5.2原子核衰变及半衰期 课时练（Word版含答案）

5.2原子核衰变及半衰期 课时练（解析版）
一、选择题
1．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
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
3．正电子发射计算机断层显像（）的基本原理是：将放射性同位素注入人体，参与人体的代谢过程。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。将放射性同位素注入人体，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
4．如图所示，横坐标表示的是时间；纵坐标表示的是某种元素任意时刻的质量与时的质量的比值。根据该图像提供的信息，下列说法正确的是（　　）。
A．该元素的半衰期是天 B．该元素的半衰期是天
C．该元素的半衰期是 D．该元素经过天，
5．下列叙述正确的是（　　）
A．“牛顿”是物理学中的基本单位
B．10个核经过一个半衰期后，一定剩下5个没有衰变的核
C．高处跳下的人总有屈膝动作，这是利用增加作用时间来减小所受的冲击力
D．以卵击石，卵破而石不破，可见石对卵的力大于卵对石的力
6．已知钚239（）可由铀239（）经过次衰变而产生，则为（　　）
A．2 B．239 C．145 D．92
7．银河系中存在大量的铝同位素26Al。26A核β+衰变的衰变方程为，测得26A1核的半衰期为72万年。下列说法正确的是（　　）
A．26A1核的质量等于26Mg核的质量
B．26A1核的中子数大于26Mg核的中子数
C．将铝同位素26A1放置在低温低压的环境中，其半衰期不变
D．银河系中现有的铝同位素26A1将在144万年后全部衰变为26Mg
8．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
9．核能作为一种清洁能源，利用核能发电可以有效减少因化石燃料发电排放的大气污染物，但是核电站一旦发生核泄漏也会造成严重的核污染。其污染物中含有碘131和铯137，碘131的半衰期约为8天，会释放β射线；铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，发生衰变时会辐射射线。下列说法正确的是（　　）
A．碘131释放的射线由氦核组成
B．铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量
C．与铯137相比，碘131衰变更慢
D．铯133和铯137含有相同的质子数
10．钚是一种放射性元素，是原子能工业的一种重要原料，可作为核燃料和核武器的裂变剂。钚的一种同位素的衰变方程为，则X原子核中含有的中子数为（　　）
A．142 B．143 C．144 D．145
11．氚衰变后转变成稳定的氦，的半衰期为12.5年，下列说法正确的是（　　）
A．发生的是衰变，衰变过程吸收能量
B．发生的是衰变，放出的电子来源于核外电子
C．发生的是衰变，衰变前后的质量相等
D．衰变时的环境温度升高，它的半衰期仍为12.5年
12．目前，在居室装修中经常用到花岗岩、大理石等材料，这些岩石都不同程度的含有放射性元素，如有些含有铀、钍的花岗岩会释放出放射性气体氡，氡会发生放射性衰变，放出、、射线：已知氡的半衰期为3.8天，则下列说法正确的是（　　）
A．发生衰变时，生成的核和原来相比，核子数少4
B．发生衰变时，释放出电子，说明原子核内有电子存在
C．射线一般伴随着和射线产生，其中射线的穿透能力是最强的，电离子能力也最强
D．若只有4个氡核，经过7.6天一定只剩下一个氡核
13．2021年1月3日消息，诺贝尔官方称居里夫人“笔记”仍具放射性，还将持续1500年。关于放射性元素、衰变和半衰期，下列说法正确的是（　　）
A．衰变成要经过4次衰变和3次衰变
B．放射性元素的半衰期不仅与核内部因素有关，还与环境温度有关
C．一个放射性原子核，发生一次β衰变，则它质子数增加1，中子数减少1
D．原子核衰变满足电荷数和质量数守恒
14．下列说法中正确的是（　　）
A．原子核发生一次衰变，该原子外层就一定失去一个电子
B．装修中用到的某些含有Th（钍）的花岗岩会释放出放射性惰性气体（氡），核反应方程为：,方程中x=3，y是电子
C．某种钍同位素的半衰期为24天，1g钍经过120天后还剩0.2g
D．铀核（）衰变为铅核（）的过程中，要经过8次衰变和6次衰变
15．关于人工放射性同位素，下列说法正确的是（　　）
A．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的半衰期长很多
B．人工放射性同位素的放射强度容易控制
C．人工放射性同位素的γ射线能进行金属探伤
D．使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染
二、解答题
16．如图为α衰变、β衰变示意图。
（1）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？
（2）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？
17．衰变成学（铅），要经过几次衰变和衰变？
参考答案
1．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。
2．B
【详解】
由于α射线的电离作用较强，能使空气分子电离，电离产生的电荷会与带电体上的电荷中和，B正确。
故选B。
3．B
【详解】
将放射性同位素注入人体后，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，所以它的用途是作为示踪原子。
故选B。
4．A
【详解】
ABC．由图可知，经过3.8天，该元素剩余质量是原来的一半，所以根据半衰期的定义可知，该元素的半衰期是天。A正确，BC错误；
D．根据
可得该元素经过天
D错误。
故选A。
5．C
【详解】
A．“牛顿”是导出单位，而非基本单位，A错误；
B．半衰期是一个宏观量，满足统计规律，对大量（可与阿伏伽德罗常数相比）的核而言才有意义，10个核不符合“大量”这一条件，经过一个半衰期后，不一定剩下5个核没有衰变，B错误；
C．高处跳下的人利用屈膝动作增加了作用时间，根据动量定理，在动量变化一定的情况下，减小了冲击力，C正确；
D．以卵击石，相互作用力的大小是相等的，卵破而石不破只是因为卵的承受能力小而已，D错误。
故选C。
6．A
【详解】
β衰变的实质是某元素的原子核内的一个中子变成质子并发射出一个电子，根据题干发现在衰变过程中质子数减小2，所以发生2次β衰变，A正确。
故选A。
7．C
【详解】
A．26A1核的质量数等于26Mg核的质量数。26A1衰变过程释放出，故26A1核的质量不等于26Mg核的质量，故A错误；
B．26A1核的中子数为（26-13）个=13个，26Mg核的中子数为（26-12）个=14个，故26A1核的中子数小于26Mg核的中子数，故B错误；
C．半衰期由原子核本身结构决定，与外界环境无关，将铝同位素26A1放置在低温低压的环境中，其半衰期不变，故C正确；
D．26A1核的半衰期为72万年，银河系中现有的铝同位素26A1将在144万年后未衰变质量占原来质量的比值
则河系中现有的铝同位素26A1在144万年后没有全部衰变为26Mg，故D错误。
故选C。
8．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。
9．D
【详解】
A．β射线是高速电子流组成，故A错误；
B．γ光子在所有电磁波中频率最高，能量最大，光子能量大于可见光光子能量，故B错误；
C．由题意知与铯137相比，碘131衰变更快，故D错误。
D．铯137是铯133的同位素，因此铯133和铯137含有相同的质子数，故D正确；
故选D。
10．B
【分析】
本题考查原子核，目的是考查学生的推理能力。
【详解】
原子核衰变时电荷数和质量数均守恒，可得X原子核中的质子数和中子数分别为92，235，故X原子核中含有的中子数为
故选B。
11．D
【详解】
ABC．发生衰变后，生成的新核电荷数增加一个，质量数不变，根据电荷数守恒和质量守恒定律可知，发生的是衰变，衰变是原子核内部发生的，所以放出的电子来源于原子核内部，且衰变前后的质量发生变化，故ABC错误；
D．衰变是原子核内部发生的，跟外部环境无关，环境温度升高，它的半衰期仍为12.5年，故D正确。
故选D。
12．A
【详解】
A．发生衰变时，其特征方程为
生成的核和原来相比，核子数少4，选项A正确；
B．发生衰变时释放出的电子是核内中子转化为质子时放出的，不能说明原子核内有电子存在，选项B错误；
C．射线一般伴随着和射线产生，其中射线的穿透能力是最强的，电离子能力最弱，选项C错误；
D．半衰期是大量原子核衰变的统计规律，对少量的原子核衰变不适用，选项D错误。
故选A。
13．CD
【详解】
A．由于α衰变一次质量数减少4，所以α衰变的次数为次，β衰变的次数为m=86-（92-4×2）=2，即衰变成要经过4次α衰变和2次β衰变，故A错误；
B．放射性元素的半衰期仅与核内部因素有关，与环境温度无关，选项B错误；
C．一个放射性原子核，发生一次β衰变，一个中子转化为一个质子，则它质子数增加1，中子数减少1，选项C正确；
D．原子核衰变满足电荷数和质量数守恒，选项D正确。
故选CD。
14．BD
【详解】
A．β衰变的实质是原子核内的一个中子转化成一个质子，同时释放出一个电子，故A错误；
B．由于衰变过程释放出α、β、γ射线，α射线由组成，β射线由电子组成，γ为光子（电磁波），所以y一定为电子，根据质量数守恒和电荷数守恒可得
232=220+4x
解得
x=3
故B正确；
C．钍的半衰期为24天，1g钍经过120天后，经历了5个半衰期，则剩余质量
故C错误；
D．设发生x次α衰变，y次β衰变，据质量数守恒和电荷数守恒可得
，
解得
x=8，y=6
即要经过8次α衰变和6次β衰变，故D正确。
故选BD。
15．BCD
【详解】
A．人工放射性同位素的半衰期比天然放射性物质的短，故A错误；
B．人工放射性同位素的放射强度容易控制，故B正确；
C．人工放射性同位素的γ射线能进行金属探伤，故C正确；
D．使用人工放射性同位素也要遵守操作规程，防止对空气、水源、用具等的污染，故D正确。
故选BCD。
16．（1）α衰变时，质子数减少2，中子数减少2；（2）β衰变时，新核的核电荷数增加1.新核在元素周期表中的位置向后移动一位。
【详解】
（1）根据质量数守恒和电荷数守恒可知，α衰变时，质子数减少2，中子数减少2；
（2）β衰变时，原子核内的中子放出一个电子变成质子，因此新核的核电荷数增加1；新核在元素周期表中的位置向后移动一位。
17．8次衰变；6次衰变
【详解】
因为衰变和衰变都会使核电荷数发生变化，而只有衰变才会使核质量数发生变化，
所以应先以质量数的变化来确定衰变的次数，然后根据衰变引起的电荷数变化情况和总的电荷数变化量确定衰变的次数。因为每放出一个粒子核质量数就减少4，所以衰变的次数为：
（次）
因为每放出一个粒子核电荷数减少z，所以8次衰变应使核电荷数减少16。而每放出一个粒子核电荷数应增加1，比较铀、铅核的核电荷数，它们的差为：，所以发生衰变的次数为：
（次）
所以由铀238衰变成铅206，共发生8次衰变，6次衰变。