物质发出的射线中就会同时具有α、β和γ三种射线。

二、半衰期1．定义放射性元素的原子核有发生衰变所需的时间。

2．决定因素放射性元素衰变的快慢是由的因素决定的，跟原子所处的化学状态和外部条件没有关系。

不同的放射性元素，半衰期。

3．应用利用半衰期非常稳定这一特点，可以测量其衰变程度、推断时间。

【课堂例题】例1、原子核238 92U经放射性衰变①变为原子核234 90Th，继而经放射性衰变②变为原子核234 91Pa，再经放射性衰变③变为原子核234 92U。

放射性衰变①②③依次为 ( )A．α衰变、β衰变和β衰变B．β衰变、α衰变和β衰变C．β衰变、β衰变和α衰变D．α衰变、β衰变和α衰变例2、(多选)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β射线D．增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变例3、 (多选)静止在匀强磁场中的某放射性元素的原子核放出一个α粒子，其速度方向与磁场方向垂直。

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析

高三物理原子核的天然衰变试题答案及解析1.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→＋。

已知的半衰期约为 3.8天，则约经过天，16g的衰变后还剩1g。

【答案】，15.2【解析】根据衰变过程中，质量数与电荷数守恒可知，该衰变过程中，所释放的粒子的质量数为A＝222－218＝4，电荷数为Z＝86－84＝2，所以该粒子为，根据半衰期公式有：m＝，代入数据解得：t＝4τ＝15.2天m【考点】本题主要考查了核反应中质量数与电荷数守恒、半衰期公式的应用问题，属于中档偏低题。

2.碘131的半衰期约为8天，若某药物含有质量为的碘131，经过32天后，该药物中碘131的含量大约还有A．B．C．D．【答案】C【解析】放射性物质发生衰变时，由原子核的衰变公式，其中为半衰期的次数，解得，故选C.【考点】本题考查了原子核的衰变规律、半衰期的计算.3.核可以通过衰变产生粒子，下列说法中正确的有( )A．式中x=90、y=234，由此可推得所有的衰变均满足电荷数和质子数守恒B．核的比结合能比核的大C．1.0×1024个核经过两个半衰期后还剩1.0×106个D．若核原来是静止的，则衰变后瞬间核和粒子的速度方向有可能相同【答案】B【解析】因为所有的衰变均满足电荷数与质量数守恒，故可推得式中x=90、y=234，所以A错误；该衰变发反应释放能量，故核的比结合能比核的大，所以B正确；半衰期是大量的统计规律，少量的核衰变，不满足，所以C错误；由于核反应满足动量守恒，反应前总动量为零，故反应后核和粒子的总动量也为零，故速度方向相反，所以D错误。

【考点】本题考查原子核的衰变4.（6分）下列说法正确的是。

（选对一个给3分，选对两个给4分，选对3个给6分。

每选错一个扣3分，最低得分为0分）A．汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是有复杂结构的B．卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，实现了人类第一次原子核的人工转变C．氡的半衰期为3.8天，若取4个氡原子核，经7. 6天后就一定剩下一个原子核D．β衰变所释放的电子是原子核内的中子转化成质子而产生的E．玻尔建立了量子理论，成功解释了各种原子发光现象【答案】ABD【解析】汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现了电子，从而揭示了原子是可分的，有复杂的结构，A正确；卢瑟福发现了质子，是通过α粒子轰击氮原子核，，实现了人类第一次原子核的人工转变，B正确；半衰期是对大量原子核的一个统计规律，对于少量的原子不成立，C错误；β衰变所释放的电子是原子核内的一个中子转化成一个质子和一个电子而产生的，D正确；爱因斯坦提出了光的量子化，玻尔建立玻尔理论成功解释了氢原子发光的现象，E错误。

2022物理三十五放射性元素的衰变核能含解析

放射性元素的衰变核能（建议用时40分钟)1．下列关于原子核的叙述中正确的是()A．居里夫人通过α粒子轰击铝原子核，首次发现了中子B．核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢反应速度，防止反应过于剧烈C．轻核聚变过程中,会有质量亏损，要释放能量D．原子核的质量越大，比结合能就越小【解析】选C。

查德威克通过α粒子轰击铍核的实验发现了中子，故A错误；核反应堆中的“慢化剂”是为了减慢中子速度，故B 错误；轻核聚变过程中，会有质量亏损，要释放核能，故C正确;原子核质量数越大，原子核结合能越大，但该原子的比结合能不一定越小,故D错误。

【加固训练】在人类对微观世界进行探索的过程中，科学实验起到了非常重要的作用。

下列说法正确的是（）A.查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了质子B.卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，揭示了原子核有复杂的结构C.汤姆孙通过对阴极射线的研究，发现阴极射线是原子核中的中子变为质子时产生的β射线D。

居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭（Ra）两种新元素【解析】选D。

查德威克用α粒子轰击铍原子核，发现了中子.卢瑟福用α粒子轰击氮原子核，发现了质子，故A错误；贝可勒尔通过对天然放射性现象的研究，证明原子核有复杂结构,故B错误;汤姆孙通过对阴极射线的研究发现了电子，但阴极射线不是原子核中的中子变为质子时产生的β射线,故C错误;居里夫妇从沥青铀矿中分离出了钋(Po)和镭(Ra)两种新元素，故D正确，故选D.2．（2020·朝阳区模拟)位于广东东莞的国家大科学工程-—中国散裂中子源(CSNS）首次打靶成功，获得中子束流。

这标志着CSNS 主体工程顺利完工，进入试运行阶段。

对于有关中子的研究，下面说法正确的是()A．中子和其他微观粒子，都具有波粒二象性B．一个氘核和一个氚核经过核反应后生成氦核和中子是裂变反应C．卢瑟福通过分析α粒子散射实验结果，发现了质子和中子Po→y82X＋错误!He中的y＝206，X的中子个数D．核反应方程21084为128【解析】选A。

物理：19.3 放射性元素的衰变

【自主预习】1．原子核的衰变(1)原子核的衰变：原子核放出α粒子或β粒子，由于________变了，它在周期表中的位置变了，变成另一种__________．这种变化称为原子核的________．(2)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都________．α衰变：质量数减少4，电荷数减少2，衰变方程为：AZX＋42He 典型的衰变方程：23892U―→23490Th＋42He.β衰变：质量数不变，电荷数增加1，衰变方程为：AZX＋－1e 典型衰变方程23490Th―→23491Pa＋0－1e.答案：(1)核电荷数原子核衰变(2)守恒(3)α、β衰变的实质：在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，有时会作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是放射元素的________现象；原子核里虽没有电子，但核内的________可转化成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是________．(4)γ射线产生的本质：原子核的能量只能取一系列不连续数值，当原子核发生α衰变、β衰变后，新核往往处于高能级．这时它要向________跃迁辐射光子．答案：(3)α衰变中子β衰变(4)低能级2．半衰期放射性元素的原子核有半数发生衰变________叫半衰期，它是大量原子核衰变的________．(1)公式：某放射性元素的半衰期为T，衰变时间为t，则放射性元素经过t/T个半衰期时未发生衰变的原子核个数N和原有原子核个数N0间的关系为：N＝________，对应的质量关系有m＝________.(2)半衰期由原子核内部本身的因素决定，跟原子所处的物理状态和________无关，衰变发生在原子核的内部，所以与________、压力及存在形式均无关．答案：所用时间统计结果(1）(2)化学状态温度原子核的衰变1．(1)衰变：放射性元素的原子核放出某种粒子后变成新的原子核，我们把这种变化称为原子核的衰变．(2)α衰变：放射性元素放出α粒子的衰变叫做α衰变．(3)β衰变：放射性元素放出β粒子的衰变叫做β衰变．2．(1)衰变规律：原子核衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒．(2)衰变方程：α衰变；β衰变.注：(1)核反应遵循质量数守恒而不是质量守恒，核反应过程中反应前后的总质量一般会发生变化(质量亏损)而释放出核能．(2)当放射性物质连续衰变时，原子核中有的发生α衰变，有的发生β衰变，同时伴有γ射线，这时可连续放出三种射线．(3)核反应过程一般是不可逆的，所以核反应方程只能用单向箭头表示反应方向，不能用等号连接．3．α粒子和β粒子衰变的实质在放射性元素的原子核中，2个中子和2个质子结合得比较紧密，在一定条件下作为一个整体从较大的原子核中抛射出来，这就是α衰变现象．原子核里没有电子，核内的中子可以转变成质子和电子，产生的电子从核内发射出来，这就是β衰变．α粒子实质就是氦核，它是由两个质子和两个中子组成的．当发生α衰变时，原子核中的质子数减2，中子数也减2，因此新原子核的核电荷数比未发生衰变时的原子核的核电荷数少2，为此在元素周期表中的位置向前移动两位．β衰变是原子核中的中子转化成一个电子，即β粒子放射出来．同时还生成一个质子留在核内，使核电荷数增加1，但β衰变不改变原子核的质量数，所以发生β衰变后，新核比原来的原子核在周期表中的位置向后移动一位．γ射线是在发生α或β衰变的过程中伴随而生，且γ射线是不带电的，因此γ射线并不影响原子核衰变后的核电荷数，故不会改变元素在周期表中的位置，但γ射线是伴随α衰变或β衰变而产生的，它并不能独立而生，所以，只要有γ射线就必有α衰变或β衰变发生，因此从整个衰变过程来看，元素在周期表中的位置可能要发生改变．2放射性元素的衰变一、单项选择题1.(珠海2012届高三摸底)下列说法中正确的是( )A.放射性元素发生一次β衰变，原子序数减少1B.氢原子由n＝3向n＝1的能级跃迁时，只能辐射2种频率的光子C.在光电效应实验中，光电子的最大初动能与入射光强无关，只随入射光的频率增大而增大D.23592U的半衰期约为7亿年，随着地球环境的不断变化，半衰期可能变短2．(2011年肇庆二模)2011年3月12日，因强震而出现故障的日本福岛第一核电站发生爆炸，放射性物质泄漏．放射性物质中含有α、β、γ等射线，下列说法正确的是( )A．α射线的穿透性最强B．γ射线的穿透性最强C．α射线中含有的粒子是0－1eD．β射线中含有的粒子是42He3．放射性元素2411Na的样品经过6小时后还有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4．一块含铀的矿石质量为M，其中铀元素的质量为m.铀发生一系列衰变，最终生成物为铅．已知铀的半衰期为T，那么下列说法中正确的有( )A．经过两个半衰期后这块矿石中基本不再含有铀了B．经过两个半衰期后原来所含的铀元素的原子核有m/4发生了衰变C．经过三个半衰期后，其中铀元素的质量还剩m/8D．经过一个半衰期后该矿石的质量剩下M/2二、双项选择题5．(2011年肇庆一模)日本福岛第一核电站在地震后，数秒内就将控制棒插入核反应堆芯，终止了铀的裂变链式反应．但海啸摧毁了机组的冷却系统，因裂变遗留的产物铯、钡等继续衰变不断释放能量，核燃料棒温度不断上升．则下列说法正确的是( )A．控制棒通过吸收中子来实现对核反应的控制B．衰变释放的射线中，α射线的穿透力最强C．铯、钡等衰变时释放能量，故会发生质量亏损D．核裂变遗留物铯、钡等原子的质量可能比铀原子质量更大6．由原子核的衰变规律可知( )A．放射性元素一次衰变就同时产生α射线和β射线B．放射性元素发生β衰变，产生的新核的化学性质不变C．放射性元素衰变的快慢跟它所处的物理、化学状态无关D．放射性元素发生正电子衰变时，产生的新核质量数不变，核电荷数减少17．元素X 是放射性元素Y 的同位素，X 与Y 分别进行了这样的衰变过程：X −→−αP −→−βQ ，Y −→−βR −→−αS ，则下列叙述中，正确的是( )A ．Q 和S 是同位素B ．X 和R 的原子序数相同C ．X 和R 的质量数相同D ．R 的质子数多于上述任一元素的质子数8．对天然放射现象，下列说法中正确的是( )A ．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B ．β粒子带负电，所以β射线是核外电子C ．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D ．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的9．下列说法正确的是( )A.226 88Ra 衰变为222 86Rn 要经过1次α衰变和1次β衰变B.238 92U 衰变为234 91Pa 要经过1次α衰变和1次β衰变C.232 90Th 衰变为208 82Pb 要经过6次α衰变和4次β衰变D.238 92U 衰变222 86Rn 要经过4次α衰变和4次β衰变三、非选择题10．铋210的半衰期是5天，经过多少天后，20 g 铋还剩下1.25 g?11．钋210经α衰变成为稳定的铅，其半衰期为138天．质量为64 g 的钋210经过276天后，还剩多少克钋？12．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 −→−αF −→−βG −→−αH 另一系列衰变如下P −→−βQ −→−βR −→−αS ，已知P 是F 的同位素，则( )A ．Q 是E 的同位素，R 是F 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G 的同位素，R 是H 的同位素13．(双选)“轨道电子俘获”是放射性同位素衰变的一种形式，它是指原子核(称为母核)俘获一个核外电子，使其内部的一个质子变为中子，并放出一个中微子，从而变成一个新核(称为子核)的过程．中微子的质量远小于质子的质量，且不带电，很难被探测到，人们最早就是通过核的反冲而间接证明中微子的存在的，一个静止的原子核发生“轨道电子俘获”，衰变为子核并放出中微子，下面说法正确的是( )A ．母核的质量数等于子核的质量数B ．母核的电荷数大于子核的电荷数C ．子核的动量与中微子的动量相同D ．子核的动能大于中微子的动能14．如图19－2－1所示，垂直于纸面向里的匀强磁场的磁感应强度B ＝0.500 T ，MN 是磁场的左边界．在磁场中的A 点有一静止镭核(226 88Ra)，A 距MN 的距离OA ＝1.00 m ．D 为放置在MN 边缘的粒子接收器，OD ＝1.00 m.226 88Ra 发生放射性衰变，放出某种粒子x 后变为一氡(222 86Rn)，接收器D 接收到了沿垂直于MN 方向射来的粒子x .(1)写出上述过程中的衰变方程(衰变方程必须写出x 的具体符号)；(2)求该镭核在衰变为氡核和x 粒子时释放的能量．(保留三位有效数字，取m α＝1.66×10－27 kg ，电子电荷量e ＝1.60×10－19 C)。

第五章 2 放射性元素的衰变(第1课时原子核的衰变半衰期)(习题)高中物理选择性必修第三册

第五章原子核2 放射性元素的衰变第1课时原子核的衰变半衰期同步练习一、单选题1．关于γ射线下列说法正确的是（）A．它是波长极短的电磁波B．它是高速运动的电子流C．它的贯穿本领比β射线弱D．它对空气的电离作用比α射线强2．下列说法正确的是（）A．α射线是由氦原子核衰变产生B．卢瑟福的α粒子散射实验否定了汤姆孙关于原子结构的“西瓜模型”C．太阳光中的可见光和医院“B超”中的超声波传递速度相同D．霓虹灯中的各种气体原子的能级不同但跃迁时发射能量相同的光子3．19 世纪末，科学家们发现了电子，从而认识到：原子是可以分割的，是由更小的微粒组成的。

下列与电子有关的说法中正确的是（）A．电子电荷量的精确测定是在1909~1913 年间由汤姆孙通过著名的“油滴实验”做出的B．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子C．爱因斯坦光电效应方程表明，光电子的最大初动能与入射光的频率成正比D．卢瑟福认为电子的轨道半径不是任意的，也就是说，电子的轨道是量子化的4．家庭装修中释放的甲醛和射线是白血病的重要诱因。

家庭装修中的射线来源往往是不合格的瓷砖、洁具等，瓷砖、洁具释放的氡气（22286Rn）具有放射性，氡222衰变为钋218（21884Po）的半衰期为3.8天，则氡222衰变释放出的粒子和密闭房间中氡气浓度减小87.5%需要的时间分别为（）A．中子，11.4天B．α粒子，7.6天C．中子，19天D．α粒子，11.4天5．原子核23892U在天然衰变为20682Pb的过程中，所经过的α衰变次数质子数减少的个数、中子数减少的个数依次为（）A．8、10、22B．10、22、8C．22、8、10D．8、22、106．根据所学的物理知识，下列说法正确的是（）A ．β衰变的本质是原子核外电子挣脱原子核的束缚形成的高速电子流B ．在核反应方程41417278He +N N +X →中，X 是正电子C ．铀核（92238U ）衰变为铅核（82206Pb ）的过程中，要经适8次α衰变和6次β衰变D ．2382349290U Th+X →是重核裂变，X 是α粒子7．14C 发生放射性衰变为14N ，半衰期约为5730年。

新教材高中物理课后素养落实15 放射性元素的衰变粤教版选择性必修第三册

课后素养落实(十五) 放射性元素的衰变(建议用时：40分钟)题组一三种射线的本质特征1．人类认识原子核的复杂结构并进行研究是从( )A．发现电子开始的B．发现质子开始的C．进行α粒子散射实验开始的D．发现天然放射现象开始的D[自从贝可勒尔发现天然放射现象，科学家对放射性元素、射线的组成、产生的原因进行了大量的研究，逐步认识到原子核的复杂结构，选项D正确．]2．在天然放射性物质附近放置一带电体，带电体所带的电荷很快消失的根本原因是( )A．γ射线的贯穿作用B．α射线的电离作用C．β射线的贯穿作用D．β射线的中和作用B[因α射线的电离作用使空气电离，从而使带电体所带的电荷很快消失，选项B正确．]3．在贝可勒尔发现天然放射现象后，人们对放射线的性质进行了深入的研究，发现α、β、γ射线的穿透本领不同．如图为这三种射线穿透能力的比较，图中射线①②③分别是( )A．γ、β、αB．β、γ、αC．α、β、γD．γ、α、βC[α射线穿透能力最弱，不能穿透比较厚的黑纸，故①为α射线，γ射线穿透能力最强，能穿透厚铝板和铅板，故③为γ射线，β射线穿透能力较强，能穿透黑纸，但不能穿透厚铝板，故②是β射线，故C正确．]4．如图所示为研究某未知元素放射性的实验装置，实验开始时在薄铝片和荧光屏之间有图示方向的匀强电场E，通过显微镜可以观察到在荧光屏的某一位置上每分钟闪烁的亮点数，若撤去电场后继续观察，发现每分钟的闪烁亮点数没有变化；如果再将薄铝片移开，观察到每分钟闪烁的亮点数大大增加，由此可以判断，放射源发出的射线可能为( )A．α射线和γ射线B．α射线和β射线C．β射线和X射线D．β射线和γ射线A[三种射线中α射线和β射线带电，进入电场后会发生偏转，而γ射线不带电，不受电场力，电场对它没有影响，在电场中不偏转．由题可知，将电场撤去，从显微镜内观察到荧光屏上每分钟闪烁亮点数没有变化，可知射线中含有γ射线．再将薄铝片移开，则从显微镜筒内观察到的每分钟闪烁亮点数大为增加，根据α射线的特性：穿透本领最弱，一张纸就能挡住，分析得知射线中含有α射线．故放射源所发出的射线可能为α射线和γ射线，A正确．]5．(多选)对天然放射现象，下列说法正确的是( )A．α粒子带正电，所以α射线一定是从原子核中射出的B．β粒子带负电，所以β射线有可能是核外电子C．γ粒子是光子，所以γ射线有可能是由原子发光产生的D．α射线、β射线、γ射线都是从原子核内部释放出来的AD[α衰变的实质是原子核中的两个质子和两个中子结合成一个氦核放出的，β衰变的实质是一个中子变成一个质子和一个电子，γ射线伴随α衰变或β衰变的产生而产生．所以这三种射线都是从原子核内部释放出来的．故AD正确．]题组二半衰期的理解与应用6．下列有关半衰期的说法，正确的是( )A．放射性元素的半衰期越短，表明有半数原子核发生衰变所需的时间越短，衰变速度越大B．放射性元素样品不断衰变，随着剩下未衰变的原子核减少，元素的半衰期也变短C．把放射性元素放在密封的容器中，可以减慢放射性元素的衰变速率D．降低温度或增大压强，让该元素与其他物质形成化合物均可减小半衰期A[半衰期是指大量的原子核有半数发生衰变的时间，半衰期越短，说明原子核发生衰变的速度越快，故A正确；某种元素的半衰期是这种元素所具有的特性，与原子核个数的多少、所处的位置、温度等都没有任何关系，故BCD错误．]7．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，剩下两元素的质量之比m A∶m B为( )A．30∶31 B．31∶20C．1∶2 D．2∶1C[根据半衰期公式，易得A经历5个半衰期，B经历4个半衰期，所以剩余质量之比为1∶2，C正确．]8．14C 测年法是利用14C 衰变规律对古生物进行年代测定的方法．若以横坐标t 表示时间，纵坐标m 表示任意时刻14C 的质量，m 0为t ＝0时14C 的质量．下面四幅图中能正确反映14C 衰变规律的是( )A B C DC [设半衰期为T ，那么任意时刻14C 的质量m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T.可见，随着t 的增长物体的质量越来越小，且变化越来越慢，很显然C 项图线符合衰变规律，故选C ．]9．某放射性元素原为8 g ，经6天时间已有6 g 发生了衰变，此后它再衰变1 g ，还需要几天？[解析] 由半衰期公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T得8 g －6 g ＝8 g ×⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T ，tT＝2即放射性元素从8 g 衰变6 g 余下2 g 时需要2个半衰期．因为t ＝6天，所以T ＝t2＝3天，即半衰期是3天，而余下的2 g 衰变1 g 需1个半衰期T ＝3天．故此后它衰变1 g 还需3天．[答案] 3天10．如图所示，x 为未知的放射源，L 为薄铝片，若在放射源和计数器之间加上L 后，计数器的计数率大幅度减小，在L 和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，则x 可能是( )A ．α和β的混合放射源B ．纯α放射源C ．α和γ的混合放射源D ．纯γ放射源C [此题考查运用三种射线的性质分析问题的能力．在放射源和计数器之间加上铝片后，计数器的计数率大幅度减小，说明射线中有穿透力很弱的粒子，即α粒子，在铝片和计数器之间再加竖直向下的匀强磁场，计数器的计数率不变，说明穿过铝片的粒子中有无带电粒子，故只有γ射线．因此，放射源可能是α和γ的混合放射源．故C 正确．]11．(多选)如图所示，铅盒A 中装有天然放射性物质，放射线从其右端小孔中水平向右射出，在小孔和荧光屏之间有垂直于纸面向外的匀强磁场，则下列说法中正确的有( )A ．打在图中a 、b 、c 三点的依次是β射线、γ射线和α射线B ．α射线和β射线的轨迹都是抛物线C ．α射线和β射线的轨迹都是圆弧D ．如果在铅盒和荧光屏间再加一竖直向下的匀强电场，则屏上的亮斑可能只剩下b AC [由左手定则可知粒子向右射出后，在匀强磁场中α粒子受的洛伦兹力向下，β粒子受的洛伦兹力向上，轨迹都是圆弧．由于α粒子速度约是光速的110，而β粒子速度接近光速，所以在同样的混合场中不可能都做直线运动，AC 正确．]12．10 g 某放射性元素经过20天后还剩下0.626 g ，求： (1)该元素的半衰期是多少天？(2)如果再经过30天，还剩多少克该元素？(结果保留三位有效数字)[解析] (1)10 g 某放射性元素经过20天后还剩下0.625 g ，由公式m ＝m 0⎝ ⎛⎭⎪⎫12t T 知20T ＝4，所以t T＝5天．(2)如果再经过30天，还剩m ′＝0.625⎝ ⎛⎭⎪⎫12305g ≈0.00977 g 该元素．[答案] (1)5天 (2)0.00977 g13．在暗室的真空管装置中做如下实验：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，在与放射源距离为H 高处水平放置两张叠放着的涂药面朝下的显影纸(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使两张显影纸显影．(1)上面的显影纸有几个暗斑？各是什么射线的痕迹？(2)下面的显影纸显出3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mα＝4u，mβ＝11 840u，vα＝c10，vβ＝c)[解析] (1)一张显影纸即可挡住α射线，故有2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹．(2)s＝12at2，而a＝qEm，t＝Hv，故s＝qEH22mv2即sα∶sβ＝qαmαv2α∶qβmβv2β＝5∶184.(3)qE＝qvB，所以B＝Ev∝1v故Bα∶Bβ＝vβ∶vα＝10∶1.[答案](1)2个暗斑，分别是β、γ射线的痕迹(2)sα∶sβ＝5∶184 (3)Bα∶Bβ＝10∶1。

2021届高考物理一轮复习三十五放射性元素的衰变核能试题及答案

放射性元素的衰变核能(45分钟100分)一、选择题(本题共9小题，每小题6分，共54分，1～6题为单选题，7～9题为多选题)1.关于原子核的衰变，下列说法正确的是( )A.β射线是电子流，是原子核外电子的一种自发的放射现象B.对天然放射性元素加热，其半衰期将变短C.原子核发生衰变时，衰变前后的电荷数和质量数都守恒D.任何元素都有可能发生衰变【解析】选C。

β射线是原子核发生β衰变产生的，是核内中子转化为质子时放出的负电子，不是原子核外电子电离产生的，A错误；半衰期的大小由原子核内部因素决定，与温度、压强等因素无关，B错误；原子核在衰变的过程中电荷数守恒、质量数守恒，C正确；有些原子核不稳定，可以自发地衰变，但不是所有元素都可能发生衰变，D错误。

2.重元素的放射性衰变共有四个系列，分别是U238系列(从U开始到稳定的Pa为止)、Th232系列、U235系列及Np237系列(从Np开始到稳定的Bi为止)，其中，前三个系列都已在自然界找到，而第四个系列在自然界一直没有被发现，只是在人工制造出Np237后才发现的，下面的说法正确的是( )A.U的中子数比Bi中子数少20个B.从Np到Bi，共发生7次α衰变和4次β衰变C.Np237系列中所有放射性元素的半衰期随温度的变化而变化D U与U是不同的元素【解析】选B U的中子数为238-92=146个Bi的中子数为209-83=126个，则U 的中子数比Bi的中子数多20个，A错误；根据质量数守恒有：237-209=4×7，知发生了7次α衰变，根据电荷数守恒有：93-83=2×7-4，知发生了4次β衰变，B正确；放射性物质的半衰期不受外界因素的影响，C错误U与U的质子数相同，中子数不同，它们是相同的元素，D错误。

3.(2020·泸州模拟)日本福岛核电站曾因大地震及海啸而产生核灾难，从而凸显出安全使用核能发电的重要性。

铀是核反应堆的重要原料，其中U 原子核只有在被能量很大的快中子轰击时，才能发生裂变且概率很小；而U原子核吸收慢中子后即可产生核分裂，分裂后获得的能量可用来发电。

2024全国高考真题物理汇编：放射性元素的衰变

2024全国高考真题物理汇编放射性元素的衰变一、单选题1．（2024广东高考真题）我国正在建设的大科学装置——“强流重离子加速器”。

其科学目标之一是探寻神秘的“119号”元素，科学家尝试使用核反应243A 1951190Y Am X+2n 产生该元素。

关于原子核Y 和质量数A ，下列选项正确的是（）A ．Y 为5826Fe,A 299 B ．Y 为5826Fe,A 301 C ．Y 为5424Cr,A 295D ．Y 为5424Cr,A 2972．（2024江苏高考真题）用粒子轰击氮核从原子核中打出了质子，该实验的核反应方程式是14117718X N H O ，粒子X 为（）A ．正电子01e B ．中子10n C ．氘核12HD ．氦核42He3．（2024广西高考真题）近期，我国科研人员首次合成了新核素锇-160（16076Os ）和钨-156（15674W ）。

若锇-160经过1次α衰变，钨-156经过1次+β衰变（放出一个正电子），则上述两新核素衰变后的新核有相同的（）A ．电荷数B ．中子数C ．质量数D ．质子数4．（2024甘肃高考真题）2024年2月，我国科学家在兰州重离子加速器国家大科学装置上成功合成了新核素16976Os ，核反应方程如下：10658160482876Cd Ni Os 4X 该方程中X 是（）A ．质子B ．中子C ．电子D ．粒子5．（2024海南高考真题）人工核反应3013014115Si H X P 中的X 是（）A ．中子B ．质子C ．电子D ．α粒子6．（2024北京高考真题）已知钍234的半衰期是24天。

1g 钍234经过48天后，剩余钍234的质量为（）A ．0gB ．0.25gC ．0.5gD ．0.75g7．（2024浙江高考真题）发现中子的核反应方程为491240He+Be X n ，“玉兔二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型2349238942Pu U+Y ，下列正确的是（）A ．核反应方程中的X 为126CB ．衰变方程中的Y 为32He C ．中子10n 的质量数为零D ．钚238的衰变吸收能量8．（2024山东高考真题）2024年是中国航天大年，神舟十八号、嫦娥六号等已陆续飞天，部分航天器装载了具有抗干扰性强的核电池。

高中物理放射性衰变小测题

高中物理放射性元素的衰变1、下列说法中正确的是（C）A.射线比射线更容易使气体电离B.核反应堆产生的能量来自轻核的聚变C.射线在电场和磁场中都不会发生偏转D.太阳辐射的能量主要来源于太阳内部重核的裂变2、关于天然放射现象，以下叙述正确的是（BC）A.若使放射性物质的温度升高，其半衰期将减小B.衰变所释放的电子是原子核内的中子转变为质子时产生的C.在、、这三种射线中，射线的穿透能力最强，射线的电离能力最强D.铀核（U）衰变为铅核（Pb）的过程中，要经过8次衰变和10次衰变3、放射性元素能自发地放出射线，变成别的元素，同时伴随核能的释放.下列表述中正确的是（CD）A.、、三种射线都是电磁波B.在、、三种射线中电离能力最弱的是射线C.太阳辐射的能量是由轻核聚变产生的D.将放射性元素掺杂到其他稳定元素中并大幅度降低其温度，它的半衰期不发生改变4、目前，核反应产生的核能主要来源于U的裂变，则下列说法中正确的是（D）A.U原子核中有92个质子、143个核子B.U的一种可能的裂变是变成两个中等质量的原子核，核反应方程为，说明U是由Ba和Kr组成的C.U是天然放射性元素，常温下它的半衰期约为45亿年，升高温度半衰期缩短D.若一个铀核在裂变前后的质量亏损为，则其释放的核能为5、8.放射性同位素可用来推算文物的“年龄”。

的含量每减少一半要经过约5730年。

某考古小组挖掘到一块动物骨骼，经测定还剩余1/8，推测该动物生存年代距今约为（A）A.5730×3年B.5730×4年C.5730×6年D.5730×8年6、一个氡核22286Rn衰变成钋核21884Po并放出一个粒子，其半衰期为3.8天，1g氡经过7.6天衰变掉氡的质量，以及22286Rn衰变成21884Po的过程放出的粒子是（B）A.0.25g，a粒子B.0.75g，a粒子C.0.25g，β粒子D.0.75g，β粒子7、目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等装饰材料，这些岩石都不同程度地含有放射性元素.下列有关放射性知识的说法中正确的是（B）A.U衰变成Pb要经过6次β衰变和6次α衰变B.三种放射线中α射线的电离本领最强，γ射线的穿透本领最强C.放射性元素发生β衰变时所释放的电子是原子核内的质子转化为中子时产生的D.β射线与γ射线一样都是电磁波，但β射线穿透本领比γ射线强8、下列四个方程中，属于衰变的是（B）A.B.C.＋→＋＋D.9、由衰变为要经过X次α衰变和y次β衰变，其中（B）A.x＝6，y＝8B.x＝8，y＝6C.x＝16，y＝22D.x＝22，y＝1610、关于半衰期，以下说法正确的是（D）A.同种放射性元素在化合物中的半衰期比单质中长。

物理一轮复习专题12第3讲放射性元素的衰变核能题型突破练含解析

第3讲放射性元素的衰变核能考点一原子核的衰变、半衰期三种射线的比较【典例1】天然放射性元素放出的三种射线的穿透能力实验结果如图所示，由此可推知（）A.②来自于原子核外的电子B.①的电离作用最强，是一种电磁波C。

③的电离作用较强，是一种电磁波D.③的电离作用最弱，属于原子核内释放的光子【解析】选D.三种射线均来自于原子核内，A错误；从图中可看出,一张纸能挡住①射线，则①射线一定是α射线,其贯穿本领最差,电离能力最强，但不是电磁波,而是高速粒子流,B错误；铝板能挡住②，而不能挡住③，说明③一定是γ射线，其电离能力最弱,贯穿本领最强，是一种电磁波,属于原子核内以能量形式释放出来的以光速运行的高能光子，C错误，D正确。

衰变次数的计算【典例2】（多选）天然放射性元素Th(钍）经过一系列α衰变和β衰变之后，变成Pb（铅)。

下列判断中正确的是（）A.衰变过程共有6次α衰变和4次β衰变B.铅核比钍核少8个质子C。

β衰变所放出的电子来自原子核外D.钍核比铅核多24个中子【解析】选A、B。

由于β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α衰变的次数，x==6，再结合核电荷数的变化情况和衰变规律来判定β衰变的次数,2x—y=90—82=8,y=2x-8=4，钍232核中的中子数为232-90=142，铅208核中的中子数为208-82=126,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β衰变所放出的电子来自原子核内，所以A、B正确.与磁场结合的问题【典例3】(多选）如图,静止的U核发生α衰变后生成反冲Th 核，两个产物都在垂直于它们速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法正确的是 ()A.衰变方程可表示为U→Th HeB.Th核和α粒子的圆周轨道半径之比为1∶45C.Th核和α粒子的动能之比为1∶45D.Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相反【解析】选A、B。