2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册 5.2原子核衰变及半衰期 跟踪训练（word解析版）

2021-2022学年鲁科版（2019）选择性必修第三册
5.2原子核衰变及半衰期 跟踪训练（解析版）
1．核废料具有很强的放射性，需要妥善处理。下列说法正确的是（　　）
A．放射性元素经过两个完整的半衰期后，将完全衰变殆尽
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数不守恒
C．改变压力、温度或浓度，将改变放射性元素的半衰期
D．核反应中产生的射线穿透能力强，对人体有较大的伤害
2．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40天后，该药物中碘131的含量大约还有（　　）
A． B． C． D．
3．关于衰变方程，下列说法正确的是（　　）
A．X是质子
B．衰变前后总质量保持不变
C．X的穿透能力比α粒子强
D．100个经过一个半衰期还剩下50个
4．由于放射性元素的半衰期很短，所以在自然界中一直未被发现，只是在使用人工的方法制造后才被发现。已知一个原子核经过一系列α衰变和β衰变后变成，下列说法正确的是（　　）
A．的人工放射性同位素比天然放射性物质半衰期更短，放射性废料更容易处理
B．一次衰变过程可以同时放出α粒子、β粒子和γ粒子
C．的半衰期与任意一个原子核发生衰变的时间相等
D．衰变过程中共发生了7次α衰变和6次β衰变
5．是一种放射性元素，能够自发地进行一系列放射性衰变，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．图中是208
B．和都是衰变
C．衰变放出的电子是中子转变为质子时产生的
D．衰变中放出的射线电离能力最强
6．科学家发现银河系中存在大量的放射性同位素，的半衰期为72万年，其衰变方程为，下列说法正确的是（　　）。
A．Y是氦核 B．Y是质子
C．再经过72万年现有的衰变一半 D．再经过144万年，现有的全部衰变
7．日本福岛核废水中含有放射性元素铯（Cs137），其半衰期约为30年。它在衰变时会辐射β射线和γ射线。下列说法正确的是（　　）
A．铯137释放的β射线是由氦核构成
B．铯137释放的γ光子能量大于可见光光子能量
C．1g铯137经过60年后，铯137含量大约还有0.75g
D．铯137和铯134具有相同的中子数
8．放射性元素经过多次衰变和衰变才能变成稳定的嘴，下列说法正确的是（　　）
A．原子序数小于83的元素不再具有放射性
B．衰变中产生的射线比射线穿透能力强
C．每次衰变都会有核子从原子核里放出
D．上述过程的衰变方程为
9．同位素疗法是利用某些放射性元素或其放射性同位素经过衰变所发出的射线来治疗某些特殊疾病的，常用的同位素材料之一为磷32，已知磷32的半衰期为14.3天，且衰变后放出电子。下列说法正确的是（　　）
A．1g磷32经过28.6天将完全衰变
B．100个磷32经过14.3天将剩余50个磷32
C．降低温度不能减慢磷32的衰变速度
D．衰变过程总质量与总核电荷数量均守恒
10．静止的核发生α衰变后生成反冲Th核，两个产物都在垂直于它们的速度方向的匀强磁场中做匀速圆周运动，下列说法错误的是（　　）
A．衰变方程可表示为?
B．Th核和粒子的圆周轨道半径之比为
C．Th核和α粒子的动能之比为
D．Th核和α粒子在匀强磁场中旋转的方向相同
11．氢的同位素氚的半衰期为12.5年，衰变时会发射射线。下列有关氚衰变的说法正确的是（　　）
A．氚衰变时发射的粒子来自核外电子
B．2g氚经过25年还剩下0.5g氟
C．氚发生衰变后的生成物是
D．氚发生衰变时要吸收能量
12．的半衰期为24天。经过48天衰变了多少？（　　）
A． B． C． D．不能确定
13．2021年三星堆考古又有了新发现。考古学家用碳14年代检测方法发现出土文物属于商代晚期。用中子轰击氮14可以产生碳14，核反应方程为，碳14具有放射性，放出一种射线又产生氮14，核反应方程为，则下列判断正确的是（　　）
A．x为β粒子 B．x为质子 C．y为α粒子 D．y为中子
14．在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，静止的原子核发生衰变，释放的粒子与反冲核Y都做匀速圆周运动，轨迹如图所示，圆周运动方向均为顺时针。衰变放出的光子的动量可忽略，则下列分析正确的是（　　）
A．衰变为α衰变
B．衰变为β衰变
C．反冲核Y与释放的粒子在磁场中运动轨迹半径之比为1:45
D．反冲核Y与释放的粒子在磁场中运动轨迹半径之比为117:14
15．1934年，约里奥-居里夫妇用粒子轰击铝箔，首次产生了人工放射性同位素X，反应方程为，X会衰变成原子核Y，衰变方程为，则
A．X的电荷数比Y的电荷数少1 B．X的质量数与Y的质量数相等
C．X的质量数与的质量数相等 D．X的电荷数比的电荷数多2
16．钍Th具有放射性，它能放出一个新的粒子而变为镤Pa，同时伴随有γ射线产生，其方程为Th→Pa+X，钍的半衰期为24天。下列说法中正确的是（　　）
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．1g钍Th经过120天后还剩0.3125g未衰变的钍Th
17．静止的原子核在磁场中发生衰变后的运动轨迹如图所示，大、小圆的半径分别为R1、R2。则下列关于此核衰变方程和两圆轨迹半径比值的判断中正确的是（　　）
A． B．
C．R1∶R2＝84∶1 D．R1∶R2＝207∶4
18．放射性元素经过m次α衰变和n次β衰变变成了稳定元素衰变。则（　　）
A．m=12 B．m=6 C．n=8 D．n=4
19．C具有放射性，其衰变方程为CNe，C的半衰期为5730年。下列说法正确的是（　　）
A．C的质量大于N和电子的质量之和
B．探测到某古树中C的含量为原来的 ，则该古树死亡时间距今大约为22 920年
C．衰变中原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子
D．一个静止碳核在匀强磁场中发生衰变，氮核做圆周运动的半径比电子大
20．1934年，约里奥·居里夫妇用粒子轰击铝箔时，发生的核反应方程为，反应生成物像天然放射性元素一样发生衰变，放出正电子，且伴随产生中微子 ，核反应方程为 。则下列说法正确的是（　　）
A．核反应生成物X是质子
B．中微子的质量数，电荷数
C．当温度、压强等条件变化时，放射性元素的半衰期随之变化
D．正电子产生的原因是原子核内的质子转化为中子和正电子时释放出来的
参考答案
1．D
【详解】
A．半衰期是放射性元素的原子核有半数发生衰变所需的时间，经过两个完整的半衰期后，还剩下四分之一，没有衰变。故A错误；
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数也守恒。故B错误；
C．半衰期由放射性原子核内部本身的因素决定，不会受到阳光、温度、气候变化等自然环境因素影响。故C错误；
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用。故D正确。
故选D。
2．D
【详解】
40天为5个半衰期，因此碘131的含量大约
故选D。
3．C
【详解】
A．根据电荷数和质量数守恒，X是电子，选项A错误；
B．衰变过程释放能量，根据质能方程，衰变过程总质量减小，选项B错误；
C．X是电子，其穿透能力比α粒子强，选项C正确；
D．衰变是针对大量元素而言，少数无意义，选项D错误。
故选C。
4．A
【详解】
A．的半衰期比天然放射性物质短得多，与天然放射性物质相比，的人工放射性同位素的放射强度容易控制，放射性废料更容易处理，选项A正确；
B．一个原子核在一次衰变中要么是α衰变、要么是β衰变，同时伴随γ射线的产生，可以同时放出α粒子和γ粒子或者β粒子和γ粒子，不能同时放出三种粒子，选项B错误；
C．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少数原子核不适用，选项C错误；
D．根据衰变的过程中质量数守恒，申荷数守恒，衰变过程中发生α衰变的次数为
(次)
β衰变的次数为
(次)
选项D错误。
故选A。
5．C
【详解】
AB．Y衰变中，由衰变成，电荷数少了2个，Y发生的是衰变，故质量数少4，故a=206，故A错误，又因为衰变成，质量数少4个，电荷数少2个，Z发生的是衰变，故B错误；
C．衰变成，质量数不变，可知X发生的是衰变，放出的电子是中子转变为质子时产生的，故C正确；
D． X发生的是衰变，衰变电离能力最强，故D错误。
故选C。
6．C
【详解】
AB．根据核反应方程质量数和电荷数守恒
可知Y为，AB错误；
CD．剩余的质量，根据
经历一个半衰期，现有的衰变一半；经历两个半衰期，现有的衰变四分之三，D错误C正确。
故选C。
7．B
【详解】
A．β射线是高速电子流组成，A错误；
B．γ光子在所有电磁波中频率最高，能量最大 B正确；
C．由半衰期公式可得：剩余质量
C错误；
D．同位素之间质子数是相同的，因此铯134和铯137含有相同的质子数， D错误。
故选B。
8．D
【详解】
A．原子序数大于83的元素都具有放射性，而原子序数小于83的部分元素也具有放射性，A项错误；
B．衰变中产生的射线比射线有较大的质量和较小的速度，则穿透能力弱，B项错误；
C．衰变有4个核子从原子核飞出，衰变是一种中子变成一个质子和电子，则核子数不变，不会有核子从原子核里放出，C项错误；
D．设衰变有次，衰变有次，根据质量数和电荷数守恒可知
解得
，
故D正确；
故选D。
9．C
【详解】
A．根据半衰期公式得，1g磷32经过28.6天将剩余四分之一没有衰变。A错误；
B．半衰期是个统计概念，对少数原子核无意义。B错误；
C．温度对半衰期无影响。C正确；
D．衰变过程质量数和电荷数守恒，质量有亏损。D错误。
故选C。
10．C
【分析】
求衰变方程时要注意电荷、质量都要守恒即反应前后各粒子的质子数总和不变，相对原子质量总数不变，但前后结合能一般发生改变。
由电荷守恒及质量守恒得到衰变方程，再根据动量守恒得到两粒子速度之比，进而得到动能之比；由洛伦兹力作向心力求得半径的表达式，代入质量、速度、电荷的比值即可求得半径之比。
【详解】
A．已知α粒子为，则由电荷守恒及质量守恒可知，衰变方程可表示为
故A正确；
B．粒子在磁场中运动，洛伦兹力作向心力，所以有
而
相同、B相同，故Th核和α粒子的圆周轨道半径之比
故B正确；
C．由动量守恒可得衰变后
所以，Th核和粒子的动能之比
故C错误；
D．Th核和粒子都带正电荷，所以在匀强磁场中旋转方向相同，故D正确。
本题选错误项，故选C。
11．B
【详解】
A．氚衰变时发射的粒子来原子核内部的一个中子转化为一个质子同时生成一个电子，A错误；
B．经过25年
个半衰期，据半衰期公式
B正确；
C．根据质量数守恒与电荷数守恒可知，氚的衰变方程为
衰变后的生成物是，C错误；
D．在衰变的过程中会释放能量，D错误。
故选B。
12．C
【详解】
经过24天后，将有一半的原子核发生了衰变，即有发生了衰变；再经过24天后，其中又一半的原子核发生了衰变，即有发生了衰变；所以发生了衰变的为。
故选C。
13．B
【详解】
根据质量数、电荷数守恒可以判断，x的质量数为1，电荷数为1，所以x为质子，y的质量数为0，电荷数为-1，所以y为β粒子，故B项正确，ACD错误。
故选B。
14．AC
【详解】
AB．静止的原子核发生衰变，释放的粒子与反冲核遵循动量守恒定律，所以速度方向相反，轨迹外切，表明粒子与反冲核带同种电荷，所以衰变为α衰变。A正确，B错误；
CD．衰变时，动量守恒，有
在磁场中，根据牛顿第二定律得
解得
根据电荷数守恒，可知反冲核Y与释放的粒子的电荷量之比为
则在磁场中运动轨迹半径之比为
C正确，D错误。
故选AC。
15．BD
【详解】
根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为30，电荷数为15；Y的质量数为30，电荷数为14；则X的电荷数比Y的电荷数多1，X的质量数与Y的质量数相等，X的质量数比的质量数多3，X的电荷数比的电荷数多2。
故选BD。
16．BC
【详解】
A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，X的质量数为零，电荷数为-1，为电子，选项A错误；
B．负电子是钍核中的一个中子转化成一个质子时产生的，选项B正确；
C．γ射线是处于激发态的原子核释放的，即γ射线是钍原子核发生衰变后产生的、处于激发态的镤234的原子核向低能级跃迁时释放的，选项C正确；
D．1g钍Th经过120天后，即经过5个半衰期还剩 未衰变的钍Th，选项D错误。
故选BC。
17．BC
【详解】
AB．由动量守恒可得
解得
即生成的粒子其初速度方向相反；轨迹圆内相切，由左手定则可知此核衰变为衰变，故A错误、B正确；
CD．由洛仑慈力提供向心力可得
解得
衰变后新核与粒子的动量大小相等，所以有
R1∶R2＝q2∶q1＝84∶1
故C正确、D错误。
故选BC。
18．BD
【详解】
比 少8个质子，少16个中子，发生α衰变是放出，发生β衰变是放出，根据质量数守恒和电荷数守恒有
解得
故BD正确，AC错误。
故选BD。
19．AC
【详解】
A．该反应放出能量，有质量亏损，则C的质量大于N和电子的质量之和，选项A正确；
B．探测到某古树中C的含量为原来的 ，则已经经过了两个半衰期，则该古树死亡时间距今大约为11460年，选项B错误；
C．衰变中原子核内的一个中子转化成了一个质子和一个电子，选项C正确；
D．一个静止碳核在匀强磁场中发生衰变，根据动量守恒可知，氮核和电子的动量等大反向，根据
可知，电量较大的氮核做圆周运动的半径比电子小，选项D错误。
故选AC。
20．BD
【详解】
A．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，核反应生成物X质量数为1，电荷数为0，是中子，选项A错误；
B．根据核反应的质量数和电荷数守恒可知，中微子的质量数，电荷数，选项B正确；
C．温度、压强等条件对半衰期无影响，选项C错误；
D．正电子产生的原因是原子核内的质子转化为中子和正电子时释放出来的，选项D正确。
故选BD。