学业分层测评9原子核衰变及半衰期学习专用

1、教育资源教育资源学业分层测评（九）（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 .a射线和B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B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B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B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

2、是一定伴随）a射线或B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No，经时间 t丄剩下的原子核数目为 N,半衰期为TI/2,则 N = No（1）Tl/2若能测出 N 与 No的比值， 就教育资源教育资源可

3、求出 t,依此公式可测定地质年代、生物年代等.故正确答案为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B射线B 放射性元素发生B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B射线，只可能同时产生a射线和丫射线或B射线和Y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】 C 4(多选)日本福岛

4、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，衰变时会发出B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.B射线与丫射线都是电磁波，但丫射线穿透本领比B射线强D. 碘 131 发生B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

5、数几个原子核无意义，B 错误；B射1 1 0线是高速电子流，Y射线是电磁波，故 C 错误；B衰变的实质是on1H +-1e, D 正确.【答案】 AD5. (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， 下教育资源教育资源列说法正确的是 ()图 3-2-5教育资源教育资源ABCD射线 3 的电离作用在三种射线中最强射线 2 贯穿本领最弱，用一张白纸就可以将它挡住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【解析】 根据三束射线的偏转方向，可以断定射线 1 带负电，是B射

6、线;射线 2 不带电，是丫射线；射线 3 是a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 2 个质子结合成一个氦核而释放出来,选项 C 正确每发生一次B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29rh具有天然放射性，它经过若干次a衰变和B衰变后会 变成新的原子核下列原子核中，有三种是23920Th 衰变过程中可以产生的，它们 是（）A.20882PbC.21864PoB.28121PbD.28288Ra

7、【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B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7.在横线上填上粒子符号和衰变类型.238234(1)92Uf90Th+_，属于 _ _衰变234234(2)90Thf91Pa_，属于 _衰变210 210(3)84Pof85At_ _，属于 _衰变66 62(4)29Cuf27Co_，属于 _衰变答案】 ACD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42He，属于a衰变；（2）中生成的粒子为-1e，属于B衰变；（3）中生成的粒子为-1e，属于教育资源教育资源教

8、育资源教育资源B衰变；中生成的粒子为2He,属于a衰变.【答案】(1)2Hea1eB-0eB4(4)42Hea8.29328U 经一系列的衰变后变为28026Pb.(1) 求一共经过几次a衰变和几次B衰变？206Pb 与292U 相比，求质子数和中子数各少多少？ (3)写出这一衰变过程的方程.【解析】(1)设292U 衰变为286Pb 经过 x 次a衰变和 y 次B衰变.由质量数和电荷数守恒可得238= 206+ 4x92= 82+ 2x y 联立解得 x= 8, y= 6,即一共经过 8 次a衰变和 6 次B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B衰变中子数减

9、少 1,而质子数增加 1,故282Pb 较238U 质子数少 10,中子数少 22.(3) 核反应方程为298Uf282Pb+ 8He+ 61e.【答案】 (1)8 6(2)10 22(3)2臥282pb+ 82He + 6-?e 能力提升 9. (多选)有一种新型镍铜长效电池,它是采用半衰期长达100 年的放射性同位素镍 63(23Ni)和铜两种金属作为长寿命电池的材料，利用镍 63 发生B衰变时 释放电子给铜片,把镍 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 .镍 63 的衰变方程是68Ni 23Cu+-?eB.

10、镍 63 的衰变方程是68Ni67Cu+1e教育资源教育资源C. 外接负载时镍 63 的电势比铜片高D.该电池内电流方向是从镍片到铜片【解析】 镍 63 的衰变方程为68Ni 一1e+23Cu,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镍片，镍片电势高，为电池 的正极，选项 C 对，D 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

11、确的是（ ）A .该古木的年代距今约 5 700 年B.12C、13C、14C 具有相同的中子数C.14C 衰变为14N 的过程中放出B射线D. 增加样品测量环境的压强将加速14C 的衰变1【解析】 剩余的碳 14 占 2,表明经过了一个半衰期，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 变为氮 14,质量数未变，放出的是电子流，即 衰期不受外界环境影响，D 错误.【答案】 AC11. 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

12、 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T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B射线，C 正确；半教育资源教育资源17N+1H flc +2He设碳 11 原有质量为 mo,经过 ti= 2.0 h 剩余的质量为 mr,根据半衰期定义有【答案】14N +1Hf16c +2He 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a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r1:2= 1 : 44，求:【导学号：64772044图 3-2-6(1) 图中哪一个圆是a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 2 是a粒子的径迹，圆轨道 1 是新生核的径迹.(2)设衰变后新生核的电荷量为 q