5.2《放射性元素的衰变》 筑基提能同步练习高中物理选择性必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2024高三上·南昌月考）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。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是（ ）
A．Sr衰变为Y时产生α粒子
B．Pu衰变为U时产生β粒子
C．50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目
D．87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目
2．（2024高三上·湖北月考）铯137的衰变方程为，下列相关表述正确的是（ ）
A．X是电子 B．该衰变是α衰变
C．衰变前后质量守恒 D．升温可以改变铯137衰变的快慢
3．（2024·浙江）发现中子的核反应方程为，“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
4．（2024高二下·抚州期末）核电池是一种核动力装置，里面装有自然衰变的放射性元素，不但兼顾放热的功效，而且还具有发电的功效。某种国产核电池是利用衰变为释放能量，可连续几十年提供一定的电能。下列说法正确的是（ ）
A．发生α衰变方程为→
B．核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱
C．当温度升高，衰变的半衰期将变大
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量之和等于反应物的质量之和
5．（2024高二下·东坡期末）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为。在时刻，已衰变的原子核总数为，则在时刻，已衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
6．（2024高二下·东城期末）已知氡222的半衰期为3.8天.那么4g的放射性物质氡222经过7.6天，还剩下没有发生衰变的质量为
A．2g B．1g C．0.5g D．0g
7．（2024高二下·徐州期末）碳14具有放射性，会自发衰变成为氮．在医学上碳14常用来检测幽门螺杆菌，服用碳14标记的尿素后，感染者胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的定时收集呼出的气体，通过分析呼气中碳14标记的的含量即可判断是否感染。下列说法正确的是（ ）
A．呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点
B．通过高温高压可改变碳14的半衰期
C．强相互作用是引起碳14衰变的主要原因
D．经过两个半衰期，100个碳14有75个发生了衰变
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2024高二下·邢台月考）核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．可以用来确定物质的年代
B．的半衰期会随温度的升高而减小
C．经过两个半衰期，20个将剩下5个
D．X是
9．（2019·河北模拟）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子
C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
10．（2023高二下·保山期末）发生放射性衰变变为N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。下列说法正确的是（ ）
A．、、具有相同的核子数
B．该古木的年代距今约为11400年
C．衰变为的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的温度将减缓的衰变
11．（2023高二下·潍坊期末）自然界中一些放射性元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射性元素系。每个放射性元素系都有一个半衰期很长的始祖原子核，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定原子核。已知的衰变链如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．衰变到是衰变
B．衰变最终生成稳定原子核，共有两种不同的衰变路径
C．衰变最终生成稳定原子核
D．一个衰变最终生成稳定原子核，共释放4个电子
12．（2024高二下·保定月考）有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”。现有一个铍原子核发生了“K俘获”生成一个新的原子核并放出一个不带电的质量接近于零的中微子，核反应方程为。关于铍原子核的“K俘获”的过程，下列说法正确的是（ ）
A．新原子核带负电
B．新原子核比原来的铍原子核多一个中子
C．新原子核比原来的铍原子核多一个质子
D．新原子核的比结合能大于铍原子核的比结合能
三、科学本质——质疑交流与创新
13．（2023高二下·漳州期末）医学治疗中常用放射性核素产生γ射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为m0的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为 d，放置10000d后，的半衰期会 （选填“变大”“变小”“不变”）
14．（2022高二下·肇庆期末）嫦娥五号在经过二十多天的任务后，成功带着月球土壤样本罐返回地球，科研人员将月球样本进行检验称重后，总共获得月球土壤样本1731克。氦是月球岩石样本中发现的新物质，该物质可以与氘发生核聚变反应，并放出质子。已知的原子质量为3.0160u，的原子质量为2.0140u，的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，1u相当于931MeV的能量。
（1）请写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能（保留两位小数）。
15．（高中物理人教版选修3-5第十九章第4节放射性的应用与防护同步练习）用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．
（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是（ ）
A．射线的贯穿作用 B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用 D．以上三个选项都不是
（2）下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 射线．
（3）在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素 做 ．
答案解析部分
1．【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即粒子，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即粒子，故B错误；
CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故C错误，故D正确。
故选D。
【分析】
1.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类
α衰变：→＋；
β衰变：→＋。
2.对半衰期的理解
(1)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。
根据半衰期的概念，可总结出公式
N余＝N原 ，m余＝m原
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。
(2)半衰期是统计规律，描述的是大量原子核衰变的规律。
(3)放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
2．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】AB．根据核反应过程质量数守恒、电荷数守恒可得核反应方程为
可知是电子，衰变方程中的电子来自于铯原子核，该方程属于衰变，故A正确，B错误；
C．该衰变过程中有质量亏损所以质量不守恒，质量数守恒，故C错误；
D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界因素无关，只与原子核本身有关，故D错误。
故选A。
【分析】半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间；半衰期与外界因素无关。
3．【答案】A
【知识点】原子核的组成；原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 由题可知，X的质子数为2+4=6，质量数为4+9-1=12，则X为，A符合题意；
B. Y的质子数为94-92=2，质量数为238-234=4，故衰变方程中的Y为，B不符合题意；
C. 中子的质量数为1，C不符合题意；
D. 钚238在衰变过程中释放能量，转化为电能供电，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒的特点可得出结论。
4．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．根据题意可以得出 发生a衰变，则根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为
→
故A错误；
B．在三种射线中，核反应生成物中的α粒子电离本领最强，穿透能力最弱，故B正确；
C．半衰期是由放射性元素内部因素所决定的，与外部条件无关，则温度不会影响半衰期，故C错误；
D．由于衰变过程中释放能量，根据质能方程可以得出此核反应过程中存在质量亏损，故D错误；
故选B。
【分析】利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；a粒子电离本领最强，穿透能力最弱；半衰期与外界温度无关；衰变过程出现质量亏损。
5．【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】设两种放射性元素分别为甲、乙，时刻
在时刻，则有
联立解得
，
则在时刻，已衰变的原子核总数为
故选C。
【分析】根据各个时刻 原子核总数 列出方程求解已衰变的原子核总数 。
6．【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据衰变的半衰期公式
得
故选B.
【分析】 半衰期为3.8天. 7.6天 等于两个半衰期，剩余质量等于原质量的四分之一。
7．【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点，故A正确；
B．半衰期只有原子核自身决定，故B错误；
C．弱相互作用是引起碳14衰变的主要原因，故C错误；
D．则经过两个半衰期，100个碳14不一定有75个发生了衰变，故D错误。
故选A。
【分析】碳14具有放射性，半衰期只适用于大量原子核衰变，通过高温高压不可以改变碳14的半衰期。
8．【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 会发生衰变，且有半衰期，故可以用来确定物质的年代，A符合题意；
B. 的半衰期由原子核本身的性质有关，与外界条件无关，B不符合题意；
C. 半衰期对应大量的原子，C不符合题意；
D. 根据核反应方程质子数和质量数守恒，可知X质子数为0，质量数为1，故X为，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】根据核反应方程质量数和质子数守恒的特点可得出粒子类型；利用原子核衰变的规律可得出结论。
9．【答案】A,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，A符合题意；
B、卢瑟福用α粒子轰击 ，获得反冲核 ，发现了质子，B不符合题意；
C、贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，C符合题意；
D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，D不符合题意．
故答案为：AC
【分析】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握．
10．【答案】B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、 、、具有相同的质子数，不同的中子数，即具有不同的核子数，A错误。
B、 古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一 ，说明恰好经过两个半衰期，则距今约为11400年，B正确。
C、 衰变为 ，质量数不变，质子数增加一个，由衰变特点可知，此过程为β衰变，C正确。
D、半衰期不受任何外界物理化学环境影响，增加温度，衰变速度保持不变，D错误。
故答案为：BC
【分析】根据放射性元素在衰变过程中的特点以及半衰期的影响因素分析求解。
11．【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A.因为有92个质子和143个中子，可知纵坐标为质子数，横坐标为中子数，由图可知，Ac有89个质子，138个中子，Pa有91个质子，140个中子，可知Pa衰变到Ac，质子数少2，中子数少2，即质量数少4，电荷数少2，所以Pa衰变到Ac是α衰变，A符合题意；
B.由图可知，衰变路径有两个分岔，根据排列组合可知衰变最终生成稳定原子核，共有四种不同的衰变路径，B不符合题意；
C.由图可知，衰变成 后，再放出一个β粒子，最终生成稳定原子核，C不符合题意；
D.一个衰变最终生成稳定原子核，质量数减少28，电荷数减小10，所以衰变次数为次，β衰变次数为y=2×7-10=4次，可知发生4次衰变，共释放4个电子，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】结合图像分析衰变到，质子数和质量数的变化，求出衰变的次数；根据图像确定有几条衰变路径和最终生成的稳定的原子核；根据发生一次衰变，原子核减少4个质量数，减少2个电荷数，发生一次β衰变，原子核减少2个电荷数，质量数不变，得出一个衰变最终生成稳定原子核所释放出的电子数。
12．【答案】B,D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A、铍原子核(Be)内质子带四个单位的正电核，中子不带电，而一个电子带一个单位的负电荷，所以“俘获”一个电子形成的新原子核带三个单位的正电核，故A错误；
BC、铍原子核(Be)发生了"K俘获"，生成一个新的原子核 ，并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子 ，则新原子核比原来的铍原子核少一个质子，多一个中子，故B正确，C错误；
D、新原子核比铍原子核(Be)更稳定，则新原子核的比结合能大于铍原子核(Be)的比结合能，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】根据题意可判断原子核发生“K俘获”后原子核的电性、质子数、中子数以及结合能的变化。
13．【答案】115.1；不变
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】由图可知， 半衰期为，半衰期与外界因素无关，只取决于本身的性质。即的半衰期不变。
【分析】由图分析得出半衰期，注意半衰期与外界因素无关，只取决于本身的性质。
14．【答案】（1）解：依题意，该核反应方程为
（2）解：核反应的质量亏损
释放出的核能
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【分析】（1）已知其原子核的符号，利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；
（2）已知其反应物和生成物的质量，利用质量亏损结合质量方程可以求出释放的核能大小。
15．【答案】（1）B
（2）β
（3）示踪原子
【知识点】放射性同位素及其应用
【解析】【解答】(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入 的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．
【分析】放射线具有电离、穿透能力，同位素可以用来做示踪原子。
1 / 15.2《放射性元素的衰变》 筑基提能同步练习高中物理选择性必修第三册（人教版2019）
一、筑基培根——建立物理观念
1．（2024高三上·南昌月考）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。已知Sr衰变为Y的半衰期约为29年；Pu衰变为U的半衰期约87年。现用相同数目的Sr和Pu各做一块核电池，下列说法正确的是（ ）
A．Sr衰变为Y时产生α粒子
B．Pu衰变为U时产生β粒子
C．50年后，剩余的Sr数目大于Pu的数目
D．87年后，剩余的Sr数目小于Pu的数目
【答案】D
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生电子，即粒子，故A错误；
B．根据质量数守恒和电荷数守恒可知衰变为时产生，即粒子，故B错误；
CD．根据题意可知的半衰期大于的半衰期，现用相同数目的和各做一块核电池，经过相同的时间，经过的半衰期的次数多，所以数目小于的数目，故C错误，故D正确。
故选D。
【分析】
1.原子核的衰变
(1)原子核放出α粒子或β粒子，变成另一种原子核的变化称为原子核的衰变。
(2)分类
α衰变：→＋；
β衰变：→＋。
2.对半衰期的理解
(1)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。
根据半衰期的概念，可总结出公式
N余＝N原 ，m余＝m原
式中N原、m原表示衰变前的放射性元素的原子数和质量，N余、m余表示衰变后尚未发生衰变的放射性元素的原子数和质量，t表示衰变时间，τ表示半衰期。
(2)半衰期是统计规律，描述的是大量原子核衰变的规律。
(3)放射性元素衰变的快慢是由原子核内部因素决定的，跟原子所处的物理状态(如温度、压强)或化学状态(如单质、化合物)无关。
2．（2024高三上·湖北月考）铯137的衰变方程为，下列相关表述正确的是（ ）
A．X是电子 B．该衰变是α衰变
C．衰变前后质量守恒 D．升温可以改变铯137衰变的快慢
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】AB．根据核反应过程质量数守恒、电荷数守恒可得核反应方程为
可知是电子，衰变方程中的电子来自于铯原子核，该方程属于衰变，故A正确，B错误；
C．该衰变过程中有质量亏损所以质量不守恒，质量数守恒，故C错误；
D．半衰期由原子核内部结构决定，与外界因素无关，只与原子核本身有关，故D错误。
故选A。
【分析】半衰期是原子核发生半数衰变所需的时间；半衰期与外界因素无关。
3．（2024·浙江）发现中子的核反应方程为，“玉免二号”巡视器的核电池中钚238的衰变方程为型正确的是（ ）
A．核反应方程中的X为 B．衰变方程中的Y为
C．中子的质量数为零 D．钚238的衰变吸收能量
【答案】A
【知识点】原子核的组成；原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 由题可知，X的质子数为2+4=6，质量数为4+9-1=12，则X为，A符合题意；
B. Y的质子数为94-92=2，质量数为238-234=4，故衰变方程中的Y为，B不符合题意；
C. 中子的质量数为1，C不符合题意；
D. 钚238在衰变过程中释放能量，转化为电能供电，D不符合题意。
故答案为：A
【分析】根据核反应方程电荷数守恒和质量数守恒的特点可得出结论。
4．（2024高二下·抚州期末）核电池是一种核动力装置，里面装有自然衰变的放射性元素，不但兼顾放热的功效，而且还具有发电的功效。某种国产核电池是利用衰变为释放能量，可连续几十年提供一定的电能。下列说法正确的是（ ）
A．发生α衰变方程为→
B．核反应生成物中的α粒子具有很强的电离本领，但穿透能力很弱
C．当温度升高，衰变的半衰期将变大
D．核反应前后核子数相等，所以生成物的质量之和等于反应物的质量之和
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A．根据题意可以得出 发生a衰变，则根据质量数守恒与电荷数守恒可知衰变方程为
→
故A错误；
B．在三种射线中，核反应生成物中的α粒子电离本领最强，穿透能力最弱，故B正确；
C．半衰期是由放射性元素内部因素所决定的，与外部条件无关，则温度不会影响半衰期，故C错误；
D．由于衰变过程中释放能量，根据质能方程可以得出此核反应过程中存在质量亏损，故D错误；
故选B。
【分析】利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；a粒子电离本领最强，穿透能力最弱；半衰期与外界温度无关；衰变过程出现质量亏损。
5．（2024高二下·东坡期末）两种放射性元素的半衰期分别为和，在时刻这两种元素的原子核总数为。在时刻，已衰变的原子核总数为，则在时刻，已衰变的原子核总数为（ ）
A． B． C． D．
【答案】C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】设两种放射性元素分别为甲、乙，时刻
在时刻，则有
联立解得
，
则在时刻，已衰变的原子核总数为
故选C。
【分析】根据各个时刻 原子核总数 列出方程求解已衰变的原子核总数 。
6．（2024高二下·东城期末）已知氡222的半衰期为3.8天.那么4g的放射性物质氡222经过7.6天，还剩下没有发生衰变的质量为
A．2g B．1g C．0.5g D．0g
【答案】B
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】根据衰变的半衰期公式
得
故选B.
【分析】 半衰期为3.8天. 7.6天 等于两个半衰期，剩余质量等于原质量的四分之一。
7．（2024高二下·徐州期末）碳14具有放射性，会自发衰变成为氮．在医学上碳14常用来检测幽门螺杆菌，服用碳14标记的尿素后，感染者胃中的尿素酶可将尿素分解为氨和碳14标记的定时收集呼出的气体，通过分析呼气中碳14标记的的含量即可判断是否感染。下列说法正确的是（ ）
A．呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点
B．通过高温高压可改变碳14的半衰期
C．强相互作用是引起碳14衰变的主要原因
D．经过两个半衰期，100个碳14有75个发生了衰变
【答案】A
【知识点】原子核的衰变、半衰期；放射性同位素及其应用；α、β、γ射线及特点
【解析】【解答】A．呼气试验主要利用碳14作为示踪原子的特点，故A正确；
B．半衰期只有原子核自身决定，故B错误；
C．弱相互作用是引起碳14衰变的主要原因，故C错误；
D．则经过两个半衰期，100个碳14不一定有75个发生了衰变，故D错误。
故选A。
【分析】碳14具有放射性，半衰期只适用于大量原子核衰变，通过高温高压不可以改变碳14的半衰期。
二、能力发展——科学探究与思维
8．（2024高二下·邢台月考）核反应方程，其产物的衰变方程为。下列说法正确的是（ ）
A．可以用来确定物质的年代
B．的半衰期会随温度的升高而减小
C．经过两个半衰期，20个将剩下5个
D．X是
【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A. 会发生衰变，且有半衰期，故可以用来确定物质的年代，A符合题意；
B. 的半衰期由原子核本身的性质有关，与外界条件无关，B不符合题意；
C. 半衰期对应大量的原子，C不符合题意；
D. 根据核反应方程质子数和质量数守恒，可知X质子数为0，质量数为1，故X为，D符合题意。
故答案为：AD
【分析】根据核反应方程质量数和质子数守恒的特点可得出粒子类型；利用原子核衰变的规律可得出结论。
9．（2019·河北模拟）物理学家通过对实验的深入观察和研究，获得正确的科学认知，推动物理学的发展，下列说法符合事实的是（ ）
A．赫兹通过一系列实验，证实了麦克斯韦关于光的电磁理论
B．查德威克用α粒子轰击 获得反冲核 ，发现了中子
C．贝克勒尔发现天然放射性现象，说明原子核有复杂结构
D．卢瑟福通过对阴极射线的研究，提出了原子核式结构模型
【答案】A,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、麦克斯韦预言了电磁波的存在，赫兹通过实验证实了麦克斯韦的电磁理论，A符合题意；
B、卢瑟福用α粒子轰击 ，获得反冲核 ，发现了质子，B不符合题意；
C、贝克勒尔发现的天然放射性现象，说明原子核具有复杂结构，C符合题意；
D、卢瑟福通过对α粒子散射实验的研究，提出了原子的核式结构模型，D不符合题意．
故答案为：AC
【分析】此题是对近代物理学史的考查；都是课本上涉及的物理学家的名字及其伟大贡献，只要多看书、多积累即可很容易得分；对物理学史的考查历来都是考试的热点问题，必须要熟练掌握．
10．（2023高二下·保山期末）发生放射性衰变变为N，半衰期约为5 700年。已知植物存活期间，其体内与的比例不变，生命活动结束后，的比例持续减少。现通过测量得知，某古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一。下列说法正确的是（ ）
A．、、具有相同的核子数
B．该古木的年代距今约为11400年
C．衰变为的过程中放出β射线
D．增加样品测量环境的温度将减缓的衰变
【答案】B,C
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A、 、、具有相同的质子数，不同的中子数，即具有不同的核子数，A错误。
B、 古木样品中的比例正好是现代植物所制样品的四分之一 ，说明恰好经过两个半衰期，则距今约为11400年，B正确。
C、 衰变为 ，质量数不变，质子数增加一个，由衰变特点可知，此过程为β衰变，C正确。
D、半衰期不受任何外界物理化学环境影响，增加温度，衰变速度保持不变，D错误。
故答案为：BC
【分析】根据放射性元素在衰变过程中的特点以及半衰期的影响因素分析求解。
11．（2023高二下·潍坊期末）自然界中一些放射性元素往往会发生一系列连续的衰变，形成放射性元素系。每个放射性元素系都有一个半衰期很长的始祖原子核，经过若干次连续衰变，直至生成一个稳定原子核。已知的衰变链如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．衰变到是衰变
B．衰变最终生成稳定原子核，共有两种不同的衰变路径
C．衰变最终生成稳定原子核
D．一个衰变最终生成稳定原子核，共释放4个电子
【答案】A,D
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】A.因为有92个质子和143个中子，可知纵坐标为质子数，横坐标为中子数，由图可知，Ac有89个质子，138个中子，Pa有91个质子，140个中子，可知Pa衰变到Ac，质子数少2，中子数少2，即质量数少4，电荷数少2，所以Pa衰变到Ac是α衰变，A符合题意；
B.由图可知，衰变路径有两个分岔，根据排列组合可知衰变最终生成稳定原子核，共有四种不同的衰变路径，B不符合题意；
C.由图可知，衰变成 后，再放出一个β粒子，最终生成稳定原子核，C不符合题意；
D.一个衰变最终生成稳定原子核，质量数减少28，电荷数减小10，所以衰变次数为次，β衰变次数为y=2×7-10=4次，可知发生4次衰变，共释放4个电子，D符合题意。
故答案为：AD。
【分析】结合图像分析衰变到，质子数和质量数的变化，求出衰变的次数；根据图像确定有几条衰变路径和最终生成的稳定的原子核；根据发生一次衰变，原子核减少4个质量数，减少2个电荷数，发生一次β衰变，原子核减少2个电荷数，质量数不变，得出一个衰变最终生成稳定原子核所释放出的电子数。
12．（2024高二下·保定月考）有些元素的原子核有可能从很靠近它的核外电子中“俘获”一个电子形成一个新原子核，从离原子核最近的K层电子中俘获电子，叫“K俘获”。现有一个铍原子核发生了“K俘获”生成一个新的原子核并放出一个不带电的质量接近于零的中微子，核反应方程为。关于铍原子核的“K俘获”的过程，下列说法正确的是（ ）
A．新原子核带负电
B．新原子核比原来的铍原子核多一个中子
C．新原子核比原来的铍原子核多一个质子
D．新原子核的比结合能大于铍原子核的比结合能
【答案】B,D
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【解答】A、铍原子核(Be)内质子带四个单位的正电核，中子不带电，而一个电子带一个单位的负电荷，所以“俘获”一个电子形成的新原子核带三个单位的正电核，故A错误；
BC、铍原子核(Be)发生了"K俘获"，生成一个新的原子核 ，并放出一个不带电的、质量接近于零的中微子 ，则新原子核比原来的铍原子核少一个质子，多一个中子，故B正确，C错误；
D、新原子核比铍原子核(Be)更稳定，则新原子核的比结合能大于铍原子核(Be)的比结合能，故D正确；
故答案为：BD。
【分析】根据题意可判断原子核发生“K俘获”后原子核的电性、质子数、中子数以及结合能的变化。
三、科学本质——质疑交流与创新
13．（2023高二下·漳州期末）医学治疗中常用放射性核素产生γ射线，而是由半衰期相对较长的衰变产生的。对于质量为m0的，经过时间t后剩余的质量为m，其图线如图所示。从图中可以得到的半衰期为 d，放置10000d后，的半衰期会 （选填“变大”“变小”“不变”）
【答案】115.1；不变
【知识点】原子核的衰变、半衰期
【解析】【解答】由图可知， 半衰期为，半衰期与外界因素无关，只取决于本身的性质。即的半衰期不变。
【分析】由图分析得出半衰期，注意半衰期与外界因素无关，只取决于本身的性质。
14．（2022高二下·肇庆期末）嫦娥五号在经过二十多天的任务后，成功带着月球土壤样本罐返回地球，科研人员将月球样本进行检验称重后，总共获得月球土壤样本1731克。氦是月球岩石样本中发现的新物质，该物质可以与氘发生核聚变反应，并放出质子。已知的原子质量为3.0160u，的原子质量为2.0140u，的原子质量为4.0026u，质子的原子质量为1.0078u，1u相当于931MeV的能量。
（1）请写出此核反应方程；
（2）求该核反应中释放的核能（保留两位小数）。
【答案】（1）解：依题意，该核反应方程为
（2）解：核反应的质量亏损
释放出的核能
【知识点】原子核的人工转变
【解析】【分析】（1）已知其原子核的符号，利用质量数和电荷数守恒可以写出对应的核反应方程；
（2）已知其反应物和生成物的质量，利用质量亏损结合质量方程可以求出释放的核能大小。
15．（高中物理人教版选修3-5第十九章第4节放射性的应用与防护同步练习）用人工方法得到放射性同位素，这是一个很重要的发现，天然的放射性同位素只不过40多种，而今天人工制造的放射性同位素已达1000多种，每种元素都有放射性同位素．放射性同位素在工业、农业、医疗卫生和科学研究的许多方面得到了广泛的应用．
（1）带电的验电器在放射线照射下电荷会很快消失．其原因是（ ）
A．射线的贯穿作用 B．射线的电离作用
C．射线的物理、化学作用 D．以上三个选项都不是
（2）下图是工厂利用放射线自动控制铝板厚度的装置示意图．如果工厂生产的是厚度为1毫米的铝板，在α、β、γ三种射线中，你认为对铝板的厚度控制起主要作用的是 射线．
（3）在我国首先用人工方法合成牛胰岛素时，需要证明人工合成的牛胰岛素结晶跟天然牛胰岛素的结晶是同一种物质，为此曾采用放射性同位素 做 ．
【答案】（1）B
（2）β
（3）示踪原子
【知识点】放射性同位素及其应用
【解析】【解答】(1)因放射线的电离作用，空气中的与验电器所带电性相反的离子与之中和，从而使验电器所带电荷消失．(2)α射线穿透物质的本领弱，不能穿透厚度为1毫米的铝板，因而探测器不能探测，γ射线穿透物质的本领极强，穿透1毫米厚的铝板和几毫米厚的铝板打在探测器上很难分辨．β射线也能够穿透1毫米甚至几毫米厚的铝板，但厚度不同，穿透后β射线中的电子运动状态不同，探测器容易分辨．(3)把掺入 的人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素混合在一起，经过多次重新结晶后，得到了放射性14C分布均匀的牛胰岛素结晶，这就证明了人工合成的牛胰岛素与天然牛胰岛素完全融为一体，它们是同一种物质．这种把放射性同位素的原子掺到其他物质中去，让它们一起运动、迁移，再用放射性探测仪器进行追踪，就可以知道放射性原子通过什么路径，运动到哪里了，是怎样分布的，从而可以了解某些不容易查明的情况或规律．人们把作这种用途的放射性同位素叫做示踪原子．
【分析】放射线具有电离、穿透能力，同位素可以用来做示踪原子。
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