同步课时精练（二十）5.2放射性元素的衰变（含解析）

二十一世纪教育 《名师求索》工作室出品
同步课时精练（十九）5.2 放射性元素的衰变（后附解析）
一、多选题
1．下列说法正确的是（ ）
A．经一次α衰变后成为
B．核由两个中子和两个质子组成
C．温度升高不能改变放射性元素的周期
D．核反应方程应遵循质子数和中子数守恒
2．下列有关解释中，正确的说法是：（ ）
A．天然放射性元素在衰变过程中电荷数和质量数守恒，其放射线在磁场中一定不偏转的是γ射线；
B．按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，ra＞rb，在此过程中原子要发出某一频率的光子；
C．压力、温度对放射性元素衰变的快慢具有一定的影响；
D．天然放射性元素（钍）经过一系形α衰变和β衰变之后，变成（铅），衰变过程中共有4次α衰变和8次β衰变；
3．在下列说法中符合实际的是 （ ）
A．电视遥控器、宾馆的自动门、直升飞机探测秦始皇陵的地下结构利用的都是红外线
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒
C．验钞机是利用X射线的穿透本领强的特点来鉴别真伪的
D．在人造卫星上对地球进行拍摄是利用γ射线有很强的穿透云雾烟尘的能力
二、单选题
4．当宇宙射线进入地球大气层时，同大气作用产生中子，中子撞击大气中的氮引发核反应，生成碳14，碳14具有放射性，能够自发的发生衰变而变成氮，核反应方程分别为和，其中的X和Y分别代表（　　）
A．正电子 α粒子 B．质子 β粒子 C．质子 正电子 D．正电子 β粒子
5．核电站核泄漏的污染物中含有碘131和铯137．碘131的半衰期约为8天，会释放射线；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，衰变的方程是
B．碘131释放的射线是电子流，衰变的方程是
C．与铯137相比，碘131衰变更慢，且铯133和铯137含有相同的质子数
D．铯137衰变时辐射出的光子能量小于可见光光子能量
6．下列说法正确的　　
A．我们能通过光谱分析来鉴别月球的物质成分
B．当敌机靠近时，战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率
C．衰变中产生的射线实际上是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成的
D．的半衰期为天，若有，经过天后还剩下
7．下列有关放射性同位素的说法，正确的是（　　）
A．与互为同位素
B．与有相同的化学性质
C．用制成化合物后它的半衰期变长
D．含有的磷肥释放正电子，可用作示踪原子，观察磷肥对植物的影响
8．2023年8月24日，日本为一已之私，不顾对全人类的危害，公然向太平洋排放核废水，核废水中含有大量的放射性元素成分，其中氚的含量最高，其次还有碳14、钴60和锶90，这些元素的降解时间长，会对海洋生态系统造成严重破坏。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．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，会引起癌变和基因变异
9．下列说法正确的是
A．某些原子核能够放射出β粒子，说明原子核内有β粒子
B．核泄漏事故污染物能够产生对人体有害的辐射，其核反应方程式为，可以判断X为电子
C．某种色光照射金属发生光电效应，若增大光照强度，则单位时间内发射的光电子数减少
D．若氢原子从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则氢原子从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光能可能使该金属发生光电效应
10．2020年3月15日中国散裂中子源（CSNS）利用中子成像技术帮助中国科学技术大学进行了考古方面的研究。散裂中子源是研究中子特性、探测物质微观结构和运动的科研装置。CSNS是我国重点建设的大科学装置，将成为发展中国家拥有的第一台散裂中子源。下列关于中子研究的说法正确的是（　　）
A．α粒子轰击N生成O，并产生了中子
B．β衰变的实质是原子核内的中子转化成了一个质子和一个电子
C．β射线其实质是高速中子流，可用于医学的放射治疗
D．U经过4次α衰变、2次β衰变，新核与原来的原子核相比，中子数少了6个
11．牛顿为了说明光的性质，提出了光的微粒说，如今，人们认识到光具有波粒二象性，下列四个示意图所表示的实验中，能说明光的性质的是（　　）
A．①② B．②③ C．③④ D．②④
12．下列核反应方程中，、、、表示电子的是（　　）
A． B． C． D．
三、解答题
13．正电子发射计算机断层（PET）是分子水平上的人体功能显像的国际领先技术，它为临床诊断和治疗提供全新的手段。PET在心脏疾病诊疗中，需要使用放射正电子的同位素氮13作示踪剂。氮13是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氧16获得的。反应中同时还产生另一种粒子，试写出该反应方程。
14．如果一种放射性元素的半衰期是1年，5年后它还剩下多少？
15．一静止的核经一次α衰变成为一个新核，释放出的总动能为4.76MeV，问此衰变后新核的动能为多少MeV。
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．BC
解析：A．经一次α衰变后，质量数为12，电荷数为4，A错误；
B．核由两个中子和两个质子组成，B正确；
C．放射性元素的周期与环境无关，C正确；
D．核反应方程的质量数和电荷数守恒，D错误。
故选BC。
2．AB
解析：衰变过程满足质量数和电荷数守恒，衰变射线中γ射线不带电，因此在磁场中不偏转，故A正确；按照玻尔理论，一个氢原子中的电子从一半径为ra的圆轨道自发地直接跃迁到一半径为rb的圆轨道上，ra＞rb，在此过程中原子要发出某一频率的光子，选项B正确；外界因素，例如压力、温度对放射性元素衰变的快慢没有影响，选项C错误；发生α衰变是放出42He，发生β衰变是放出电子0-1e，设发生了x次α衰变和y次β衰变，则根据质量数和电荷数守恒有：2x-y+82=90，4x+208=232，解得x=6，y=4，故衰变过程中共有6次α衰变和4次β衰变，故D错误．故选AB.
3．AB
解析：A．电视遥控器、宾馆的自动门、直升飞机探测秦始皇陵的地下结构利用的都是红外线，选项A正确；
B．医院里常用紫外线对病房和手术室消毒，选项B正确；
C．验钞机是利用紫外线能使荧光物质感光的特点来鉴别真伪的，选项C错误；
D．红外线比可见光的波长长，容易发生衍射现象，穿透云雾烟尘的能力强，所以在人造卫星上对地球进行拍摄是利用红外线有较好的穿透云雾烟尘的能力，故D错误。
故选AB。
点拨：此题只要考查红外线和紫外线的用途；对于三种射线的特性和本质是理解并掌握，这是考试的热点．电磁波谱的顺序及各种电磁波的性质可结合实际现象掌握。
4．B
解析：根据质量数和电荷数守恒可知X的质量数和电荷数均为1，所以X是质子；Y的质量数和电荷数分别为0和－1，所以Y是β粒子。
故选B。
5．B
解析：AB.碘131释放的射线是电子流，根据核反应电荷数守恒，质量数守恒可得衰变方程为：，A错误B正确．
C.碘131的半衰期约为8天，铯137是铯133的同位素，半衰期约为30年，所以碘的衰变更快，C错误．
D.射线是能量很高的电磁波，光子能量大于可见光光子能量，D错误．
6．D
解析：光谱分析要使用明线谱或吸收光谱，而月亮的光是反射的太阳光．故A错误；根据多普勒效应，波源和观察者相互靠近时，观察者接受的频率要高于发射频率，所以B错误；β衰变中产生的β射线不是原子的核外电子挣脱原子核的束缚而形成，实际上是原子核中的中子转化成质子而发射出来的．故C错误；根据m=m0，则20g，经过7.6天后还剩下m=20g=5g，选项D正确；故选D.
7．D
解析：AB．同位素应具有相同的质子数，和不是同位素，不具有相同的化学性质故A、B错误；
C．元素的半衰期与其所处的状态无关，故C错误；
D．放射性同位素可作为示踪原子，故D正确。
故选D。
8．D
解析：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，还剩四分之一的原子核没有衰变，故A错误；
B．原子核衰变时电荷数守恒，质量数守恒，故B错误；
C．半衰期由放射性原子核内部本身的因素决定，与原子所处的物理状态和化学状态无关，故C错误；
D．过量放射性辐射对人体组织有破坏作用，会引起癌变和基因变异，故D正确。
故选D。
9．B
解析：A．衰变是原子核内的中子转化为质子同时释放出电子，不是证明原子核内部存在电子，A错误；
B．根据电荷数守恒、质量数守恒知，x的电荷数为55-56=-1，质量数为137-137=0，可知x为电子，B正确；
C．种频率的光照射某金属能发生光电效应，若增加入射光的强度，就增加了单位时间内射到金属上的光子数，则单位时间内发射的光电子数将增加，C错误；
D．根据知，从n=6能级向n=1能级跃迁时辐射出的光不能使某金属发生光电效应，则从n=6能级向n=2能级跃迁时辐射出的光对应的能量更小，不能发生光电效应，D错误。
故选B。
10．B
解析：A．由质量数守恒和电荷数守恒可知，α粒子轰击N，生成O，并产生了质子，故A错误；
B．β衰变的实质在于核内的中子转化成了一个质子和一个电子，故B正确；
C．β射线其实质是高速电子流，故C错误；
D．U经过4次α衰变、2次β衰变，质量数减少4×4=16，质子数减少4×2-2=6，则新核与原来的原子核相比，中子数少了16-6=10，故D错误。
故选B。
点拨：（1）方法：设放射性元素X经过n次α衰变和m次β衰变后，变成稳定的新元素Y，则衰变方程为：
XY+He+e
根据质量数守恒和电荷数守恒可列方程：A=A'+4n，Z=Z'+2n-m。
（2）技巧：为了确定衰变次数，一般先由质量数的改变确定α衰变的次数（这是因为β衰变对质量数没有影响），然后根据电荷数守恒确定β衰变的次数。
11．B
解析：①该实验是α粒子散射实验，依据此实验卢瑟福提出了原子核式结构学说，与光的性质无关
②干涉是波的特有性质，因此双孔干涉实验说明光具有波动性
③此实验是光电效应的实验，说明光具有粒子性
④三种射线在电场偏转的实验，能判定射线的电性，不能说明光的性质
故选B。
12．B
解析：核反应遵循质量数守恒和电荷数守恒，可知表示的是，表示的是，表示的是，表示的是， ACD错误，故选项B正确。
故选B。
13．
解析：由题意可知，氧16（）在质子（）的轰击下产生了氮13（）和另外一种粒子，由质量数和电荷数守恒可知另一种粒子是，所以核反应方程为：
14．
解析：5年后即经历的5个半衰期，剩余，即剩余。
15．
解析：设新核为X，据题意知，此α衰变的衰变方程为
根据动量守恒定律得
式中， 和 分别为α粒子和X核的质量， 和 分别为α粒子和X核的速度的大小，由题设条件知
由上述式子联立
代入数据得，衰变后X核的动能
答案第1页，共2页
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