高中物理学业分层测评9第3章原子核与放射性第2节原子核衰变及半衰期鲁科版选修35

1、第2节原子核衰变及半衰期（建议用时：45分钟）学业达标1 .（多选）关于天然放射现象和对放射性的研究，下列说法正确的是（）A. “射线和3射线在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子B.原子核不是单一的粒子C. 丫射线一定伴随a射线或3射线而产生D.任何放射性元素都能同时发出三种射线【解析】带电粒子以一定的初速度垂直进入电场或磁场能发生偏转，a射线和3射线能在电场或磁场中偏转说明它们是带电粒子，故A正确；放射现象说明原子核的可变性，即原子核不是单一粒子，具有复杂的结构，故选项 B正确；丫射线是原子核在发射 a射线 或3射线时多余的能量以 丫射线的形式产生的辐射，因此丫射线是伴随（不是一定伴随）a

2、射线或3射线而放出的， C D均错误.【答案】AB2.（多选）关于放射性元素的半衰期，下列说法正确的是（）A.是放射源质量减少一半所需的时间B.是原子核半数发生衰变所需的时间C.与外界压强和温度有关D.可以用于测定地质年代、生物年代等【解析】原子核的衰变是由原子核的内部因素决定的，与外界环境无关.原子核的衰变有一定的速率，每隔一定的时间即半衰期，原子核就衰变掉总数的一半.不同种类的原子核，其半衰期也不同，若开始时原子核数目为N0,经时间t剩下的原子核数目为 N,半衰期t 1k为Ti/2,则N= N（2）T1/2.若能测出N与N的比值，就可求出t,依此公式可测定地质年代、 生物年代等.故正确答案

3、为 B、D.【答案】BD3.由原子核的衰变规律可知 （）【导学号：64772103】A.放射性元素一次衰变可同时产生a射线和3射线B.放射性元素发生 3衰变时，新核的化学性质不变C.放射性元素发生衰变的快慢不可人为控制D.放射性元素发生正电子衰变时，新核质量数不变，核电荷数增加1【解析】一次衰变不可能同时产生a射线和3射线，只可能同时产生 a射线和丫射线或3射线和丫射线；原子核发生衰变后，核电荷数发生了变化，故新核（新的物质）的化学性质应发生改变；发生正电子衰变，新核质量数不变，核电荷数减小1.【答案】C4.（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

4、发出3射线与丫射线，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. 3射线与丫射线都是电磁波，但丫射线穿透本领比 3射线强D.碘131发生3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；3射线是高速电子流，丫射线是电磁波，故 C错误；3衰变的实质是0n-1H+1e, D

5、正确.【答案】AD图 3-2-55.（多选）某一放射性元素放出的射线通过电场后分成三束，如图 3-2-5所示，下列说 法正确的是（）7A.射线3的电离作用在三种射线中最强B.射线2贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住C. 一个原子核放出一个射线3的粒子后，质子数和中子数都比原来少2个D. 一个原子核放出一个射线1的粒子后，形成的新核比原来的电荷数少1个【解析】根据三束射线的偏转方向，可以断定射线1带负电，是3射线；射线2不带电，是丫射线；射线3是“射线.a射线的电离作用最强，选项 A正确.丫射线贯穿本领最强，用一张白纸可以挡住的是a射线，选项B错误.每发生一次 a衰变，原子核里面的2个中子和

6、2个质子结合成一个氨核而释放出来，选项C正确.每发生一次 3衰变，原子核里面的一个中子变成一个质子，因此核电荷数增加1,但核子数不变，故选项D错误.【答案】 AC6.（多选）原子核232Th具有天然放射性，它经过若干次a衰变和3衰变后会变成新的原子核.下列原子核中，有三种是23Th衰变过程中可以产生的，它们是 （）A.208PbB.舞Pb216fC. 84 Po228D. 88 Ra【解析】发生1次a衰变时核子的质量数减4,电荷数减2;发生1次3衰变时,质量数不变，电荷数加1. 先从质量数的变化分析，易得A、 C、 D 正确【答案】 ACD7在横线上填上粒子符号和衰变类型号和衰变类型.(1)

7、23814 234Th+_ ，属于 _衰变(2) 234Thf 2314Pa+_，属于衰变210210(3) 84PO_> 85At + _，属于衰变 26Cu 62Co+_ ，属于_衰变【解析】 根据质量数守恒和电荷数守恒可以判断，(1)中生成的粒子为2He,属于 a衰变；(2)中生成的粒子为-?e,属于3衰变；(3)中生成的粒子为-0e,属于3衰变；(4) 中生成的粒子为4He,属于a衰变.【答案】(1) 2He a (2) 0e 3(3) 0e 34(4) 2He a8.238U经一系列的衰变后变为206Pb.(1)求一共经过几次 a衰变和几次3衰变?(2) 206Pb与238U相

8、比，求质子数和中子数各少多少?2°?Pb经过x次a衰变和y次3衰变.由质量数和电荷数(3) 写出这一衰变过程的方程【解析】 (1)设238U衰变为守恒可得238=206+4x0)92= 82+2x-y(D联立解得x= 8, y = 6,即一共经过8次a衰变和6次3衰变.(2)由于每发生一次a衰变质子数和中子数均减少2,每发生一次3衰变中子数减少1,而质子数增加1,故286Pb较馈U质子数少10,中子数少22.(3)核反应方程为 238LR206Pb+ 84He+ 6 Je.(1)86(2)1022(3)$U 206Pb+ 82He+ 6 0e 能力提升 9 ( 多选 ) 有一种新型镍

9、铜长效电池， 它是采用半衰期长达100 年的放射性同位素镍63( 2638Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用馍 63发生3衰变时释放电子给铜片，把馍63 和铜片作电池两极，外接负载为负载提供电能下面有关该电池的说法正确的是()【导学号： 64772043 】A.馍63的衰变方程是28Nif 69Cu+0eB.馍63的衰变方程是63Ni - 67cu+ 0eC.外接负载时馍63的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从馍片到铜片【解析】馍63的衰变方程为68Ni 0e+63Cu,选项A对，B错.电流方向为正电荷定向移动方向，在电池内部电流从铜片到馍片，馍片电势高，为电池的正极，选项C对，D

10、错.【答案】 AC10.（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的比例持续减少.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. 1七13C、14C具有相同的中子数C. 14C衰变为14N的过程中放出 3射线D.增加样品测量环境的压强将加速14C的衰变I【解析】 剩余的碳14占万，表明经过了一个半盘期， A正确；碳14、13、12的质子 数相同，质量数不同，中子数不同，碳14比碳12多两个中子，故B错误；碳14变为

11、氮14, 质量数未变，放出的是电子流，即 3射线，C正确；半衰期不受外界环境影响， D错误.【答案】 ACII .回旋加速器在核科学、核技术、核医学等高新技术领域得到了广泛应用，有力地推动了现代科学技术的发展.当今医学影像诊断设备PET/CT堪称“现代医学高科技之冠”，它在医疗诊断中，常利用能放射正电子的同位素碳11作示踪原子.碳11是由小型回旋加速器输出的高速质子轰击氮 14获得，同时还产生另一粒子，试写出核反应方程.若碳11的半 衰期。为20 min ,经2.0 h剩余碳11的质量占原来的百分之几？（结果取2位有效数字）【解析】核反应方程为174N+ 1HR 京+ 4HeD设碳11原有质量为 m,经过11=2.0 h剩余的质量为 m,根据半衰期定义有120 1.6%.【答案】174N+ iHR 161C+ 4He 1.6%12.在匀强磁场中，一个原来静止的原子核，由于放出一个 “粒子，结果得到一张两个相切圆的径迹照片（如图3-2-6所示），今测得两个相切圆半径之比1 ：2=1 ： 44,求：【导学号：64772044图 3-2-6(1)图中哪一个圆是 “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a粒子的径迹，圆轨道 1是新生核的径迹.(2)设